Modellierung der (a)diabatischen Rektifikation von Kohlenwasserstoffen in 3D-gedruckten Strukturen mittels MATLAB © bzw. ASPEN ©

  • Stellenausschreibung:
  • Stellenart:

    Bachelor- / Masterarbeit
  • Institut:

    IMVT
  • Eintrittstermin:

    Sofort
  • Kontaktperson:

    Grinschek, Fabian

  • Hintergrund und Motivation
    Die dramatischen Auswirkungen des Klimawandels werden mehr und mehr deutlich. Um die Konsequenzen zu begrenzen, gilt es den anthropogenen CO2-Ausstoß dramatisch zu reduzieren. Eine große Quelle ist der Transportsektor, der aktuell die Hälfte der weltweiten Erdölförderung verbraucht. Flüssige Treibstoffe mit ihrer hohen Energiedichte werden hierbei in bestimmten Sektoren (z. B. Schwerlastverkehr und Flugverkehr) auch in Zukunft nur sehr schwer durch E-Mobilität oder Wasserstoff ersetzbar sein. Die sogenannten Power-to-Fuel-Prozesse sind ein Weg, auch diese Sektoren CO2-neutral zu gestalten. Ein vielversprechender Prozess ist dabei die Umwandlung von regenerativ gewonnenem Wasserstoff und Kohlenmonoxid zu langkettigen Kohlenwasserstoffen mittels der Fischer-Tropsch-Synthese. Das erhaltene Rohprodukt muss jedoch noch in geeignete Schnitte (Benzin, Diesel, Kerosin etc.) aufgearbeitet werden. Für dezentrale kleine Anlagen an den Standorten regenerativer Energien gilt es diesen Prozess effizient zu gestalten. Die Rektifikation des Rohprodukts ist hierbei ein entscheidender Teilschritt.
    In den letzten Jahren hat die additive Fertigung die Möglichkeiten der Fabrikation stark erweitert. Insbesondere in der Verfahrenstechnik werden so neue Apparate, die an die gewünschte Funktion optimal angepasst sind, möglich. Beispielhaft sei hier auf die am IMVT entwickelten Strömungsleitelemente (https://www.imvt.kit.edu/1649.php) verwiesen. Diese Möglichkeiten sollen nun genutzt werden, um eine neue kompakte energieeffiziente Rektifikationsapparatur zu entwickeln.


    Forschungsthemen und Aufgaben der Arbeit:
    Im Rahmen der Arbeit soll ein theoretisches Modell für die Rektifikation in neuartigen Strukturen entwickelt werden.


    Aufgaben der Arbeit sind:

    • Literaturrecherche zu bereits bestehenden Modellen;
    • Erarbeiten eines geeigneten Modells;
    • Implementation des Modells in MATLAB © bzw. ASPEN ©;
    • Energetische Betrachtung und Bewertung verschiedener Prozesskonfigurationen (z.B. diabatisch/adiabatisch).

     

    Der Umfang (Bachelorarbeit oder Masterarbeit) sowie der Schwerpunkt der Arbeit kann nach Absprache festgelegt werden. Basiskenntnisse der Chemie/ des Chemieingenieurwesens sind Voraussetzung.
    Anfang der Arbeit: sofort
    Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. R. Dittmeyer
    Betreuer: M. Sc. F. Grinschek