Abstract von Manfred Baerns
Potentielle Anwendungsgebiete für Mikroreaktoren
V9 Manfred Baerns, D. Wolf, O. Buyevskaya, N. Steinfeldt, K. Jähnisch, P. Claus, U. Rodemerck
Institut für Angewandte Chemie Berlin-Adlershof e.V. (ACA)
Richard-Willstätter Str. 12, 12489 BerlinMikrostrukturierte Reaktoren - einschließlich der vor- und nachgeschalteten Apparate im vergleichbaren Maßstab - haben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, nachdem solche Systeme inzwischen mit der dafür notwendigen Präzisionstechnik hergestellt werden können. Solche miniaturisierten Systeme haben zunächst in der Analysen- und Labortechnik Anwendung gefunden. Mikrostrukturierte Systeme können mit besonderem Erfolg beispielsweise bei der Untersuchung stark exothermer Reaktionen eingesetzt werden, wenn es darum geht, möglichst isotherm zu arbeiten. Auch beim Einsatz von gefährlichen fluiden Medien sind sie sicherheitstechnisch vorteilhaft wegen der geringen Stoffmengen, die sich in einem Reaktormodul befinden; in diesem Sinne sind sie umweltfreundlich. Wenn es darüber hinaus gelingt, Selektivität und Ausbeute des Zielprodukts bei komplexen Reaktionsabläufen aufgrund der Isothermität und möglicherweise auch der fluiddynamischen Verhältnisse in mikrostrukturierten Reaktoren zu steigern und damit Energie und Rohstoffe einzusparen, tragen solche Systeme zu einer nachhaltigen Prozessführung bei. Da die Maßstabsvergrößerung wegen der Parallelschaltung vieler mikrostrukturierter Reaktoren einfach ist, und eine solche Anlage durch An- oder Abschalten einzelner Module leicht an wechselnde Markterfordernisse angepasst werden kann, nimmt das Interesse zu, sie auch für industrielle Aufgaben einzusetzen. Im Rahmen des Vortrags wird zur Illustration auf verschiedene bei uns bearbeitete Anwendungen von mikrostrukturierten Reaktoren und dabei auch auf ihre Vorteile, Nachteile und Herausforderungen eingegangen:
· Suche und Optimierung katalytischer Materialien mittels kombinatorischer Methoden (Material-, Rohstoff- und Energie-Einsparung)
· Partielle Gasphasen-Oxidation von Kohlenwasserstoffen (isotherme Reaktionsführung)
· Selektive Direktfluorierung von Toluol (isotherme Reaktionsführung)
· Periodische Reaktionsführung am Beispiel der Dehydrierung von Alkanen (Energieausnutzung), durch Kopplung einer exothermen mit einer endothermen Reaktion
Abschließend wird ein Ausblick auf die zukünftige Entwicklung mikrostrukturierter Reaktoren und Apparate und ihre weitere Anwendung gegeben.
zuletzt geändert am 15.02.2000