Desorptive Kühlung Chemischer Reaktoren : Untersuchungen zur Selektivitatssteigerung und Massstabsvergrosserung. / vorgelegt von Manuel Nau.

Format:

Book

Author/Creator:

Nau, Manuel, author.

Language:

German

Subjects (All):

Heterogeneous catalysis.

Physical Description:

1 online resource (xviii, 155 pages) : illustrations

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Berlin : Logos-Verl, 2011.

Summary:

Long description: Die Desorptive Kühlung ist ein hybrides Verfahren, das die Vorteile regenerativer und reaktiver Kühlkonzepte bei heterogen katalysierten Gasphasenreaktionen durch Kopplung exothermer Reaktions- und endothermer Desorptionsprozesse vereint. Im Vergleich zu rekuperativen Kühlkonzepten wird durch die Desorptive Kühlung besonders für Reaktionen mit starker Wärmetönung eine typische Bildung von Temperaturgradienten in axialer und radialer Richtung reduziert und dadurch eine bessere Kontrolle des Prozesses erlangt. In dem vorliegenden Buch werden die sich aus diesen Eigenschaften ergebenden Vorteile für Selektivitätssteigerungen bei temperatursensitiven Reaktionen untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Evaluierung der Scale-up-Fähigkeit desorptiver Kühlprozesse. Dazu wird eine Maßstabsvergrößerung im Verhältnis 1:3 durchgeführt, um experimentell die Unterschiede zum Labormaßstab zu identifizieren. Umfangreiche Simulationsstudien mit einem entwickelten Prozessmodell dienen hier sowohl zur Analyse der lokalen Transportprozesse als auch zur dynamischen Optimierung von Design- und Prozessparameter und sind Grundlage für die Automatisierung des Gesamtsystems sowie für die Entwicklung eines effizienten Regelungsansatzes.

Contents:

Intro

1 Einleitung

1.1 Motivation zu dieser Arbeit

1.2 Stand der Technik

1.2.1 Übersicht der Verfahren zur Reaktorkühlung

1.2.2 Anwendungsbereiche hybrider Systeme

1.2.3 Desorptive Kühlung

2 Selektivitätssteigerungen durch desorptive Kühlprozesse

2.1 Hydrierung von Acetylen

2.2 Experimentelle Untersuchungen

2.3 Ergebnisse

2.3.1 Reine Regeneration

2.3.2 Freie Desorption

2.3.3 Partialdruckführung

2.3.4 Selektivitätssteigerung der Kühlstrategien

2.4 Anpassung des Reaktormodells

2.5 Dynamische Optimierung

2.5.1 Optimierung von Designparametern

2.5.2 Optimierung von Prozessparametern

2.6 Evaluierung des Steigerungspotentials

2.7 Zusammenfassung

3 Maßstabsübertragung von desorptiven Kühlprozessen

3.1 Festlegung des Maßstabs

3.2 Aufbau der Pilotanlage

3.2.1 Funktion der Apparate

3.2.2 Design des Pilotreaktors

3.2.3 Experimentelle Messfehler

3.3 Wärmetechnische Charakterisierung

3.3.1 Axiale Temperaturprofile

3.3.2 Radiale Temperaturprofile

3.3.3 Einfluss des Strömungsprofils

3.4 Reaktionstechnische Charakterisierung

3.4.1 Überprüfung der Reaktionskinetik

3.4.2 Überprüfung der Desorptionskinetik

3.5 Referenzversuche

3.5.1 Ungekühltes System

3.5.2 Desorptiv gekühltes System

3.5.3 Bewertung der Ergebnisse

3.6 Modifikation der Reaktionsbedingungen

3.6.1 Reine Regeneration

3.6.2 Freie Desorption

3.6.3 Thermische Desorption

3.6.4 Partialdruckführung

3.7 Zusammenfassung

4 Modellierung desorptiver Kühlprozesse im Pilotmaßstab

4.1 Anpassung eines Standard-Modells

4.1.1 Porosität der Schüttung

4.1.2 Wärmetechnische Parameter

4.1.3 Überprüfung der Reaktionskinetik

4.1.4 Anpassung der Desorptionskinetik

4.1.5 Genauigkeit des angepassten 1D-Prozessmodells

4.2 Entwicklung eines 2D-Modells

4.2.1 Annahmen.

4.2.2 Porositätsverteilung

4.2.3 Wärmeübergangskonzept

4.2.4 Axiale und radiale Stoffdispersion

4.2.5 Axiale und radiale Wärmedispersion

4.2.6 Impulsbilanzen

4.2.7 Modifizierte Massenbilanz

4.2.8 Modifizierte Energiebilanz

4.2.9 Anfangs- und Randbedingungen

4.3 Anpassung des entwickelten 2D-Modells

4.3.1 Porosität der Schüttung

4.3.2 Berechnung der Stoffdispersionskoeffizienten

4.3.3 Wärmetechnische Parameter

4.3.4 Validierung des Prozessmodells

4.4 Modellvergleich

4.5 Zusammenfassung

5 Evaluierung der Scale-up-Fähigkeit desorptiver Kühlprozesse

5.1 Analyse des Systemverhaltens

5.1.1 Lokale Analyse von Reaktion und Desorption

5.1.2 Lokale Sensitivitätsanalyse

5.2 Dynamische Optimierung

5.2.1 Optimierung der Schüttungszusammensetzung

5.2.2 Optimierung der Inertpartialdruckführung

5.3 Ansätze zur Regelung

5.3.1 Gegenüberstellung der Regelgrößen

5.3.2 Auswahl von Regler und Regelgröße

5.3.3 Regelung des Reaktionszyklus in der Pilotanlage

5.3.4 Regenerationszyklus

5.3.5 Automatisierung des gesamten Prozesses

5.4 Zusammenfassung

6 Bewertung und Ausblick

A Theoretische Grundlagen

B Prozessmodelle nach Richrath

C Modellparameter

D Betriebsparameter.

Notes:

PublicationDate: 20110930

Description based on print version record.

ISBN:

3-8325-9834-0

9783832598341

OCLC:

1021808254