Motivation
Die Dehydrierung von Propan ist ein Prozess, der beispielhaft für das Problem der Deaktivierung durch Rußbildung steht. Neue Zeolith-Platin Katalysatorsysteme haben sich als besonders geeignet herausgestellt, um die katalytische Oberfläche über lange Zeiträume vor Deaktivierungen durch Kohlenstoffablagerungen zu schützen. Die Mechanismen der langsamen Alterungsprozesse durch Ablagerungsbildung und der Deaktivierung bei der Regeneration mit Sauerstoff sind jedoch nicht vollständig aufgeklärt.
Experimentelle Arbeiten haben gezeigt:
- Starker Einfluss der Betriebsbedingungen auf die Deaktivierung
- Unterschiede der Kohlenstoffbildung über die Reaktionsachse
- Sauerstoff führt zu Mobilisierung der Platincluster
Zielsetzung
Ziel der Arbeit die langsamen Alterungsprozesse durch Ruß und Katalysatorveränderung besser zu verstehen und durch geeignete Modelle quantitativ beschreiben zu können, um optimale Prozessbedingungen ermitteln zu können.
Mithilfe eines detaillierten Gasphasenreaktionsmechanismus konnte ein Modell für die langsame Deaktivierung durch Kohlenstoffbildung entwickelt werden. Dies ermöglicht die gezielte Optimierung der Reaktionsbedingungen und zeigt, dass Reduktionen der Kohlenstoffbildung um mehrere Größenordnungen möglich sind!
In weiteren Arbeiten werden Modell und Verständnis des Alterungsmechanismus genutzt, um Reaktionsprofile mit minimaler Rußbildung bei voller Reaktionsausbeute zu bestimmen. So kann die Reaktorstandzeit deutlich verlängert werden ohne Einbußen bei Umsatz oder Selektivität.
Kontakt
Jörn Matthies
M.Sc.Wissenschaftlicher Mitarbeiter