Detaillierte stationäre und dynamische Prozesssimulation einer 125 kW PtL-Anlage

  • Stellenausschreibung:

    Um die Treibhausgasemissionen des Luftverkehrs zu senken besteht ein hoher Bedarf an nachhaltigen Flugtreibstoffen (Sustainable Aviation Fuels, SAF). Derzeit stehen SAF kommerziell nur aus biogenen Ausgangsstoffen und auch nur in geringen Mengen zur Verfügung. Strombasiertem SAF wird wegen der begrenzten Verfügbarkeit von Abfall-Biomasse weitaus größeres Potential eingeräumt. Das IMVT betreibt im Energy Lab 2.0 eine Anlage zur Herstellung von etwa 150-200 Litern SAF pro Tag, die aktuell über eine Synthesegaserzeugungsstufe aus CO2 und H2 sowie eine Fischer-Tropsch-Synthesestufe zur Umwandlung des Synthesegases in langkettige Kohlenwasserstoffe verfügt. Im Aufbau befindet sich ein Aufarbeitungmodul, mit dem aus dem Rohprodukt der Synthese ein raffiniertes Produkt erzeugt werden kann, aus dem durch Destillation schlußendlich ein drop-in-fähiges synthetisches paraffinisches Kerosin gemäß der ASTM-Norm erhalten wird. Außerdem soll die Anlage mit einer neuen Hochtemperatur-Elektrolyseanlage zur simultanen Elektrolyse von Wasserdampf und CO2 verknüpft werden. Diese Arbeiten werden im Rahmen des BMBF-Kopernikus Projekts P2X und des BMWK PowerFuel Projekts vom IMVT gemeinsam mit Partnern durchgeführt. Im Rahmen der Masterarbeit soll ein detailliertes Prozessmodell der gesamten Anlage erstellt werden, mit dem zunächst das stationäre Verhalten umfassend analysiert werden soll.

     

    Daraus leiten sich im Einzelnen folgende Aufgaben ab:

    - Literaturübersicht zur Prozesssimulation von PtL-Verfahren auf basis der Fischer-Tropsch-Route

    - Überprüfung des detaillierten kinetischen Modells der Fischer-Tropsch-Synthese und Erstellung eines detaillierten kinetischen Modells der hydrierenden Spaltung und Isomerisierung des Fischer-Tropsch-Wachses sowie der Hydrierung des Fischer-Tropsch-Öls ausgehend von Literaturergebnissen und eigenen Vorarbeiten.

    - Implementierung der kinetischen Modelle in AspenPlus und Erstellung von stationären Prozesssimulationen für beide möglichen Varianten der Synthesegaserzeugung

    - Untersuchung der Material und Energiebilanzen der Anlage über einem breiten Bereich der Prozessbedingungen

    - Anknüpfend an die stationäre Prozesssimulation Erstellung eines dynamischen Modell der Anlage für beide möglichen Varianten der Synthesegaserzeugung 

     

    Der schriftliche Bericht soll 55-60 Seiten nicht übersteigen (ggf. exklusive Anhang). Die Ergebnisse der Arbeit sollen in einem Seminarvortrag am IMVT präsentiert und diskutiert werden.

  • Stellenart:

    Masterarbeit

  • Institut:

    IMVT

  • Eintrittstermin:

    Ab sofort

  • Kontaktperson:

    Dittmeyer, Roland