Reaktionstechnische Untersuchungen zur Benzolhydroxylierung:
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2004
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| adam_text | REAKTIONSTECHNISCHE UNTERSUCHUNGEN ZUR BENZOLHYDROXYLIERUNG DER
TECHNISCHEN FAKULTAET DER UNIVERSITAET ERLANGEN-NUERNBERG ZUR ERLANGUNG DES
GRADES DOKTOR-INGENIEUR VORGELEGT VON ULRICH HIEMER ERLANGEN - 2004
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 REAKTIONSSYSTEM 3 2.1
DISTICKSTOFFMONOXID 3 2.1.1 PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 3
2.1.2 EIGENSCHAFTEN IN DER ATMOSPHAERE 4 2.1.3 HERSTELLUNG 5 2.1.4
VERWENDUNG 7 2.1.4.1 ANAESTHETIKUM 7 2.1.4.2 HERSTELLUNG VON AZIDEN 8
2.1.4.3 TREIBMITTEL 8 2.1.4.4 PARTYDROGE 8 2.1.4.5 LACHGASEINSPRITZUNG 8
2.1.4.6 WEITERE ANWENDUNGEN 9 2.2 QUELLEN FUER N 2 0 FUER DEN EINSATZ IN
DER BENZOLHYDROXYLIERUNG 9 2.2.1 GEWINNUNG VON N 2 0 AUS DEM ABGAS DER
ADIPINSAEUREPRODUKTION 11 2.2.2 OXIDATION VON AMMONIAK DIREKT ZU
DISTICKSTOFFINONOXID 15 2.2.3 REDUKTION VON NO ZU N 2 0 18 2.2.3.1
WISSENSCHAFTLICHER HINTERGRUND 18 2.2.3.2 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN
22 2.2.3.3 VERFAHRENSVORSCHLAG 27 2.2.3.4 ZUSAMMENFASSUNG 30 2.3 BENZOL
31 2.3.1 PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 31 2.3.2 GEWINNUNG
UND HERSTELLUNG 32 2.3.3 VERWENDUNG 34 2.3.4 TOXIZITAET, AUFITAHME,
METABOLISMUS UND ELIMINATION 35 2.4 PHENOL 37 2.4.1 PHYSIKALISCHE UND
CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 37 2.4.2 GEWINNUNG UND HERSTELLUNG 38 2.4.3
VERWENDUNG 40 : 2.5 KATALYSATOR 42 2.5.1 ZEOLITHE 42 2.5.2 EIGENSCHAFTEN
VON ZEOLITHEN 45 2.5.2.1 ACIDITAET 45 INHALTSVERZEICHNIS 2.5.2.2
BASIZITAET 48 2.5.2.3 SORPTIONSVERHALTEN 48 2.5.2.4 THERMISCHE STABILITAET
50 2.5.2.5 KRISTALLGROESSE 51 2.5.2.6 FONNSELEKTIVITAET 51 2.5.2.7 EISEN IM
ZEOLITHEN 52 2.5.3 SYNTHESE VON ZEOLITHEN VOM TYP ZSM-5 53 2.5.4
NACHBEHANDLUNG 54 2.5.4.1 ENTFERNEN DES TEMPLATES 54 2.5.4.2 UEBERFUHRUNG
IN DIE H-FORM 55 2.5.4.3 EISENIONENTAUSCH 55 2.5.4.4 SILANIERUNG 56
2.5.4.5 THERMISCHE BEHANDLUNG 56 2.5.5 EINGESETZTER ZEOLITH-KATALYSATOR
57 2.5.5.1 IONENTAUSCH, KALZINIERUNG 57 2.5.5.2 CHARAKTERISIERUNG 58 3
HYDROXYLIERUENG - STAND DES WISSENS 63 3.1 MECHANISMUS UEBER
BR0NSTEDTSAEUREZENTREN 63 3.2 MECHANISMUS UEBER EXTRAGITTEREISENSPEZIES 63
3.3 MECHANISMUS UEBER GITTER-LEWIS-SAEURE-BASE-ZENTREN 64 3.4 MECHANISMUS
UEBER EXTRAGITTERALUMINIUMSPEZIES 65 3.5 REAKTIONSBEDINGUNGEN 65 3.6
NEUERE ERKENNTNISSE ZUM AKTIVEN ZENTRUM 65 3.7 KINETISCHE UNTERSUCHUNGEN
68 4 VERSUCHSANLAGE 1 70 4.1 KONZEPTION 70 4.2 EDUKTDOSIERUNG 70 4.3
REAKTOR 71 4.4 ANALYSENSYSTEM 72 4.5 ROHRLEITUNGSSYSTEM 72 4.6
ABGASREINIGUNG 72 4.7 STEUERUNGSEINHEIT 72 5 REAKTIONSTECHNISCHE
UNTERSUCHUNGEN 1 74 5.1 STANDZEITVERHALTEN 74 5.2 VARIATION DES
VERHAELTNISSES BENZOL ZU N 2 0 79 5.3 EINFLUSS VON STOERKOMPONENTEN AUF
DIE HYDROXYLIERUENG 81 5.3.1 EXPERIMENTELLES 82 5.3.2 STICKSTOFFINONOXID
84 INHALTS VERZEICHNI S 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 5.3.8 5.3.9
