Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Temperaturabhängigkeit der Gemisch-Adsorption von kurzkettigen Kohlenwasserstoffen an Zeolithen im Temperaturbereich von -80°C bis +80°C

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Bathen
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451578410

Ziel des beantragten Projekts ist es, zum ersten Mal die Temperaturabhängigkeit der Gemischadsorption chemisch ähnlicher C2- bis C5-Kohlenwasserstoffe über einen breiten Temperaturbereich zwischen -80°C und +80°C experimentell zu untersuchen und thermodynamisch zu modellieren.Untersucht werden Kombinationen aus Adsorptiven und Adsorbentien, die sich in den zugrunde liegenden Adsorptionsmechanismen unterscheiden und deshalb vertiefte Einblicke in die Gemischadsorption ermöglichen, z.B. n-Alkane und n-Alkene gleicher Kettenlänge kombiniert mit Natrium-basierten und (teilweise) Calcium-ausgetauschten Zeolithen. Für diese Stoffsysteme werden Adsorptionsisothermen im Reinstoff und im Gemisch experimentell bestimmt. Die Messergebnisse, die zugrundeliegenden Mechanismen sowie die Temperaturabhängigkeit der Wechselwirkungen sollen analysiert und diskutiert werden. Zur Beschreibung der experimentellen Daten sollen (temperaturabhängige) thermodynamisch konsistente Modelle angewandt, gegebenenfalls modifiziert oder weiterentwickelt werden. Dies beinhaltet sowohl etablierte Methoden wie die IAST, als auch, falls diese keine ausreichende Genauigkeit zeigen, komplexere Modelle wie die RAST mit entsprechenden Aktivitätskoeffizientenmodellen. Diese Modelle dienen außerdem dazu, ein tieferes wissenschaftliches Verständnis der Temperaturabhängigkeit der Mehrkomponentenadsorption zu erlangen, um diese vorhersagen und auf andere Systeme übertragen zu können.Abschließend soll die Temperaturabhängigkeit der adsorptiven Stofftrennung anhand von Selektivitätsparametern quantifiziert werden, um Prozessparameter für technische Stofftrennungen optimieren zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen