Untersuchungen zur Reaktionskinetik und Reaktionstechnik der Erzeugung von Olefinen durch oxidative katalytische Dehydrierung von Paraffinen

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Die oxidative katalytische Dehydrierung von Paraffinen wie von Ethan und von Propan in die korrespondierenden Olefine Ethen und Propen ist eine interessante Alternative zu bestehenden Verfahren wie z. B. zur rein thermischen Olefinerzeugung durch Dampfspalten (Steamcrak- ken): Während beim Dampfspalten, dem derzeit bedeutendsten Prozeß der Olefindarstellung, ein bis zu 200 m langer Rohrreaktor eingesetzt wird, der von außen beheizt werden muß, kann bei dem neuen Verfahrenskonzept der oxidativen katalytischen Dehydrierung die zur Deckung der endothermen Spalt- und Dehydrierreaktionen erforderliche Wärme direkt im Reaktor durch die katalytische Verbrennung eines kleinen Teils der eingesetzten Kohlenwasserstoffe gedeckt werden. Bei dem neuen Verfahren werden Olefinausbeuten erwartet, die mindestens so hoch wie beim "klassischen" Steamcracken sind. Ein entscheidender Vorteil des neuen Konzepts ist, daß der adiabat betrie- bene Reaktor im Gegensatz zum komplex aufgebauten Steamcracker ein einfach ausgemauerter und aufgrund der kurzen Verweilzeit von weni- ger als 0,1 s relativ kleiner Festbettreaktor sein kann, wodurch die Betriebs- und Investitionskosten erheblich gesenkt werden könnten. ... Als Beitrag zur Entwicklung dieses neuen Verfahrens sollen im geplanten Forschungsvorhaben die notwendigen reaktionskinetischen und reaktionstechnischen Daten ermittelt werden, auf deren Basis ein technischer Reaktor modelliert werden kann. Der Leitgedanke ist, die Experimente zwar mit Modellkohlenwasserstoffen von Ethan bis hin zu Dodekan und mit Modellgemischen, aber unter möglichst realitätsnahen Bedingungen durchzuführen. Entsprechende Versuche mit einem kommerziellen und hochtemperaturbeständigen Pt-Ni-Oxidationskatalysator (ca. 1100°C) in Laborapparaturen sowohl unter isothermen als auch unter adiabaten Bedingungen sind geplant.