STICKSTOFFDIOXID SAUERSTOFF KOHLENMONOXID KOHLENDIOXID AMMONIAK WASSER
ZUSAMMENFASSUNG 6 VERSUCHSANLAGE 2 6.1 DOSIERUNG 6.1.1 TRENNUNG DER
REAKTIONSMISCHUNG VOM REGENERATIONSGAS 6.1.2 REDUZIEREN DES
EINSTELLBEREICHS VON DISTICKSTOFFINONOXID 6.1.3 ERWEITERN DES
EINSTELLBEREICHS FUER BENZOL 6.1.4 MODIFIZIERUNG BEI DER VERDAMPFUNG VON
BENZOL 6.2 BESCHREIB UNG DER REA KTOREN 6.2.1 STROEMUNGSROHRREAKTOR 6.2.2
KATALYTISCHER WANDREAKTOR 6.2.2.1 BILANZIERUNG DER WAERMEABFUHR UEBER DIE
PLATTE 6.2.2.2 BESCHICHTUNG DER PLATTEN MIT ZEOLITH 6.3 MESSUNGEN BEI
UEBERDRUCK 6.4 ANALYSENSYSTEM 6.4.1 UEBERPRUEFUNG DER STOFFINENGENBILANZEN
6.5 STEUERUNG 6.5.1 INTEGRATION DER STEUERUNG IN EINEN SCHALTSCHRANK
6.5.2 STEUERUNG DER GASSTROEME UEBER PNEUMATISCHE VENTILE 6.6 VERSTAERKTE
BEHEIZUNG VON ROHRLEITUNGEN 6.7 KATALYTISCHEN ABLUFTREINIGUNG 7
REAKTIONSTECHNISCHE UNTERSUCHUNGEN 2 7.1 EINFLUSS DES GESAMTDRUCKS 7.2
THERMISCHES VERHALTEN IM STROEMUNGSROHR 7.3 UNTERSUCHUNGEN IM WANDREAKTOR
7.3.1 EINSATZ EINES WANDREAKTORS IN DER BENZOLHYDROXYLIERUNG 7.3.1.1
UNTERSUCHUNGEN ZUR ERZIELBAREN AUSBEUTE IM WANDREAKTOR 7.3.1.2
REGENERATION * KINETISCHE MODELLIERUNG L- 8.1 UNTERSUCHUNG DES
REAKTIONSVERHALTENS 8.1.1 VORGEHENSWEISE 8.1.2 ERGEBNISSE 8.2
DURCHFUEHRUNG DER KINETISCHEN MESSUNGEN M 89 90 93 93 93 95 97 100 101
101 102 102 104 106 106 107 108 112 115 115 119 121 121 121 123 123 125
125 127 131 131 132 137 141 141 141 142 145 INHALTSVERZEICHNIS 8.3
UNTERSUCHUNGEN ZUM DIFFUSIONSEINFLUSS 148 8.3.1 LIMITIERUNG DURCH
INNEREN STOFFIRANSPORT (PORENDIFFUSION) 150 8.3.1.1 TEST AUF LIMITIERUNG
DURCH DIE KATALYSATORSCHICHT 150 8.3.1.2 TEST AUF LIMITIERUNG DURCH DEN
ZEOLITHKRISTALL 151 8.3.2 LIMITIERUNG DURCH AEUSSEREN STOFFIRANSPORT
(FILMDIFFUSION) 152 8.4 VORGEHENSWEISE BEI DER KINETISCHEN MODELLIERUNG
160 8.5 ISOTHERME MODELLIERUNG BEI 400 C 164 8.5.1 ANALYSE DER
MESSDATEN 164 8.5.2 VERGLEICH MIT DEN ERGEBNISSEN VON ANDREAS REITZMANN
169 8.5.3 BETRACHTUNG DER DIHYDROXYBENZOLE 170 8.5.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER DAS REAKTIONSMODELL 172 8.5.5 VORABSCHAETZUNG DER
REAKTIONSGESCHWINDIGKEITEN IM POTENZANSATZ 174 8.6 MODELLIERUNG DES
POTENZANSATZES 176 8.6.1 VEREINFACHTES MODELL 176 8.6.2 ERWEITERTER
MODELLANSATZ 182 8.7 HYPERBOLISCHER ANSATZ 187 8.7.1 MODELLENTWICKLUNG
188 8.7.2 MODELLIERUNG DES HYPERBOLISCHEN MODELLS 191 8.8
TEMPERATURABHAENGIGKEIT 196 8.8.1 ANALYSE DER MESSDATEN 196 8.8.2
ERMITTLUNG DER TEMPERATURABHAENGIGKEIT 197 9 ASPEKTE DER TECHNISCHEN
REALISIERUNG 200 9.1 ZULAUFSPEZIFIKATIONEN 200 9.2 PROBLEMATIK WASSER
201 9.3 VERFAHRENSGESTALTUNG 201 9.4 STATIONAERE SIMULATION EINER ANLAGE
MIT ASPEN PLUS 205 9.4.1 ANLAGENSIMULATIONSSOFTWARE ASPEN PLUS 205 9.4.2
INTEGRATION DES KINETISCHEN MODELLS IN ASPEN PLUS 207 9.4.3 VORGABEN FUER
DIE ANLAGENSIMULATION 208 9.4.4 ERGEBNISSE DER SIMULATION 209 10
ZUSAMMENFASSUNG 212 11 SUMMARY 217 LITERATURVERZEICHNIS 221 ANHANG 233
|
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