Aufbau eines CCU-Prozesses zur Bestimmung des Nachhaltigkeitspotentials der Kohlensäureester-Herstellung

Abstract

Die Reduktion von Treibhausgasen wird in allen Bereichen der Industrie diskutiert. CO2 leistet hierbei den größten Beitrag zur Klimaerwärmung. Dieses Gas könnte jedoch in der chemischen Industrie als Rohstoff verarbeitet werden. Die katalytische Umsetzung von CO2 und Ethanol zu Diethylcarbonat, kurz DEC-Synthese, bietet eine Möglichkeit, Treibhausgase technisch zu nützen. In dieser Arbeit soll die DEC-Synthese mit einem Versuchsreaktor näher erforscht werden. Der Aufbau eines MembranVersuchsreaktors ist zentraler Bestandteil der Forschungsarbeit. Inbetriebnahmeprotokolle liefern Daten über die Herausforderungen von Versuchsanlagen. Detaillierte Listen, welche verarbeitete Komponenten, wie Armaturen, Aggregate und Messtechnik beinhalten, verschaffen einen Überblick der Technik des Reaktors. Eine Verbesserung der Katalysatorherstellung ist gelungen. Durch den Einsatz von verschiedenen analytischen Methoden konnte die Katalysatorherstellung bei gleichbleibender Qualität optimiert werden. Die Produktionszeit wurde erheblich gesenkt und die Produktionsmenge gleichzeitig gesteigert. Ein Recyclingversuch der verwendeten Chemikalien liefert Daten, welche für weitere Forschungen von Nutzen sein können. Es wurde versucht, auf mögliche Verbesserungen hinzuweisen und weiteren Studien grundlegende Daten zu liefern.Suchbegriffe: Membranreaktor, Abscheidung und Nutzung von Kohlenstoffdioxid, DEC-Produktion

The reduction of greenhouse gases is being discussed in all areas of industry. CO2 is the main cause of global warming. However, this gas can be processed as a raw material in the chemical industry. The catalytic conversion of CO2 and ethanol to diethyl carbonate, DEC synthesis, offers a possibility to use greenhouse gases technically. In this thesis, DEC synthesis is to be investigated in more detail using an experimental reactor. The construction of an experimental membrane reactor is a central part of the laboratory work. Commissioning protocols provide data on the challenges of such units. Detailed lists which include processed components, such as fittings, aggregates and measuring equipment, provide an overview of the reactor technology. An improvement in catalyst production has been achieved. By using various analytical methods, catalyst production could be optimized while maintaining the same quality. The production time could be considerably reduced and the production quantity could be increased at the same time. A recycling trial of the chemicals used provides data which may be useful for further research. An attempt was made to point out improvements and to provide basic data for further studies.Keywords: Membrane reactor, CCU/Carbon Capture and Utilization, DEC production