Katalytische partielle Oxidation niederer Alkane bei kurzen Aufenthaltszeiten

点击翻译按钮获取中文摘要

Die Bedeutung von Erdgas als chemischem Rohstoff wird in den nächsten Jahrzehnten ständig zunehmen. Treibende Kräfte dafür sind die großen Erdgasressourcen, der Einsatz von Erdgas als Alternative zu Erdöl und die bessere Umweltverträglichkeit der Erdgasnutzung im Vergleich zu allen anderen fossilen Rohstoffen. Der Transport von Erdgas von weit abgelegenen Lagerstätten zum Verbraucher und die ungenutzte Verbrennung von Erdgas dort, wo es als Nebenprodukte der Erdölförderung anfällt, stellen derzeit Probleme dar, die ebenfalls eine Technologieentwicklung in der Erdgasnutzung fördern werden (z. B. effiziente Verflüssigungsverfahren vor Ort). Die katalytische partielle Oxidation bei kurzen Aufenthaltszeiten bietet eine vielversprechende Möglichkeit, Erdgas, das im wesentlichen aus niederen Alkanen wie Methan und Ethan besteht, kostengünstig in wertvollere chemische Grundstoffe wie Synthesegas, Olefine und Aldehyde zu konvertieren. Seit Anfang der 90er Jahre werden diese Prozesse im Labormaßstab experimentell untersucht. Die verwendeten Reaktoren sind durch eine komplexe Wechselwirkung von Transport, katalytischen Oberflächenreaktionen und chemischen Reaktionen in der Gasphase gekennzeichnet. Ziel des geplanten Vorhabens ist es, derartige chemische Reaktoren detailliert zu modellieren und darauf aufbauend die Verfahren quantitativ zu simulieren. Dazu werden Reaktionsmechanismen aufgestellt, Computerprogramme entwickelt und die Reaktoren unter technisch relevanten Bedingungen simuliert. Diese detaillierte numerische Behandlung der katalytischen Partialoxidation niederer Alkane wird wesentlich zu deren Verständnis, Optimierung und schließlich der kommerziellen Anwendung beitragen.