Reactor operation with integrated adsorption for heterogeneously catalyzed reactions

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Die Integration einer adsorptiven Trennoperation in einen chemischen Reaktor stellt eine besonders wirkungsvolle Maßnahme zur Leistungssteigerung heterogen katalysierter Synthesereaktionen in der Gasphase dar. Diese lässt sich bei Oxidehydrierungen zur Funktionalisierung von Kohlenwasserstoffen nutzen, indem beispielsweise Wasserstoff durch eine zyklische Redox-Fahrweise mit oxidischen 'Sorptionsmitteln' entfernt wird, um der Umsatz dieser Hochtemperatur-Gleichgewichtsreaktionen zu erhöhen. Dadurch lassen sich höhere Selektivitäten und Ausbeuten an ungesättigten Kohlenwasserstoffen erzielen, weil der für die unerwünschte Totaloxidation verantwortliche molekulare Sauerstoff nicht mit den Kohlenwasserstoffen in Berührung kommt. Als geeignetes Testsystem für dieses Konzept soll die Dehydrierung von Ethylbenzol zu Styrol betrachtet werden. Für dieses System existieren bislang jedoch keine technisch ausgereiften Oxidehydrierungskatalysatoren, weshalb zunächst der Präparation, Charakterisierung und Austestung geeigneter Katalysatoreneine besondere Bedeutung eingeräumt wird. Auf Grundlage von numerischen Simulationsrechnungen und experimentell ermittelten Prozessparametern soll eine Reaktor-Regenerator-Anlage ausgelegt werden.