Önal, Yücel (2006)
Reaktionstechnische Aspekte der wässrigen Mehrphasenkatalyse.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Primary publication
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Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Reaktionstechnische Aspekte der wässrigen Mehrphasenkatalyse | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Vogel, Prof. Dr. Herbert ; Behr, Prof. Dr. Arno | ||||
Advisors: | Claus, Prof. Dr. Peter | ||||
Date: | 3 February 2006 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Date of oral examination: | 12 December 2005 | ||||
Abstract: | Die Technologie der wässrigen Mehrphasenkatalyse bietet eine sehr wirtschaftliche und umweltschonende Methode zur Durchführung von homogen katalysierten Reaktionen im industriellen Maßstab. Besonders vorteilhaft ist dabei die Katalysator-Abtrennung, die im einfachsten Fall auf eine Phasenseparation reduziert werden kann. Aufgrund der Komplexität des mehrphasigen Reaktionssystems (Gas/Flüssig/Flüssig) ist allerdings eine detaillierte reaktionstechnische Untersuchung in diesen Systemen sehr aufwendig und ist daher bislang nur für sehr wenige Reaktionen durchgeführt worden. Um aber die Leistung eines Reaktors zu optimieren oder ein im Labor-Maßstab betriebenes Verfahren in eine industrielle Produktionsanlage zu überführen, sind diese Untersuchungen essentiell. Anhand eines Modell-Reaktionssystems (selektive Hydrierung von a,b-ungesättigten Aldehyden zu ungesättigten Alkoholen an einem wasserlöslichen Ru(II)-TPPTS-Komplex) stellt die vorliegende Dissertationsarbeit Methoden und innovative Reaktorkonzepte vor, womit Fragestellungen in der Mehrphasenkatalyse, v.a. bezüglich der Wechselwirkung von Stofftransport und Reaktion, beantwortet werden können. So wurde ein neuartiger kontinuierlich betriebener Kreislaufreaktor aufgebaut, um das Zusammenwirken von Hydrodynamik und Stofftransport unter industrienahen Bedingungen zu untersuchen. Die Reaktion wurde dabei bewusst in einem stofftransportlimitierten Bereich bezüglich des Flüssig/Flüssig-Stofftransports durchgeführt. Die Ergebnisse im Kreislaufreaktor führten zu einem tieferen Verständnis der Wirkungsweise hydrodynamischer Parameter, wie die Mischer-Geometrie oder die Strömungsgeschwindigkeit, auf die Stofftransportgeschwindigkeit. Der zuletzt genannte Effekt konnte zusätzlich über ein kinetisches Modell, welches sowohl die Stofftransport- als auch die intrinsische Reaktionsgeschwindigkeit berücksichtigt, quantifiziert werden. Mehrphasenreaktionen zeichnen sich in Mikroreaktoren durch sehr gute Stofftransportgeschwindigkeiten aus. Dies ist auf die Scherkräfte an den Reaktorwänden mikro-dimensionierter Räume zurückzuführen, wodurch trotz niedriger Re-Zahlen im laminaren Bereich innere Zirkulationen in den Bläschen und Tröpfchen generiert werden (Taylor-Flow). Im Rahmen der Dissertationsarbeit wurde ein Mikroreaktor basierend auf einer Mikrokapillare als Reaktionsraum entwickelt, der speziell zur Durchführung von G/L/L-Mehrphasenreaktionen geeignet ist. Die Ergebnisse zeigen, inwiefern der Effekt des Taylor-Flows über die Strömungsgeschwindigkeit und den Kapillar-Durchmesser gezielt beeinflusst werden kann. Durch detaillierte kinetische Untersuchungen tragen die Ergebnisse der Dissertationsarbeit zu einem besseren und tieferen Verständnis reaktionstechnischer Aspekte in der wässrigen Mehrphasenkatalyse bei. Die Erkenntnisse sind dabei nicht nur auf konventionelle Laborreaktoren limitiert, sondern erstrecken sich auch auf mikro-dimensionierte Reaktoren. |
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Alternative Abstract: |
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URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-6478 | ||||
Classification DDC: | 500 Science and mathematics > 540 Chemistry | ||||
Divisions: | 07 Department of Chemistry 07 Department of Chemistry > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Technische Chemie > Technische Chemie II |
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Date Deposited: | 17 Oct 2008 09:22 | ||||
Last Modified: | 08 Jul 2020 22:54 | ||||
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/647 | ||||
PPN: | |||||
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