Multiple Trennwandkolonne im Technikumsmaßstab

• Fachliche Zuordnung: Verfahrenstechnik, Technische Chemie
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447448188

Gegenstand des Antrages ist die Beschaffung einer multiplen Trennwandkolonne im Technikumsmaßstab. Einfache Trennwandkolonnen zur Auftrennung von drei Fraktionen in einer einzelnen Kolonne sind seit Jahren bekannt und industriell weit verbreitet. Diese Anlagen zeigen im Vergleich mit klassischen Kolonnenkonfigurationen (z.B. Direkter Split) ca. 30% reduzierte Investitions- und Betriebskosten. Die Einsparung bei den Betriebskosten geht auf die Tatsache zurück, dass in Trennwandkolonnen unerwünschte Rückvermischungen weitgehend vermieden werden und die Kolonne nahe am thermodynamischen Optimum gefahren werden kann. Allerdings steigt die Komplexität, im Vergleich zu einer Standardkolonne, stark an. Trennwandkolonnen besitzen 12 Freiheitsgrade im Vergleich zu 5 einer Standardkolonne.Multiple Trennwandkolonnen sind die konsequente Weiterentwicklung dieser Technologie. Die Implementierung weiterer Trennwände führt zu der Möglichkeit vier Fraktionen in einer einzelnen Kolonne zu trennen. Dies geht mit Einsparungen der Investitions- und Betriebskosten um ca. 50% einher. Allerdings steigt die Komplexität weiter an. Eine multiple Trennwandkolonne zur Auftrennung von vier reinen Fraktionen hat 23 Freiheitsgrade. Diese Komplexität führt nicht nur im Betrieb zu großen Herausforderungen, sondern auch bei der Modellierung und Simulation und ist der Grund dafür, dass weltweit noch keine Anlage gebaut wurde.Das Labor für Thermische Prozesstechnik des Instituts für Chemieingenieurwesens der Universität Ulm forscht seit seiner Gründung im November 2017 intensiv auf Fragestellungen der Modellierung, der stationären und instationären Simulation sowie der Mathematischen Optimierung solcher Anlagen. Mit dem beantragten Großgerät würden wir in die Lage versetzt werden, das Betriebsverhalten solcher Anlagen zu erforschen und eine Validierung der bisher bestehenden Modelle vorzunehmen. Fragestellung für die Forschung sind Beispielsweise die Untersuchung des stationären und dynamischen Betriebsverhaltens, die Entwicklung optimaler Regelstrategien sowie die Entwicklung und Erprobung spezifischer Bauteile.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Multiple Trennwandkolonne im Technikumsmaßstab
• Gerätegruppe: 1300 Destillier- und Fraktioniergeräte, Rektifiziergeräte
• Antragstellende Institution: Universität Ulm
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Thomas Grützner