Näherungsverfahren zur Bestimmung des Mindestenergiebedarfs nichtidealer Trennungen in komplexen Kolonnen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt
• Subject Area: Chemical and Thermal Process Engineering
• Term: from 1996 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5253070

Der konzeptionelle Entwurf von Trennsequenzen führt in vielen Fällen zu einer großen Anzahl von strukturell unterschiedlichen Alternativen. Da die Untersuchung aller Alternativen nicht möglich ist, werden in vielen Fällen Heuristiken verwendet, um eine Vorauswahl von vielversprechenden Sequenzen vorzunehmen, die dann detaillierter untersucht werden können. Bei der Verwendung von Heuristiken ist jedoch nicht auszuschließen, daß gute strukturelle Alternativen schon in einem frühen Planungsstadium eliminiert werden. Shortcut-Verfahren bieten eine Alternative zu Heuristiken. Sie erlauben eine schnelle und einfache Beurteilung in Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und Machbarkeit und können somit in einem frühen Planungsstadium eingesetzt werden. Im Gegensatz zu Heuristiken liefern sie jedoch nicht nur qualitative sondern auch quantitative Aussagen über den betrachteten Prozeß. Eine wichtige Größe ist in dieser Beziehung der Mindestenergiebedarf einer destillativen Trennung. Er kann zur Abschätzung des realen Energiebedarfs einer Kolonne dienen, welcher einerseits eine wirtschaftliche Bewertung erlaubt und andererseits bei einer Detaillierung des Entwurfs mit rigorosen Simulationswerkzeugen als erster Anhaltspunkt eingesetzt werden kann. Ziel des Projektes ist es, entsprechende Näherungsverfahren zu entwickeln. Im ersten Antragsabschnitt wurden bereits wesentliche Ergebnisse bei der Untersuchung homogener nicht-idealer Trennungen erzielt. Es wurde die Rectification-Body-Method (RBM) zur Bestimmung von Energiebedarf und Machbarkeit von destillativen Trennungen entwickelt. Im ersten Bearbeitungsabschnitt sollen die entwickelten Methoden nun auf weitere Arten der Destillation (Heteroazeotrop- und Reaktionsdestillation) sowie auf andere Trennapparate (FlüssigFlüssig-Extraktion) übertragen werden, um auch für diese Prozesse einfache und schnelle Berechnungsverfahren zur Verfügung zu stellen.

• DFG Programme: Research Grants