Partnerschaft für die Zukunft

Dr. Claudine Mollenkopf

Vor Jahren noch war fast jedes größere Unternehmen aus den Bereichen Spezialchemie und Petrochemie voll integriert in die Entwicklung neuer Katalysatoren und Verfahren. Die Forschung war von strategischer Bedeutung für die Geschäftstätigkeit. Die Forschungslabors, komplett ausgestattet mit Apparaturen zur Katalysatorherstellung im labortechnischen, Technikums- und großtechnischen Maßstab, arbeiteten an der Entwicklung neuer Katalysatoren und Verfahren, zunächst für die eigene Produktion und später dann, um ihr Verfahren und den Verkauf der Katalysatoren zu lizenzieren.

Heute leisten es sich die meisten Unternehmen nicht mehr, voll integrierte Katalysatorentwickler und -hersteller zu sein. Die Zahl der Unternehmen, die eine Lizenz zur Nutzung von Katalysatoren und Verfahren bei den wenigen noch verbleibenden Lizenzgebern erwerben, steigt. Andere Unternehmen entwickeln neue Katalysatorverfahren im Labor und suchen nach einem weltweit tätigen Partner, der ihnen die weitere Entwicklung abnimmt. Degussa-Hüls beispielsweise arbeitet mit diesen Unternehmen in innovativer Form zusammen, um Katalysatoren effizient, kostengünstig und schnell auf den Markt zu bringen. Das Unternehmen verfügt über ein breites Spektrum an Labor- und Produktionskapazitäten insbesondere in Deutschland und den Vereinigten Staaten und bietet auf der ganzen Welt umfassende Dienstleistungen an. Diese ermöglichen ein Scale-up von neuen Katalysatorrezepturen von nur wenigen Tonnen auf Mengen von über 100 Tonnen.

Um eine neue Verfahrenslizenz erfolgreich in den Markt einzuführen, braucht das lizenzerteilende Unternehmen einen Katalysatorhersteller, der seine Kosten- und Zeitvorgaben sicher einhält und das zum Scale-up erforderliche Know-how besitzt. Als Team müssen beide ihre Aktivitäten effektiv bündeln, um Synergien zu erzielen und so ihre Marktpositionen zu stärken. Zusätzlich verpflichten sie sich vertraglich, ihre Ressourcen in das gemeinsame Projekt einzubringen. Die kooperative Entwicklung neuer Katalysatorsysteme ist eine Teamarbeit mit klar voneinander abgegrenzten Stufen, die das Projekt bis zur Marktreife durchlaufen muss. Grundlegende Voraussetzung für die erfolgreiche Zusammenarbeit ist, dass beide Partner Offenheit in Bezug auf das in Entwicklung befindliche Projekt gewährleisten.

Vor Beginn eines Projektes ist es unbedingt erforderlich, die Rechte jedes Partners an seinem geistigen Eigentum zu schützen und finanzielle Aspekte im gesamten Ablauf klar zu definieren. Erster Schritt ist daher eine Geheimhaltungsvereinbarung. Sie ermöglicht einen freien Informationsfluss zwischen den Unternehmen und damit auch eine Gesamtevaluierung der Erfolgsaussichten. Die Geheimhaltungsvereinbarung enthält außerdem eine Klausel, die es beiden Partner untersagt, das gemeinsame Vorhaben zu veröffentlichen. Auch dies ist zum Schutz beider Partner gedacht.

Wenn beide Unternehmen sich einig sind, dass der neue Katalysator in größerem Maßstab produziert werden soll, wird ein Vertrag zur gemeinsamen Entwicklung (Joint Development Agreement: JDA) abgeschlossen. Wichtigstes Ziel dieses Vertrages ist es, die Verpflichtungen jedes einzelnen Unternehmens im Hinblick auf die großtechnische Produktion festzulegen. Hierzu gehören die Produktion und das Prüfen von ProbenMuster, die Scale-up-Schritte und die Verteilung der Kosten jeder einzelnen Stufe. Der JDA-Vertrag legt ebenfalls die Anlaufstellen in jedem der Unternehmen fest, über die alle Informationen zur Produktentwicklung fließen. Die Projektleiter für jedes Unternehmen sind dabei namentlich benannt. Ihre Aufgabe ist es, den Projektfortschritt und die effiziente Umsetzung bis hin zur großtechnischen Produktion zu gewährleisten.

Die Herstellung von Mustern kann sehr kostenintensiv sein, ebenso wie die Prüfung der Muster im Labor. Diese Phase ist jedoch sehr wichtig, da die gesammelten Informationen entscheidend sind, um ein Laborprodukt in ein großtechnisches Produkt zu überführen. Auch sollte schon während der Forschungs- und Entwicklungsphase der Scale-up-Ingenieur einbezogen werden, um die Machbarkeit der großtechnischen Produktion sicherzustellen.

