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Um 7 % auf 78,7 Mrd. Euro erhöhte die BASF im Jahr 2012 den Umsatz verglichen mit dem Jahr 2011. Das Ergebnis der Betriebstätigkeit (Gewinn vor Zinsen und Steuern, earnings before interest and taxes, Ebit) stieg um knapp 5 % auf etwa 9 Mrd. Euro. Nach Steuern und Anteilen anderer Gesellschafter blieben mit 4,9 Mrd. Euro 1,3 Mrd. weniger übrig als im Jahr zuvor. Das lag unter anderem am höheren Ergebnisanteil von Oil &amp; Gas und die dadurch höheren Steuern. Der im Jahr 2011 erzielte Gewinn aus dem Verkauf der BASF-Anteile an der K+S Aktiengesellschaft war überwiegend steuerfrei.
Zum Jahresende 2012 beschäftigte die BASF 113 262 Mitarbeiter, 2120 mehr als im Jahr zuvor.
Seit Anfang 2013 organisiert sich die BASF in fünf Segmenten (siehe Kasten), im Jahr 2012 waren es aber noch sechs: Chemicals, Plastics, Performance Products, Func-tional Solutions, Agricultural Solutions sowie Oil &amp; Gas. Bei Chemicals nahm der Umsatz im Jahr 2012 um 7 % auf 13,8 Mrd. Euro zu. Der Ebit lag mit 1,7 Mrd. Euro um 30 % unter dem Vorjahreswert. Der Umsatz bei Plastics stieg um 4 % auf 11,4 Mrd. Euro. Das Ebit fiel um 27 % auf 873 Mio. Euro. Im Segment Performance Products war der Umsatz mit 15,9 Mrd. Euro etwa 1 % höher als im Vorjahr. Das Ebit ging um 17 % zurück auf 1,4 Mrd. Euro. Functional Solutions verzeichnete im Jahr 2012 einen um 1 % erhöhten Umsatz von 11,5 Mrd. Euro. Das Ebit lag mit 561 Mio. Euro leicht über dem Vorjahreswert. Das Jahr 2012 war erneut ein Spitzenjahr für Agricultural Solutions. Der Umsatz stieg um 12 % auf 4,7 Mrd. Euro. Das Ebit nahm um 28 % zu und lag bei über 1 Mrd. Euro. Oil &amp; Gas erreichten mit 16,7 Mrd. Euro ein Umsatzplus von 39 %. Das Ebit verdoppelte sich nahezu auf 4,1 Mrd. Euro. Beim Verkauf von Rohstoffen, Ingenieur- und sonstigen Dienstleistungen sowie Vermietung und Verpachtung sanken im Jahr 2012 insbesondere wegen der Veräußerung der Styrolkunststoffaktivitäten und des Düngemittelgeschäfts der Umsatz um 24 % auf 4,8 Mrd. Euro und das Ebit vor Sondereinflüssen auf — 839 Mio. Euro.


<h2>Ausblick</h2>
Bei der Prognose für das Jahr 2013 geht der BASF-Vorstandsvorsitzende Kurt Bock von einer stärkeren Nachfrage und folgenden Rahmenbedingungen aus (Vorjahreswerte in Klammern):
Wachstum der Weltwirtschaft von 2,4 % (2,2 %),
Wachstum der Weltchemieproduktion von 3,6 % (2,6 %),
Wechselkurs von durchschnittlich 1,30 US-Dollar pro Euro (1,28 US-Dollar pro Euro),
Brent-Ölpreis von 110 US-Dollar pro Barrel im Jahresdurchschnitt (112 US-Dollar pro Barrel).
Die BASF-Ausgaben für Forschung und Entwicklung werden im Jahr 2013 gegenüber dem Vorjahr um etwa 9 % auf knapp 1,9 Mrd. Euro steigen. MB


<h2>Kurt Bock, BASF-Vorstandsvorsitzender</h2>
Was ist die Ursache für den hohen Rückgang des Gewinns vor Zinsen und Steuern beim Segment Plastics um 27 %?
Kurt Bock: Der Rückgang kommt aus den Performance Plastics und ist dort im Wesentlichen bedingt durch die niedrigeren Preise für Caprolactame im Jahr 2012 gegenüber dem Jahr 2011.
Ist dieser Rückgang der Grund für die Umverteilung des gesamten Segments?
Bock: Die Höchststrafe bei der BASF besteht nicht darin, dass man ein Segment umsortiert. Der Grund für die Neuverteilung des Segments ist die Weiterentwicklung unserer Strategie der Bündelung von Verbundorientierung, -größe und -effizienz auf der einen sowie Kundenorientierung und Innovation auf der anderen Seite.
Wie wird das Segment Plastics aufgeteilt?
Bock: Die großen Vorprodukte werden künftig unter das Segment Chemicals fallen. Entwicklungen gemeinsam mit Kunden werden gebündelt unter Performance Materials, die in einem erweiterten Segment Functional Materials and Solutions zusammen gefasst sind. B R

