Dehydratisierung von Monoalkoholen in Wasser unter nah- und überkritischen Bedingungen

Die speziellen Eigenschaften von Wasser nahe des kritischen Punktes ermöglichen eine direkte Dehydratisierung von Alkoholen ohne vorherige Abtrennung des Wassers. Dies stellt eine alternative Zugangsmöglichkeit für chemische Zwischenprodukte wie den Olefinen aus fermentativ gewonnenen Alkoholen dar. In dieser Arbeit wurde die Umsetzung von Ethanol und 1-Butanol aus wässriger Lösung zu Ethylen, bzw. Buten untersucht. In einem eigens aufgebauten Reaktorsystem wurde der Einfluss von Temperatur, Verweilzeit und verschiedenen Katalysatoren auf den Umsatz und die Produktverteilung quantifiziert. Des Weiteren wurden zum besseren Verständnis der Reaktion Versuche mit wässriger 2-Butanollösung durchgeführt, die Reaktion von Ethylen zu Ethanol unter diesen Bedingungen untersucht und die Dichte und das Phasenverhalten bestimmt.

The special properties of water near the critical point allow the direct dehydration of alcohols without prior separation of the water. This represents an alternative approach for chemical intermediates such as olefins from alcohols obtained by fermentation. In this work, the reaction of ethanol and 1-butanol from aqueous solution to ethylene and butene was investigated. In a specially designed reactor system, the influences of temperature, residence time and various catalysts on the conversion and product distribution were quantified. Furthermore, for a better understanding of the reaction, experiments with aqueous 2-butanol solution were carried out, and the reaction of ethylene to ethanol under these conditions was investigated, as well as the density and the phase behavior.