Sobald die richtigen Katalysatorrezepturen im Labormaßstab feststehen, wird im nächsten Schritt der Katalysator in einem größeren Maßstab hergestellt und getestet. Während erste Muster vielleicht nur in Mengen von 100 g bereitstehen, gilt es, in der nächsten Stufe nachzuweisen, dass die physikalischen Eigenschaften und die katalytische Leistung in einem Maßstab reproduzierbar sind, der einer großtechnischen Produktion nahe kommt. Der Kunde verfügt dann ebenfalls über eine ausreichende Menge an Katalysator zum Betrieb einer Pilot- oder halbtechnischen Anlage. Vorläufige Produktspezifikationen können nach dem Pilotbetrieb vereinbart werden, doch die endgültige Spezifikation wird erst nach der großtechnischen Produktion und nach Abnahme der Katalysatorqualität durch den Kunden an der großtechnischen Anlage fixiert.

Das Scale-up erfolgt in engem Kontakt zwischen Verfahrenstechnikern und Forschern, um sicherzustellen, dass das gewählte Scale-up-Verfahren auf den großtechnischen Maßstab wirtschaftlich übertragbar ist. Darüber hinaus ermitteln Verfahrenstechniker und Forscher gemeinsam die Vorgaben für die zukünftige Produktionsanlage. Dadurch erhalten die Vertragspartner bereits zum frühestmöglichen Zeitpunkt realistische Produktionsparameter, die sie für die endgültige großtechnische Herstellung benötigen.

Während eine erfolgreiche Demonstration im Pilotmaßstab durchgeführt wird, erfolgt bereits die Planung und Vorbereitung der großtechnischen Produktion. Stehen die zur Deckung des Bedarfs erforderlichen Katalysator-Produktionsanlagen an einem der Degussa-Hüls-Produktionsstandorte in Europa, Japan, Nord- oder Südamerika bereit, gelangt die Katalysatorrezeptur zur Weiterentwicklung der großtechnischen Rezeptur an diesen Standort. Eine halbgroßtechnische Charge von rund 1 t simuliert gewöhnlich das großtechnische Herstellungsverfahren. Proben werden entnommen und getestet, um eine Produktqualitätssicherung durchzuführen. Üblicherweise werden unmittelbar danach zur Sicherstellung der Reproduzierbarkeit noch weitere Katalysatorchargen gefertigt, vor allem dann, wenn der Katalysator für eine neue Reaktoranlage des Kunden bestimmt ist. Bei neuen und innovativen Katalysatorrezepturen kommt es vor, dass die Anlagen zur Fertigung nicht vorhanden sind. Dies erfordert dann eine Investition, die von einem oder beiden Partnern getragen wird.

Insbesondere muss der Katalysatorproduzent bei der Herstellung eines neuen Produktes für die Sicherheit der Mitarbeiter und der Umwelt sorgen. Der Katalysatorentwickler, beispielsweise die Degussa-Hüls AG, stellt sicher, dass die Umwelt- und Sicherheitsanforderungen bei der Katalysatorproduktion eingehalten werden. Umweltkontrolleinrichtungen und Genehmigungen müssen bereits vorhanden sein, um unnötige Verzögerungen zu verhindern. Außerdem muss der Katalysatorhersteller verantwortlich und umweltbewusst mit den Abfallprodukten aus der Katalysatorherstellung umgehen. Hierzu zählen unter anderem fördertechnische Einrichtungen, die die Reagenzien auf dem gesamten Anlagengelände sicher transportieren sowie Abluft- und Abwasseraufbereitungsanlagen. Die Unterstützung des Responsible Care-Umweltprogramms des Verbandes der Chemischen Industrie, die Zertifizierung nach ISO 9000 und die Umweltzertifizierung nach ISO 14000 sind Indikatoren dafür, dass ein Unternehmen in der Lage ist, das Projekt mitarbeiterfreundlich und umweltschonend in die großtechnische Phase zu übertragen.

Nachdem das neue Verfahren eingeführt ist und die neuen Anlagen installiert sind, kann der entwickelte Katalysator über einen langen Zeitraum geliefert werden. Dies ist aber nicht zwangsläufig das Ende der Zusammenarbeit, da Katalysatorlieferanten und deren Kunden sich einen Stillstand nicht erlauben können. Degussa-Hüls arbeitet sehr eng mit seinen Partnern zusammen, um Katalysator und Herstellungsverfahren weiterhin zu verbessern.

Halle 4.2, Stand J15-J18

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