Kdison-Technikteam analysiert Katalysatordeaktivierung in einer indonesischen Wasserstoffperoxidanlage: Schwefelbelastung der Umwelt als Hauptursache identifiziert

Im Juni 2025 stellte Kdison im Rahmen technischer Unterstützungsmaßnahmen für eine Wasserstoffperoxid-Produktionsanlage in Indonesien einen ungewöhnlichen Aktivitätsabfall eines in der Anlage verwendeten Palladium-basierten Katalysators fest. Dies führte zu einer reduzierten Hydrierungseffizienz und spürbaren Auswirkungen auf die Anlagenproduktion. Nach systematischer Analyse und unabhängiger Überprüfung wurde bestätigt, dass es sich um einen relativ seltenen Fall von Katalysatordeaktivierung in der Wasserstoffperoxid-Industrie handelte, der nicht durch Prozess- oder Anlagenfehler, sondern durch externe Umwelteinflüsse verursacht wurde.

Das Projekt nutzt das von Kdison bereitgestellte Festbett-Anthrachinonverfahren zur Wasserstoffperoxid-Produktion (H₂O₂). Dieses Verfahren wird seit vielen Jahren weltweit zuverlässig und weit verbreitet eingesetzt. Die Anlagenkonstruktion ist ausgereift, die Betriebsparameter sind angemessen, und die Anlage lief in der Anfangsphase nach der Inbetriebnahme reibungslos.

Nach Auftreten des Problems führte das technische Team von Kdison umgehend eine umfassende Überprüfung der Betriebsdaten, Prozessbedingungen und Betriebsabläufe durch. Aufgrund langjähriger Erfahrung im Engineering und Betrieb kam das Team vorläufig zu dem Schluss, dass die Katalysatordeaktivierung wahrscheinlich mit einer anormalen Umgebungsluftqualität, insbesondere dem Vorhandensein schwefelhaltiger Verunreinigungen, zusammenhängt. Obwohl eine solche Schlussfolgerung in der Wasserstoffperoxidindustrie ungewöhnlich ist, war sie angesichts der Umgebungsbedingungen des Werks technisch nachvollziehbar.

Um die wissenschaftliche Genauigkeit und Objektivität dieses Urteils weiter zu überprüfen, transportierte Kdison proaktiv die mutmaßlich vergifteten Katalysatorproben von Indonesien nach China und beauftragte unabhängige Drittlabore mit umfassenden physikalisch-chemischen Analysen. Das mehrmonatige Testprogramm umfasste SEM-, BET-, EDS-, ICP-MS-, IC- und XPS-Analysen.

Im September 2025 wurden die Prüfberichte von Drittanbietern offiziell veröffentlicht. Die Ergebnisse verschiedener Analysemethoden bestätigten übereinstimmend einen signifikanten Anstieg des Schwefelgehalts im Katalysator. Schwefel lag hauptsächlich in Form von Sulfaten mit der Oxidationsstufe +6 vor. Diese Sulfate adsorbieren stark an den aktiven Palladiumzentren und bilden stabile Oberflächenverbindungen, die die Wasserstoffadsorption und -aktivierung hemmen. Dies führt zu der typischen, durch Schwefelvergiftung bedingten Katalysatordeaktivierung. Die analytischen Schlussfolgerungen stimmten vollständig mit der ursprünglichen technischen Bewertung von Kdison überein.

Die Anlage befindet sich in einem Chemiepark und ist von zahlreichen anderen Chemieanlagen umgeben. Untersuchungen ergaben, dass einige benachbarte Anlagen eine unzureichende Abgaskaminhöhe und eine mangelhafte Abgasreinigung aufwiesen, wodurch sich schwefelhaltige Schadstoffe lokal verteilen und in die Umgebungsluft gelangen konnten. Im Anthrachinon-Prozess ist für die Oxidationsstufe eine kontinuierliche Luftzufuhr erforderlich. Schwefelhaltige Schadstoffe in der Luft werden im System schrittweise in Sulfatspezies (SO₄²⁻) umgewandelt, die mit der Arbeitslösung zirkulieren, in die Hydrierungsstufe gelangen und sich schließlich auf der Oberfläche des Palladiumkatalysators anreichern.

Die unmittelbarste Folge der Katalysatordeaktivierung ist eine Verringerung der Hydrierungseffizienz. Sobald die aktiven Palladiumzentren belegt sind, sinkt die Hydrierungsumwandlung von Anthrachinonderivaten deutlich, was die Effizienz der Arbeitslösungszirkulation einschränkt und letztendlich die Wasserstoffperoxid-Produktionskapazität reduziert. Die Auswirkungen betreffen hauptsächlich die Produktionseffizienz und weniger die Anlagensicherheit, stellen aber eine erhebliche Herausforderung für einen kontinuierlichen und stabilen Betrieb dar.

Nachdem die Ursache eindeutig identifiziert worden war, schlug das technische Team von Kdison dem Kunden ein gestaffeltes Maßnahmenpaket vor, wobei die technische Machbarkeit und wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt wurden:

1. Luftbehandlungs- und -reinigungslösung

Die Installation von Luftreinigungs- und Adsorptionssystemen vor dem Ansaugrohr der Oxidationsanlage zur Entfernung schwefelhaltiger Verunreinigungen ist zwar technisch effektiv, jedoch mit relativ hohen Investitions- und Betriebskosten verbunden.

2. Optimierung des Anlagenlayouts für neue Projekte

Bei neuen Wasserstoffperoxid-Anlagen sollten die Umweltbedingungen bereits in der Planungsphase umfassend berücksichtigt werden. Luftkompressoren und Ansaugstellen sollten so weit wie möglich von potenziellen Verschmutzungsquellen entfernt platziert werden. Diese Maßnahme ist für bestehende Anlagen praktisch nicht umsetzbar.

3. Übergangs- und Interimsmaßnahmen

Unter den gegebenen Bedingungen kann durch gezielte Reinigung und Behandlung schwefelvergifteter Katalysatoren die katalytische Aktivität teilweise wiederhergestellt und somit der Anlagenbetrieb fortgesetzt werden.

Das technische Team von Kdison betonte, dass dieser Fall verdeutlicht, wie in hochmodernen, kontinuierlich betriebenen Wasserstoffperoxidanlagen die allgemeinen Umweltbedingungen in Industrieparks zu einem kritischen, oft übersehenen Prozessparameter geworden sind. Obwohl die durch externe Umwelteinflüsse verursachte Katalysatordeaktivierung in der Branche selten vorkommt, hat sie wichtige technische Konsequenzen für Anlagen der Feinchemie.

Als spezialisierter Anbieter von schlüsselfertigen EPC-Lösungen für Wasserstoffperoxid setzt Kdison weiterhin auf ingenieurgetriebene Innovation und kontinuierliche Verbesserung der Umweltverträglichkeit und liefert seinen Kunden weltweit sichere, zuverlässige und nachhaltige Technologien zur Wasserstoffperoxidproduktion.