Experimente und Modellierungen zum Phasenverhalten von Reaktionsmischungen der CO2-Hydrierung zu CH3OH

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der experimentellen Untersuchung und der Modellierung des Phasenverhaltens der Kohlenstoffdioxid-Hydrierung zu Methanol. Hierzu wurden Experimente in einer Sichtzelle an ternären Mischungen aus Kohlenstoffdioxid, Methanol und Wasser und an quaternären Mischungen aus Kohlenstoffdioxid, Methanol, Wasser und Wasserstoff durchgeführt. Die hierbei erhaltenen experimentellen Daten wurden mit Hilfe der Soave-Redlich-Kwong-Gleichung modelliert und das erhaltene Modell wurde angewendet um den thermodynamischen Gleichgewichtsumsatz unter Berücksichtigung des Phasenzerfalls zu studieren. Aus den erhaltenen Ergebnissen wird ein Verfahrenskonzept für die Methanol-Synthese aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid, welches sich durch einen Umsatz von über 90 % auszeichnet, entwickelt.

The present dissertation deals with the experimental investigation and the modeling of the phase behavior of the hydrogenation of carbon dioxide to methanol. Therefore ternary mixtures of carbon dioxide, methanol and water and quaternary mixtures of carbon dioxide, methanol, water and hydrogen were investigated in a view cell. With the Soave-Redlich-Kwong equation the experimental data were modeled. The resulting model was used to study the thermodynamic equilibrium conversion while taking the phase separation into account. With the findings a process concept for the methanol-synthesis based on hydrogen and carbon dioxide which features a conversion above 90 % was developed.