%0 Generic
%A Stiefel, Miriam
%D 2010
%F heidok:11548
%K dimethyl ether , CO-rich synthesis gas
%R 10.11588/heidok.00011548
%T Dimethylether-Direktsynthese aus kohlenmonoxidreichem Synthesegas
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/11548/
%X In der vorliegenden Arbeit wurde die Dimethylether (DME)-Direktsynthese aus Synthesegas an einer Kombination aus Kupfer/Zinkoxid- und Dehydratisierungskatalysatoren untersucht. Hierbei lag der Schwerpunkt der Untersuchungen auf der Prüfung, ob die DME-Direktsynthese unter dem Einsatz von kohlenmonoxidreichem Synthesegas, wie es beispielsweise durch Vergasung biologischer Reststoffe hergestellt werden kann, sinnvoll durchführbar wäre. Zu diesem Zweck sind an einem kommerziell verfügbaren Katalysatorsystem, bestehend aus einem Cu/ZnO/Al2O3-Katalysator und gamma-Al2O3, eine Vielzahl reaktionstechnisch relevanter Untersuchungen durchgeführt worden. Neben den Einflüssen von Temperatur, Druck, Verweilzeit, Synthesegaszusammensetzung und -konzentration wurde die Wirkungsweise von zusätzlichem Wasser, Kohlendioxid und Katalysatorgiften (z.B. H2S, HCl, NaOH) auf das Katalysatorsystem geprüft. Die experimentellen Daten wurden durch die Modellierung der Reaktionskinetik, basierend auf einem umfangreichen Reaktionssystem unter Berücksichtigung unterschiedlicher Reaktionsbedingungen, ergänzt. Mit dem Ziel, die Effizienz des Prozesses zu erhöhen und das Katalysatorsystem auf ein kohlenmonoxidreiches Reaktionsmedium anzupassen, wurden neben den reaktionstechnischen Grundlagenuntersuchungen Modifikationen am Katalysatorsystem vorgenommen. Der Einsatz verschiedener Dehydratisierungskatalysatoren ergab, dass gamma-Al2O3 bzw. ein schwach saurer Zeolith des Typs H-MFI eine hocheffiziente und selektive Dehydratisierung des entstehenden Methanols zu DME gewährleisten. Diese beiden Katalysatoren eignen sich aufgrund ihrer tendenziell geringen Acidität und den vorwiegend schwachen Säurezentren an der Oberfläche besonders gut als Dehydratisierungskomponente für die DME-Direktsynthese. In Anlehnung an klassische Cu/ZnO-Systeme wurden verschiedene Methanolkatalysatoren hergestellt und hinsichtlich Aktivität und Stabilität in der DME-Direktsynthese getestet. Bezüglich ihrer Aktivität lagen alle Katalysatorsysteme in ihrer Leistungsfähigkeit unterhalb des kommerziell verfügbaren Katalysators. Dagegen stand die Stabilität der hergestellten Katalysatoren dem Referenzsystem über einen Zeitraum von 200 h nicht nach. Darüber hinaus konnte die Temperaturbeständigkeit und die Resistenz gegenüber dem Katalysatorgift HCl bei einigen Systemen (Cu/ZnO/Cr2O3 und Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2) im Vergleich zum kommerziell verfügbaren Katalysator gesteigert werden.