Mehr Öl, mehr Pflanzenschutz, weniger Chemie

Um 7 % auf 78,7 Mrd. Euro erhöhte die BASF im Jahr 2012 den Umsatz verglichen mit dem Jahr 2011. Das Ergebnis der Betriebstätigkeit (Gewinn vor Zinsen und Steuern, earnings before interest and taxes, Ebit) stieg um knapp 5 % auf etwa 9 Mrd. Euro. Nach Steuern und Anteilen anderer Gesellschafter b...

Prof. Dr.

Der Weg zum synthetischen Benzin beginnt mit Stroh, aus dem mit einem Pyrolyseschritt Synthesegas erzeugt wird. Daraus entsteht in einer einzigen Prozessstufe Dimethylether, unter intermediärer Bildung von Methanol.1,2 Abschließend reagiert Dimethylether an einem modifizierten Zeolithen zu Benzin (Abbildung 1).3 Das gesamte Verfahren, vom Stroh zum Kohlenwasserstoff, heißt Bioliq-Verfahren.
Zeolithe des Typs H-ZSM-5 katalysieren die Reaktion von Dimethylether zu Benzin. In ihnen sind SiO4- und AlO4-Tetraeder als primäre Baueinheiten miteinander verknüpft. Die Elementarzelle enthält 192 Sauerstoff- und 96 T-Atome — T steht für Si und Al.4 Das Si-Al-Verhältnis gibt die Zahl der Ausgleichsprotonen zur Ladungsneutralität vor. Für Zeolithe gilt die Löwenstein-Regel, die eine Verbrückung von zwei Aluminiumatomen über ein Sauerstoffatom ausschließt.
 Abbildung 2 zeigt die Struktureinheiten eines Zeolithen der Kategorie MFI (mordenite framework inverted). Die TO4-Tetraeder bilden sekundäre Baueinheiten, zum Beispiel Fünf- oder Sechsringe. Diese wiederum formen noch größere Strukturen aus Pentasilen, den tertiären Baueinheiten. Ein Pentasil besteht aus acht fünfgliedrigen Ringen (Abbildung 2, Mitte). Zu Ketten verbundene Pentasile, die gespiegelt und über Sauerstoffbrücken miteinander verknüpft sind, bilden die Gerüststruktur. Zwischen den Pentasilketten befinden sich Inversionszentren (Abbildung 2, rechts).5
Der Zeolith ZSM-5 setzt sich aus einem dreidimensionalen Mikroporenröhrensystem zusammen, dessen Röhren elliptisch geformt und aus Zehnringeinheiten aufgebaut sind. Die Röhren entlang der b-Achse haben einen Durchmesser von 5,3 bis 5,6 Å. In der von den Achsen a und c aufgespannten Ebene verlaufen zickzackförmige Röhren mit einem Durchmesser von 5,1 bis 5,5 Å, die mit dazu senkrecht verlaufenden Röhren in der b-Achse zusammentreffen. An den Kreuzungspunkten entstehen dadurch größere Hohlräume mit einem Durchmesser von 9,4 Å.6,7
Das Porensystem des ZSM-5 bestimmt die Reaktanden- und Produktformselektivität. So können nur Reaktanden mit einer schlanken Molekülgestalt, zum Beispiel Dimethylether, zu den katalytisch aktiven Zentren des Zeolithen diffundieren. Bei Parallelreaktionen wird diejenige bevorzugt, die nicht über einen sperrigen Übergangszustand verläuft.8
Die aktiven Zentren des H-ZSM-5 lassen sich bei der Synthese und auch danach durch präparative Verfahren modifizieren. So hat eine erhöhte Brønsted-Acidität des H-ZSM-5, also ein niedrigeres Si-Al-Verhältnis, zur Folge, dass der Katalysator schneller seine Aktivität verliert.9
Die basische Nachbehandlung von H-ZSM-5 löst Siliciumatome selektiv aus der Gitterstruktur heraus.10,11 Dies beeinflusst die Acidität der Brønsted-Säurezentren des Zeolithen nicht maßgeblich, erhöht aber die Lewis-sauren Zentren auf der externen Oberfläche, die durch das Herauslösen von Aluminium entstehen.12
Die Desilicierung entfernt auch interne Silanolgruppen (Defektstellen) und erhöht die Konzentration freier, isolierter SiOH-Gruppen. Oft sind die Silanolgruppen die aktiven Zentren, zum Beispiel bei der Beckmann-Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu ϵ-Caprolactam.13 Mit Silicalit-1 als Katalysator — einem Zeolith des MFI-Strukturtyps ohne Aluminium — sind die Umsätze und Selektivitäten bei dieser Umlagerung höher, wenn die Silanolgruppen vicinal zueinander angeordnet sind.
Die Frage ist, ob und wie Silanolgruppen die Reaktion von Dimethylether zu Kohlenwasserstoffen beeinflussen. Wie Barbera et al. mit FTIR-Untersuchungen an H-ZSM-5 zeigten, hängt bei der Reaktion von Methanol zu Benzin die Deaktivierungsgeschwindigkeit mit dem Intensitätsverhältnis der IR-Absorptionsbanden bei 3726 cm—1 und 3745 cm—1 (I3726/I3745) zusammen.14 Die Absorptionsbande 3726 cm—1 stammt von den internen Silanolgruppen, die Bande bei 3745 cm—1 von den externen. H-ZSM-5 verliert seine Aktivität entweder durch Dealuminierung (steaming) oder durch Verkokung.15,16 Die Desilicierung des H-ZSM-5 erhöht Standzeit und Selektivität der Benzinfraktion.17,18
Hierarchische Zeolithe, also solche mit modifizierten Poren, lassen sich nicht nur durch Desilicierung, sondern auch durch Dealuminierung oder Templatsynthesen herstellen.19,20 Template können Organosilane sein.21,22) Auch biologische und spezielle anorganische Template haben sich bewährt.23,24


