Selektive Oxidation von n-Butan zu Maleinsäureanhydrid in der zirkulierenden Wirbelschicht:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3]
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| Beschreibung: | Zugl.: Hamburg-Harburg, Techn. Univ., Diss. |
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| adam_text | Titel: Selektive Oxidation von n-Butan zu Maleinsäureanhydrid in der zirkulierenden Wirbelschicht
Autor: Golbig, Klaus G
Jahr: 1995
Inhalt V Inhalt 1. Einleitung und Zielsetzung............................. 1 2. Stand des Wissens................................... 5 2.1 Verfahren zur Synthese von MSA ................... 5 2.1.1 Synthese im Festbettreaktor ..................... 6 2.1.2 Wirbelschicht als Synthesereaktor.................. 7 2.1.2.1 Der Mitsubishi-Prozeß .................... 8 2.1.2.2 Der Badger-Prozeß ...................... 9 2.1.2.3 ALMA-Prozeß ......................... 9 2.1.2.4 Sohio/UCB-Verfahren.................... 10 2.1.3 Verfahren mit Riser/Regenerator-Reaktor............. 11 2.2 Struktur und Herstellung der VPO-Katalysatoren......... 13 2.3 Reaktionskinetik der heterogen katalytischen Butanoxidation 15 2.4 Wirbelschichtreaktoren ........................ 27 2.4.1 Stationäre Wirbelschicht....................... 33 2.4.1.1 Stoffaustausch in stationären Wirbelschichten ..... 35 2.4.1.2 Modellierung des Wirbelschichtreaktors .........39 2.4.2 Zirkulierende Wirbelschicht......................48 2.4.2.1 Stoffübergang und Gasvermischung in der ZWS.....55 2.4.2.2 ZWS-Reaktorsimulation .................. 57 3. Versuchsaufbau und Meßtechnik ........................ 63 3.1 Aufbau.................................... 63 3.2 Beheizung.................................. 66 3.3 Messung................................... 66 3.4 Meßwerterfassung ............................. 67 3.5 Analytik................................... 67 4. Versuchsgüter .................................... 71 5. Versuchsergebnisse ................................. 76 5.1 Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der ZWS-Anlage ...... 76 5.1.1 Tracergasfunktionstests mit HA-HPV und Glaskugeln......76 5.1.2 Tracergastests mit VPO-Katalysator.................77 5.2 Stabilisierung des Feststoffkreislaufes ................. 79 5.3 Ermittlung der Feststoffumlaufrate................... 83 5.3.1 Korrelationen für die Feststoffrate ..................85 5.4 Experimente
.................................87 5.4.1 Versuchsablauf .............................87 5.4.2 Übersicht über die Versuche .....................88
VI Inhalt 5.4.3 Einfluß der Betriebsbedingungen auf das Reaktionsergebnis .......................... 90 6. Modellierung des ZWS-Reaktors..........................96 6.1 Kinetik der Katalysatorregeneration ................ 96 6.2 Reaktormodell..............................102 6.3 Regeneratormodell ........................... 107 6.4 Numerische Behandlung........................ 110 7. Anwendung der Modellierung auf den ZWS-Laborreaktor ........114 7.1 Parameterermittlung .......................... 114 7.2 Vergleich von Messung und Rechnung ...............117 7.3 Simulationsrechnungen ........................ 121 8. Rechnungen zur Maßstabsvergrößerung....................124 8.1 Modifizierung in Hinblick auf die Simulation von technischen Anlagen.......................... 124 8.2 Weitere zugrundegelegte Annahmen.................126 8.3 Einbindung der Großanlagenberechnung in das Simulationsprogramm ................................ 127 8.4 Lage des Großanlagenoptimums...................127 8.5 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.................... 133 8.6 Fazit ................................... 134 9. Zusammenfassung und Ausblick......................... 135 10. Anhang........................................ 137 Al Tabelle der GC-Analysenergebnisse.................137 A2 Modellgleichungen für die stationäre Wirbelschicht.......138 A2.1 Herleitung der Terme ....................138 A2.2 Abschätzung für den Fall eines Wirbelschichtreaktors zur MSA-Produktion...................... 141 A3 Berechnung der Reoxidationskonstanten .............. 144 A3.1 Linearer Term des Abschnitts I...............144 A3.2 Geschwindigkeitskonstante des Abschnitts II . ......145 A3.3 Startwert für k ox ........................ 145 11. Literatur 146
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