Heterogen katalysierte Reaktivdestillation

Die heterogen katalysierte Reaktivdestillation ist eine Verfahrensvariante, derin der Chemischen Industrie eine hohe Aufmerksamkeit gewidmet wird, die aber wegen technischer Unsicherheiten verbunden mit fehlender Erfahrung noch vergleichsw eise selten zum Einsatz kommt. Mit dem Ziel einer erhöhten Realisierungssicherheit wird in dieser Arbeit eine detaillierte Analyse der Einflussfaktoren auf dieses Verfahren am Beispiel der gleichgewichtslimitierten Veresterungsreaktion von Hexanol mit Essigsäure zu Hexylacetat und Wasser durchgeführt. Der eingesetzte Katalysator ist Amberlyst CSP2. Neben der Hauptreaktion ist die Bildung von Hexen und Dihexylether in Nebenreaktionen relevant. Diese Arbeit zeichnet sich dadurch aus, dass sie umfassend sowohl über die experimentelle Seite als auch die der Modellierung und Simulation berichtet. Mit Reaktivdestillationsexperimenten im Labor- und im Pilotmaßstab wird die größte v eröffentlichte Datenbasis dieses Verfahrens geschaffen. Diese Experimente sind der Vergleichsmaßstab zur Beurteilung von Modellierung und Simulation. Weiterhi n werden insbesondere Reaktionskinetik und Phasengleichgewichte detailliert untersucht, um eine vollständige, validierte Stoffdatenbasis -- die Voraussetzung einer sinnvollen Simulation -- bereit zu stellen. Für die Simulation werden sowo hl das Gleichgewichtsstufenmodell als auch das rate-based Modell verwendet. DerSchlüssel zur erfolgreichen Simulation der Reaktivdestillation liegt in der Übertragbarkeit der im Laborreaktor ermittelten Reaktionskinetik auf die Bedingung en in der Reaktivdestillation. In diesem Zusammenhang dienen Experimente in einem Rieselbettreaktor der Untersuchung und Quantifizierung des Einflusses der Fluiddynamik. Darüber hinaus werden praktische Aspekte bezüglich Reaktionszonendimensionierung und Nebenreaktionen ebenfalls diskutiert. Mit den Methoden und Erfahrungen dieser Arbeit werden maßgebliche Beiträge zum sicheren Design und Scale-up der heterogen katalysierten Reaktivdestillation geleistet.