<h2>Wie läuft die Reaktion genau ab?</h2>
Den Mechanismus bei der Umsetzung von Dimethylether an H-ZSM-5 genau aufzuklären, würde es möglich machen, die Bildung unerwünschter Produkte wie Durol (1,2,4,5-Tetramethylbenzol) sowie Verkokungen zu verstehen und damit vielleicht auch einzuschränken. Gezielte Modifikationen wie Desilicierung und Dotierung des Katalysators könnten dann das Produktspektrum steuern.
Für die Reaktion von Methanol zu Olefinen veröffentlichten Dahl und Kolboe im Jahr 1993 den Kohlenwasserstoff-Pool-Mechanismus, der die Bildung kurzkettiger Olefine erklärt.33 Zur Aufklärung beigetragen haben anfänglich Isotopenmarkierungsversuche mit 12C/13C. Spätere Untersuchungen setzen 1H/D-Analysen, FTIR- und Raman-Schwingungsspektroskopie sowie computergestützte Methoden ein, außerdem GC-MS-Analysen der Produkte, die im Katalysator eingeschlossen waren. Dazu wurde der Katalysator in HF oder HCl aufgelöst.
 Für die Reaktion von Methanol zu Benzin an H-ZSM-5 schlugen Olsby und Bjørgen ein Dualzyklen-Konzept vor (Abbildung 3).9,15 Durch die Methylierung von Propen und kurzkettigen Alkenen entstehen höhere Alkene. Diese bilden, zum Beispiel durch C-C-Bindungsbruch, kürzere Alkene und Propen. Reagieren die höheren Alkene aber zu Alkanen und Aromaten, führt das zum zweiten Zyklus. Dabei entstehen aus den Aromaten höher methylierte Aromaten sowie Ethen.
Da Methanol zu Dimethylether dehydratisiert, ist das Dualzyklen-Konzept vermutlich auch auf dessen Umsetzung an H-ZSM-5 übertragbar.25 So zeigten Ilias und Bhan, dass eine Zugabe von 13C-Toluol im Eduktstrom zu 12C-Dimethylether die Ausbeute an Ethen und Aromaten erhöht. Die Zugabe von 13C-Propen im Eduktstrom erhöht den Anteil von Propen mit mindestens einem 12C auf der Produktseite. Es entsteht durch Cracken höherer Olefine. Das untermauert das Dualzyklen-Konzept. Nach wie vor bleibt die Frage, wie die Initiierung der Zyklen aus den Edukten Methanol und Dimethylether beginnt und abläuft. Die Bildung von C-C-Bindungen aus zwei C1-Einheiten spielt jedenfalls im stationären Zustand der ineinandergreifenden Zyklen keine Rolle mehr.


