Automatische Synthese destillationsbasierter Prozesse für die Trennung azeotroper Mehrstoffgemische

Auf Rektifikation aufbauende Trennprozesse sind in der chemischen Industrie allgegenwärtig. Da die Rektifikation in der Regel ein sehr energieintensiver Prozess ist und somit die Gesamtprozesskosten erheblich beeinflusst, müssen diese Prozess möglichst optimal ausgelegt werden. Insbesondere bei der Auftrennung von Mehrstoffgemsichen kommen dabei mehrere Rektifikationskolonnen zum Einsatz. Daher ist nicht nur die Optimierung der Leistung einer einzelnen Rektifikationskolonne, sondern auch die Optimierung der Prozesskonfiguration von entscheidender Bedeutung. Diese Konfigurationen müssen in einem ersten Schritt entwickelt werden, bevor Sie mittels Simulations- und Optimierungsverfahren evaluiert werden können.

Kooperationspartner: Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik, TU Dortmund

Während für die Trennung von zeotropen Gemischen alle erdenklichen Kolonnensequenzen und deren Integration automatisch synthetisiert werden können, ist die Synthese von Prozesskonfigurationen für die Trennung azeotroper Systeme wesentlich komplexer, und erfordert neben der Berücksichtigung von Destillationsgrenzen ebenfalls die Berücksichtigung komplexerer Verschaltungen, wie der Extraktiv- oder Heteroazeotroprektifikation, oder der Kopplung mit Extraktions und Membrantrennungen. Auch müssen Modifikationen der Zulaufkonzentration durch Vermischung und Änderungen des Siedeverhaltens durch zusätzliche Hilfsstoffe und Druckvariatiionen berücksichtigt werden. Um hierbei zu einem möglichst optimalen Trennprozess zu gelangen, ist es notwendig, zunächst die Alternativen zu identifizieren, welche eine gewünschte Trenung ermöglichen. Da die etablierte Methode der grafischen Analyse von Konzentrationsdiagrammen auf Drei- und Vierstoffsysteme limitiert ist, ist das Ziel dieses Projektes daher die systematische Erzeugung von Trennprozessen, basierend auf der thermodynamischen Modellierung des Phasenverhaltens der aufzutrennenden Mehrstoffgemische.