Reaktive Trennwandkolonne am Beispiel der Methylacetat‐Hydrolyse

Abstract

Regelung im Betrieb. Aufgrund ihrer langjährigen und umfangreichen Erfahrung hat die BASF leistungsfähige Werkzeuge zur Modellierung, Versuchsmöglichkeiten zur experimentellen Absicherung und Konzepte zur Regelung von TWK geschaffen. Diese versetzen das Unternehmen in die Lage, TWK sicher, effektiv und effizient auszulegen und zu betreiben.Aktuelle Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der TWK-Technologie haben u. a. das Ziel, den Einsatzbereich von TWK auf reaktive Systeme auszuweiten, um die Vorteile der Reaktivdestillation (RD) mit den Vorzügen der TWK zu kombinieren. Das Konzept der reaktiven TWK (RTWK) als Prozessintensivierungsschritt ist bereits seit langem bekannt [1], wurde in der Literatur bislang jedoch noch nicht systematisch untersucht.Durch ihren hohen Integrationsgrad stellt die RTWK im Hinblick auf Modellierung und Auslegung eine große Herausforderung dar. Die Hydrodynamik hat einen besonderen Stellenwert, da diese maßgeblichen Einfluss auf das Betriebsverhalten der TWK hat. Von Mueller et al. [2] wurden rate-based-Modelle für TWK und RTWK entwickelt. In dieser Arbeit kann zudem eine erfolgreiche Modellvalidierung für den nicht-reaktiven Fall vorgestellt werden. Die Modellierung erfolgte auf Basis eines detaillierten Ansatzes, der neben dem thermodynamischen Verhalten des Stoffsystems auch den Stoff-und Wärmetransport zwischen den Phasen sowie das hydrodynamische Verhalten der Kolonneneinbauten beschreibt. Die Weiterentwicklung des Modells für die RTWK sowie seine Validierung anhand experimenteller Daten erfolgte im Rahmen des EU-Projektes INSERT (Vertrags-Nr. NMP2-CT-2003-505862). Das entwickelte Simulationstool kann u. a. zur Durchführung von Sensitivitätsanalysen hinsichtlich der Konfigurations-und Betriebsparameter genutzt werden.Der Vortrag gibt einen Überblick über den Einsatz der TWK-Technologie bei der BASF und die Weiterentwicklung zur RTWK am Beispiel einer Esterhydrolyse. Zudem wird über Arbeiten an der Uni Dortmund zur theoretischen Untersuchung und Modellvalidierung der nicht-reaktiven und reaktiven TWK mit rate-based-Ansätzen berichtet.[1] G. Kaibel, Verfahren zur Durchführung von chemischen Reaktionen und gleichzeitiger destillativer Zerlegung eines Produktgemisches in mehrere Fraktionen mittels einer Destillationskolonne, Europäisches Patent EP0126288, 1984.

Reactive Distillation

“…An EU-research project named INSERT has been started to investigate if CD technology can also be applied advantageously to such distillation columns with divided wall internals [33].…”