Prozesssystemtechnik und Gemischthermodynamik

Ziel des Forschungsschwerpunkts Chemieingenieur-Thermodynamik ist die Entwicklung und Auswahl thermodynamischer Methoden und Modelle zur Auslegung und Optimierung verfahrenstechnischer Prozesse. Unser Ansatz ist die Verknüpfung von Chemieingenieur-Thermodynamik (Grundlagen, Auswahl optimaler thermodynamischer Modelle, Bereitstellung von Stoffdaten) mit Simulations-Know How sowie eine hohe Problemlösekapazität durch Bearbeitung aktueller Problemstellungen unserer Industriepartner.


Schwerpunkte

  • Validierung und Optimierung von Modellen für Reinstoffdaten in Zusammenarbeit mit der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, der DDBST GmbH Oldenburg und der University of Kwazulu-Natal, Durban, South Africa auf Grundlage der Dortmund Data Bank
  • Thermodynamische Charakterisierung von Vielstoffgemischen auf Grundlage eines neuen, statistischen Ansatzes und Validierung des Modells mittels Berechnung wichtiger thermodynamischer Eigenschaften (Siedeverhalten, Gemisch- und Kälteeigenschaften)
  • Modellierung von Zustandsgleichungen aus der Gibbschen Fundamentalgleichung auf Grundlage einer Methode zum Ansatz energetischer Modelle im Gibbsschen Variablenraum. Ziel ist die modulare Modellierung chemisch-physikalischer Phänomene durch Ansatz von Gleichgewicht zwischen verschiedenen Energieformen (kinetische Energie, potenzielle Energie, oszillatorische Energie usw.)
  • Validierung thermodynamischer Modelle sowie Bereitstellung optimaler Stoffwerte zur Beschreibung komplexer Mehrstoffsysteme im Rahmen von CAE-Programmen. Zielsetzung ist die Bearbeitung der Forschungsfelder Prozessintensivierung, Prozessanalyse und Optimierung durch Kombination von Simulation und Stoffwerten unter Verwendung kommerzieller Programmsysteme (Aspen Plus®, Aspen HYSYS® und KBC Petro-SIM®)

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Laufende Großprojekte

  • Identifizierung von Energieeinsparpotenzialen in einer Ethylenanlage durch Anwendung rigoroser Simulationsmodelle
  • Thermodynamische Charakterisierung von Treibstoffgemischen unter besonderer Berücksichtigung biogener Kraftstoffkomponenten

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Abgeschlossene Projekte

Simulation und Analyse einer HDS-Anlage

Zielsetzung:

  • Bestimmung der Restlebensdauer des eingesetzten Katalysators
  • Bestimmung der optimalen Betriebsbedingungen zur gleichmäßigen Deaktivierung der beiden Katalysatorbetten
  • Festlegen der erforderlichen Fahrweise der beiden Reaktorbetten

Ergebnis:

  • Vorhersage der Restlebensdauer des Katalysators
  • Berechnung optimaler Einsatz- bzw. Reaktionsbedingungen für den Ausgleich der Lebensdauer beider Katalysatorstufen

Dynamische Simulation einer Benzol-Extraktivdestillation

Zielsetzung:

  • Erstellung einer dynamischen Simulation, welche das Verhalten einer petrochemischen Anlage widerspiegelt
  • Durchführung von Versuchen an oben genannten Modell, wie sie auch in der Referenzanlage zur Parametrierung einer modellbasierten prädiktiven Regelung zur Anwendung kommen

Ergebnis:

  • Realitätsnahe Abbildung der gewählten Referenzanlage und damit Möglichkeit zur Parametrierung von (linearen) modellbasierten prädiktiven Regelungen anhand theoretischer, rigoroser Simulationsmodelle

Weitere Projekte

  • Statische Simulation einer petrochemischen Anlage zur Benzolgewinnung mittels Extraktivdestillation
  • Statische und dynamische Simulation einer Rohöldestillationskolonne
  • Dynamische Simulation einer Seitenstromkolonne
  • Simulation und Optimierung einer Aromatenextraktionsanlage

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