Inbetriebnahme der Hochtemperatur-Fischer-Tropsch-Anlage

  • chair:
  • place:

    Bachelorarbeit

  • institute:

    IMVT

  • starting date:

    15.06.2021

  • Kontaktperson:

    Dhamo, Dorela

Hintergrund

Im Mittelpunkt der Energiewende steht die zunehmende Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien. Zurzeit wird parallel an mehreren Technologien wie Batterien, Wasserstoff, Power-to-Fuel geforscht, die in unterschiedlichen Anwendungsbereichen ihre Vor- und Nachteile mit sich bringen. Für den Flugverkehr jedoch gewinnt die Power-to-Fuel-Technologie immer mehr an Bedeutung.

Im Rahmen eines internationalen Projekts wird an der Herstellung von synthetischem Flugbenzin geforscht. Flugbenzin ist ein hochoktaniges Benzin, das als Kraftstoff für Flugzeuge mit einem Ottomotor verwendet wird. Die Hauptkomponente ist ein verzweigtes Kohlenwasserstoffmolekül, Isooktan C8. In Abbildung 1 ist ein vereinfachtes Schema der Schritte eines Power-to-Fuel-Prozesses dargestellt. Zuerst wird CO2 aus der Luft abgetrennt und H2 mittels der Elektrolyse hergestellt. Aus den beiden Gasen wird dann Synthesegas erzeugt – eine Mischung aus CO und H2. Im Anschluss daran werden in der Fischer-Tropsch-Synthese aus CO und H2 Kohlenwasserstoffketten generiert, die in weiteren Schritten zum Endprodukt aufgearbeitet werden. Die Prozessbedingungen beeinflussen die Kettenlänge der Kohlenwasserstoffe und werden je nach gewünschtem Endprodukt gezielt gewählt.

 

Abbildung 1: Skizze des Power-to-Fuel-Prozesses hinsichtlich Flugbenzin

 

Aufgaben / geplante Arbeiten

Kern dieser Bachelorarbeit ist die Durchführung der ersten Experimente und Untersuchung des Produktspektrums. Dafür steht eine kleinskalige Laboranlage zur Verfügung, die aus einem Reaktor für die Fischer-Tropsch-Synthese und zwei Abscheidern besteht. Aus den Eduktströmen CO und H2 werden über einen eisenbasierten Katalysator bei hohen Temperaturen (>300 °C) Kohlenwasserstoffketten unterschiedlicher Länge hergestellt. Die langkettigen Moleküle, die bei Raumtemperatur wachsförmig sind, werden in einem Heißabscheider abgetrennt. Die flüssigen Produkte werden zum Schluss in dem Kaltabscheider von den gasförmigen abgetrennt. Die Produktuntersuchung der gasförmigen, flüssigen und festen Produkte erfolgt über Gaschromatographie.

 

Aufgaben:

  • Inbetriebnahme der oben beschriebenen Anlage
  • Entwicklung und Durchführen von Referenzversuchen, die in weiteren Arbeiten für die Modellierung verwendet werden.
  • Untersuchung des Hochtemperatur-Fischer-Tropsch-Produktspektrums bei unterschiedlichen Prozessbedingungen

 

Rahmenbedingungen:

  • Studenten der Fachrichtung Chemieingenieurwesen / Verfahrenstechnik.
  • Die Ergebnisse der Arbeit werden in einer schriftlichen Ausarbeitung zusammengefasst und innerhalb eines Institutsseminars vorgetragen.
  • Die Arbeit kann in englischer oder deutscher Sprache verfasst werden.
  • Eintrittstermin: ab 15.06.2021 oder nach Absprache

 

Aufgabensteller:         Prof. Dr.-Ing. habil. Roland Dittmeyer
Betreuerin:                   Dorela Dhamo
Kontakt:                       dorela.dhamo∂kit.edu
Tel:                                0721/608-23027