Heterogen katalysierte Reaktivdestillation

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Die heterogen katalysierte Reaktivdestillation ist ein Verfahren, das in der Chemischen Industrie zunehmend Beachtung findet, jedoch aufgrund technischer Unsicherheiten und mangelnder Erfahrung noch selten eingesetzt wird. Diese Arbeit analysiert detailliert die Einflussfaktoren auf dieses Verfahren, exemplifiziert durch die gleichgewichtslimitierte Veresterungsreaktion von Hexanol mit Essigsäure zu Hexylacetat und Wasser, unter Verwendung des Katalysators Amberlyst CSP2. Neben der Hauptreaktion sind auch die Bildung von Hexen und Dihexylether in Nebenreaktionen von Bedeutung. Die Arbeit bietet umfassende Einblicke in die experimentelle Durchführung sowie in Modellierung und Simulation. Durch Reaktivdestillationsexperimente im Labor- und Pilotmaßstab wird die größte veröffentlichte Datenbasis für dieses Verfahren geschaffen, die als Vergleichsmaßstab für Modellierungen dient. Reaktionskinetik und Phasengleichgewichte werden detailliert untersucht, um eine vollständige, validierte Stoffdatenbasis für sinnvolle Simulationen bereitzustellen. Sowohl das Gleichgewichtsstufenmodell als auch das rate-based Modell kommen zum Einsatz. Der Schlüssel zur erfolgreichen Simulation liegt in der Übertragbarkeit der Reaktionskinetik aus dem Laborreaktor auf die Bedingungen der Reaktivdestillation. Experimente in einem Rieselbettreaktor quantifizieren den Einfluss der Fluiddynamik, während praktische Aspekte zur Reaktionszonendimensionierung u