Entwicklung eines mikrokinetischen Modells für die Dehydrierung von Ethylbenzol auf Eisenoxid

Achim Schüle

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Achim Schüle, Entwicklung eines mikrokinetischen Modells für die Dehydrierung von Ethylbenzol auf Eisenoxid (2011), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832597832

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Accesses

Beschreibung / Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, Wissen aus oberflächenchemischen Analysen mit verfahrenstechnischer Systematik zusammenzuführen, um ein mechanistisch motiviertes Katalysatormodell zu entwickeln und daraus ein kinetisches Modell abzuleiten. Hierzu wird ein methodischer Ansatz zur Metalloxid-Katalyse am Beispiel der direkten katalytischen Dehydrierung von Ethylbenzol zu Styrol an Eisen(III)oxid vorgestellt. Das kinetische Modell beschreibt das physio-chemische Verhalten idealer, einkristalliner Eisenoxid-Oberflächen und berücksichtigt die Katalysator-Deaktivierung durch die Bildung von Koksablagerungen und die inhärente Phasenumwandlung der Katalysatorphase. Die Übertragung des kinetischen Modells auf das System eines porösen, polykristallinen Eisenoxidkatalysators folgt dem Prinzip der Superposition von Kinetik der einkristallinen Oberfläche und Stofftransport in der porösen Feststoffstruktur.

Inhaltsverzeichnis

  • BEGINN
  • 1 Einleitung
  • 1.1 Zielsetzung und Gliederung der Arbeit
  • 2 Grundlagen
  • 2.1 Mechanismus
  • 2.2 Kinetische Modelle
  • 2.3 Eisenoxidkatalysator
  • 3 Vorarbeiten
  • 3.1 Versuchsapparatur und Ausstattung
  • 3.2 Filmpräparation und Charakterisierung
  • 3.3 Adsorptions-Desorptions-Verhalten
  • 3.4 Aktivitätsmessung
  • 3.5 Ergebnisse und Schlussfolgerungen
  • 3.6 Fazit
  • 4 Modell der einkristallinen Oberflächen
  • 4.1 Katalysatormodell
  • 4.2 Kinetik und Reaktormodell
  • 4.3 Bestimmung der Kinetikparameter
  • 4.4 Validierung der Parameteranpassung
  • 4.5 Zusammenfassung
  • 5 Modell des polykristallinen Eisenoxids
  • 5.1 Vorgehen
  • 5.2 Versuchstechnik
  • 5.3 Modell
  • 5.4 Versuchsergebnisse versus Modellrechnung
  • 5.5 Bewertung
  • 6 Experimentelle Arbeit
  • 6.1 Reaktor, Versuchsanlage und Messtechnik
  • 6.2 Versuchsplanung
  • 6.3 Versuchsdurchführung
  • 6.4 Vorarbeiten
  • 6.5 Energiehaushalt
  • 6.6 Verhalten bei Standardbedingungen
  • 6.7 Verhalten unter oxidativen Bedingungen
  • 6.8 Simulation des Integralreaktors
  • 6.9 Zusammenfassung
  • A Struktur der Koksablagerungen
  • B Phasengleichgewicht von Feststoffen
  • C Mathematischer Hintergrund
  • D Polykristalline Eisenoxidproben
  • E Ergänzende Analysen des Modellverhaltens

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