Heterogenkatalytische Reaktivextraktion: Prozessintensivierung durch Einsatz eines multi-funktionalen Reaktors am Beispiel der Hydratisierung von Olefinen mit stark sauren Ionenaustauscherharzen

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Die Hydratisierung der niedermolekularen Olefine Buten und Propen mit festen sauren Ionenaustauschern als Katalysatoren sind heterogen katalysierte Reaktionen in nicht oder nur begrenzt miteinander mischbaren Flüssigkeiten. Diese industriell bedeutsamen Reaktionen werden unter hohem Druck (bis 100 bar) durchgeführt, so dass die Olefine als Flüssigkeiten vorliegen. Das Reaktionsgeschehen wird maßgeblich durch die Verteilung der Reaktanden auf die beteiligten flüssigen Phasen und die feste Katalysatorphase bestimmt. Chemische Reaktion und Extraktion des Produktalkohols in die organische Phase laufen simultan ab.Bisher werden diese Reaktionen in Festbettreaktoren durchgeführt, die nur eine begrenzte Zugänglichkeit des als regellose Schüttung eingebrachten Katalysators für das Reaktionsgemisch erlauben. Die sich durch den Reaktanden Wasser zusammen mit dem stark hydrophilen Ionenaustauscherkatalysator bildende Pseudophase ist nahezu undurchdringlich für das hydrophobe Olefin. Eine entscheidende Prozessintensivierung lässt sich durch Anordnung des Katalysators in einer strukturierten Packung erreichen. Dadurch wird nicht nur eine bessere Anströmung des Katalysators erreicht, sondern es eröffnen sich neue Betriebsbereiche hinsichtlich des wählbaren Einsatzverhältnisses und Hold-Up.Zu diesem wichtigen Forschungsgebiet der heterogenen Reaktivextraktion liegen bisher nach Kenntnisstand des Antragstellers so gut wie keine Grundlagen vor, deshalb sollen mit diesem Projekt Untersuchungen zur heterogenen Reaktivextraktion am Beispiel der Hydratisierung von Propen durchgeführt werden.