Projektverbund ENPRO im Rahmen der Förderinitiative „Energieeffizienz in der Industrie“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWI) - FKZ: 03EN2004F

KoPPonA 2.0 - Kontinuierliche Polymerisation in modularen, intelligenten, gegen Belagsbildung resistenten Reaktoren

Bearbeitung: M.Sc. Christian Zander, M.Sc. Stefan Welzel

Motivation

Für die kombinierte Produkt- und Verfahrensentwicklung zur energieeffizienten Herstellung von Polymerspezialitäten sind kontinuierlich betriebene, millistruktierte Mischer-Wärmetauscher auf Grund ihrer hohen Wärmeabfuhrleistung und guten Skalierbarkeit im Fokus der Prozessentwicklung. Ein Haupthindernis bei der Umstellung der bisherigen Batch- auf eine kontinuierliche Betriebsweise stellt die Bildung von Gelpartikeln, die insbesondere in unzureichend durchströmten Bereichen im Schatten der eingesetzten statischen Mischelemente sowie in wandnahen Zonen Polymerbeläge bilden und bis zum Verblocken des Reaktors führen können. Die ursächlichen Mechanismen für die Belagsbildung bei Polymerisationsreaktionen sind bisher wenig verstanden und in der wissenschaftlichen Literatur nur wenige Einzelfälle aufgearbeitet. Ebenso fehlt eine allgemein nutzbare Sensorik zur Belagserkennung und zur Quantifizierung in Abhängigkeit der Zeit und den Umgebungsbedingungen.

 (c) ICVT, Uni Stuttgart
Gelbildung an einem statischen Mischelement

Projektziel

Neben der Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen für die Belagsbildung und der Entwicklung von Modellen zur Vorhersage von belagsbildenden Prozessbedingungen sollen verschiedene Messverfahren zur frühzeitigen Detektion von Belagsbildung sowie apparative Maßnahmen zur Belagsvermeidung untersucht werden. Das ICVT beschäftigt sich im Teilvorhaben "Entwicklung von Maßnahmen zur Belagsvermeidung für die Lösungspolymerisation" mit der Polymerisation von N-Vinylpyrrolidon in statischen Mischer-Wärmetauscherreaktoren. Für das Stoffsystem sollen kinetische Modelle sowie Ansätze für den Stofftransport entwickelt werden, die dann in Strömungssimulationen in verschiedenen Reaktorgeometrien eingesetzt werden. Parallel werden apparative und prozesstechnische Maßnahmen zur Belagsvermeidung und die von Projektpartnern entwickelte Sensorik in einer Technikumsanlage evaluiert. 

Christian Zander
M.Sc.

Christian Zander

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Stefan Welzel
M.Sc.

Stefan Welzel

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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