Grenzen konventioneller Ansätze zur Beschreibung der effektiven Kinetik dreiphasiger heterogen-katalysierter Reaktionen - Untersuchungen am Modellsystem der Ni-katalysierten Hydrierung von 1-Hexen

Titelangaben

Fritz, Stefan:
Grenzen konventioneller Ansätze zur Beschreibung der effektiven Kinetik dreiphasiger heterogen-katalysierter Reaktionen - Untersuchungen am Modellsystem der Ni-katalysierten Hydrierung von 1-Hexen.
Bayreuth , 2014 . - XIV, 163 S.
ISBN 978-3-18-394303-6
( Dissertation, 2014 , Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften)

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Abstract

Hinsichtlich der ökonomischen Effizienz und Aspekten der Sicherheit ist die Vorhersage des Prozessverhaltens dreiphasiger heterogen-katalysierter Reaktionen bei der Auslegung von Reaktoren erforderlich und die Kenntnis des externen als auch internen Wärme- und Stofftransports somit von großer Bedeutung. Unter bestimmten Prozessbedingungen kommt es aufgrund einer oszillierenden Gas- und/oder Dampfblasenbildung zu einem konvektiven Stoff- und Wärmestrom; dieser wirkt sich erheblich auf die Hydrodynamik sowohl im Katalysatorpartikel als auch in der umgebenden Flüssigphase aus. Im Zuge konventioneller Korrelationen und Modellansätze wird dieser konvektive Beitrag nicht berücksichtigt. Mit Hilfe der Oszillationstheorie kann der enorme Einfluss der Blasenbildung hingegen erklärt und die experimentellen Befunde interpretiert werden. Die unterschiedlichen Mechanismen des Stoff- und Wärmetransports und verschiedene Konzepte zur Beschreibung entsprechender Reaktionen bei unterschiedlichen Prozessbedingungen werden im Detail diskutiert.

Abstract in weiterer Sprache

The prediction of process behavior of three-phase catalytic reactions is of great importance for economic efficiency and safety aspects when designing chemical reactors. Thus, knowledge of external as well as internal heat and mass transfer is essential. Under certain process conditions a convective heat and mass transfer occurs due to an oscillatory formation of gas and/or vapor bubbles. This additional flow affects the hydrodynamics inside the catalyst pellet as well as in the surrounding liquid phase. Conventional approaches to process description and common empirical correlations do not consider this convective contribution. In contrast, with the help of the oscillation theory the enormous impact of bubble formation can be described and the experimental findings can be better explained. This dissertation discusses in detail the various mechanisms of heat and mass transfer as well as the different approaches to describing respective reactions at different process conditions.