<h2>Versuchsergebnisse stimmen optimistisch</h2>
Die ersten Versuche zur Benzinsynthese führte das Institut für Katalyseforschung und -technologie am KIT in Karlsruhe an modifizierten H-ZSM5-Katalysatoren mit unterschiedlichen Si-Al-Verhältnissen und Dotierungen mit Übergangselementen durch. Die Forscher arbeiteten dabei mit einem Eduktgasgemisch aus Dimethylether und Argon im Verhältnis DME : Ar = 0,25. Testsystem war ein isotherm betriebener Strömungsrohrreaktor ohne Rückvermischung bei einer Raumgeschwindigkeit von 3000 h—1, Gesamtdrücken von 1 bis 40 bar und einer Reaktortemperatur von 380 °C. Die Abbildung 4 zeigt ein Siedediagramm von zwei synthetisierten Benzinfraktionen im Vergleich mit einem typischen Ottokraftstoff.
Die Fraktionen enthalten weniger leichtflüchtige Komponenten als der Ottokraftstoff und einen höheren Anteil hochsiedender Komponenten, die erst bei Temperaturen über 200 °C verdampfen. Eine Siedelücke existiert nicht. Zwischen 100 °C und 150 °C stimmen die prozentual verdampften Anteile gut überein.
Für beide Fraktionen lässt sich eine Oktanzahl von größer als 100 abschätzen; das liegt über der von herkömmlichem Benzin mit 95 Oktan. Unter Berücksichtigung der DIN-Normen lässt sich das hergestellte Rohbenzin ohne weitere Aufarbeitung bis zu einem Anteil von 15 Prozent zu niedrig siedenden Benzinfraktionen beimengen. Durol ist eine der kritischen Komponenten, die den möglichen Anteil begrenzen.
Thomas. N. Otto, Michael Zimmermann, Eckhard Dinjus und Christina Ceccarelli arbeiten am Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Ihre Forschungsschwerpunkte liegen auf der biobasierten Synthesegaschemie und der nachhaltigen Katalysechemie. <a href="mailto:thomas.otto@kit.edu">thomas.otto@kit.edu</a>


<h2>QUERGELESEN</h2>
Der Bioliq-Prozess stellt Kraftstoff aus Stroh her. Er nutzt die Zwischenprodukte Synthesegas und Dimethylether.
Zeolithe des Typs ZSM-5 katalysieren sowohl die Reaktion von Methanol als auch von Dimethylether zu Benzin.
Unerwünschtes Nebenprodukt ist 1,2,4,5-Tetramethylbenzol. Kenntnis des Reaktionsmechanismus und entsprechende Modifikationen des Katalysators könnten das Produktspektrum verbessern.


<h2>Synthese von Kraftstoffen</h2>
Mobil Oil entdeckte in den 1970er Jahren, dass sich ein hochoktaniges Benzin aus Methanol synthetisieren lässt.26,27 Chang et al. untersuchten das Verfahren.28 Es war während der damals herrschenden ersten Ölkrise eine Alternative zum Fischer-Tropsch-Verfahren. Dieses wandelt Synthesegas (CO + H2) katalytisch zu langkettigen Kohlenwasserstoffen um, die sich unter anderem zu Diesel weiterverarbeiten lassen.
Auch Dimethylether kann zu Benzin reagieren. Im Vergleich zu Methanol als Ausgangsprodukt ist dieser Syntheseweg vorteilhafter, was Reaktionswärme, Ausbeute, Selektivität, Reaktordesign und Prozessbedingungen angeht.29,30 Beide Verfahren synthetisieren Kohlenwasserstoffe bis zu C10 an Zeolithen.
Dimethylether kann wegen seiner hohen Cetanzahl von 55 bis 60 auch als Motorkraftstoff in modifizierten Dieselmotoren dienen.31 Jedoch hat es eine geringere volumenbezogene spezifische Energiedichte als Diesel und ist weniger viskos. Andere physikalische Eigenschaften bereiten bei Lagerung und Transport Probleme.32
Das Forschungsvorhaben “Zeolithkatalysierte Kraftstoffsynthese aus Dimethylether” am Institut für Katalyseforschung und -technologie IKFT am KIT Karlsruhe synthetisiert Kraftstoffe direkt aus biostämmigem Dimethylether. Es untersucht die selektive Herstellung von Ottokraftstoffen im Labormaßstab und forscht ferner an der Synthese von Wertchemikalien aus biogenem Dimethylether.



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Mehr Öl, mehr Pflanzenschutz, weniger Chemie

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