Experimentelle und theoretische Untersuchungen am Stoffsystem CH3OH-H2SO4-H2O

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Veresterungsreaktionen basieren in der industriellen Praxis auf einem weitem Spektrum stark realer Mehrkomponenten-Systeme. Zur Veresterung von Carbonsäuren mit Methanol wird Schwefelsäure als Säurekatalysator eingesetzt. Dabei zeigt das Gemisch aus Methanol und wässriger Schwefelsäure, das für diesen Prozeß aufbereitet werden muß, ein äußerst komplexes Verhalten. Bei Temperaturen oberhalb 50°C kommt es in einem Gemisch CH3OH-H2O-H2SO4 zur unerwünschten Bildung von Dimethylether. In einer zweiten chemischen Reaktion entsteht der saure Schwefelsäureester. Außerdem ist in der flüssigen Phase die Dissoziation von H2SO4 zu berücksichtigen. Somit ist bei diesem Stoffsystem das Phasengleichgewicht immer von chemischen Reaktionen überlagert. Kenntnisse dieses Stoffverhaltens sind im Hinblick auf Säurerückgewinnung, Schadstoffvermeidung und Verfahrensauslegung erforderlich, so daß sowohl labortechnische als auch theoretische Untersuchungen notwendig sind. Mit Hilfe der Ramanspektroskopie soll in einer statischen Dampfdruckapparatur das Verhalten des Stoffsystems ermittelt werden. In einem Durchflußkalorimeter werden Mischungswärmen des Systems bestimmt. Aufbauend auf die experimentellen Ergebnisse wird eine numerische Beschreibung entwickelt.