Untersuchung der batchweisen Azeotroprektifikation zur Trennung des Gemischs Essigsäure/Wasser

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Untersuchung der batchweisen Azeotroprektifikation zur Trennung des Gemischs Essigsäure/Wasser"

Transkript

1 118 Forschungsarbeit Untersuchung der batchweisen Azeotroprektifikation zur Trennung des Gemischs Essigsäure/Wasser Thomas Millenautzki*, Ronny Cieplik und Stéphan Barbe DOI: /cite Hauptaugenmerk dieser Arbeit wurde auf die Tauglichkeit der UNIFAC-Methode in Bezug auf die batchweise Azeotroprektifikation eines Essigsäure/Wasser/Ethylacetat-Gemischs gelegt. Experimentelle Daten einer batchweisen Azeotroprektifikation mit vorgeschalteter Gegenstrom-Flüssig/Flüssig-Extraktion im Pilotmaßstab wurden generiert. Eine schnellfunktionierende Analytik wurde entwickelt und vorgestellt und die gewonnenen Daten wurden für die Validierung der numerischen Simulation verwendet. Der allgemeine Verlauf der Rektifikation, insb. die Kopftemperatur und Destillatzusammensetzung, wurde von dem Modell bestätigt. Schlagwörter: Analytik, Azeotroprektifikation, Modellierung, Pilotmaßstab Eingegangen: 05. März 2018; akzeptiert: 14. November 2018 Investigation of a Batch Azeotropic Distillation for the Separation of Acetic Acid-Water Mixtures The aim of the present work is to investigate the suitability of the UNIFAC method to properly simulate the batch azeotropic distillation of a mixture of acetic acid, water, and ethyl acetate. A batch distillation including upstream countercurrent liquid-liquid extraction was performed at pilot scale. A dedicated analytical method for fast and robust determination of top and bottom products was developed and presented. Experimental data were finally used for the validation of numerical predictions. It could be demonstrated that the UNIFAC method is applicable for the simulation of such a complex transient distillation process. Keywords: Analytics, Azeotropic distillation, Modeling, Pilot scale 1 Einleitung Essigsäure wird in vielen Bereichen der Industrie als Lösemittel (Polymerherstellung) und als Reaktionspartner (technische Veresterungsreaktionen) bei chemischen Prozessen eingesetzt. Dabei fallen regelmäßig große Mengen an wässriger Essigsäure an, deren Regeneration aus wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten von hoher Relevanz ist. Somit ist für die Trennung eines Essigsäure/Wasser-Gemischs die Wahl des Trennverfahrens von Bedeutung. Aus wirtschaftlicher Sicht hat sich eine Rektifikation mit vorgeschalteter Extraktion als sinnvoll erwiesen [1]. Dabei wird die Essigsäure zum Großteil mit einem geeigneten Schleppmittel (Entrainer) extrahiert und anschließend rektifiziert [2]. Es handelt sich dabei um ein organisches Lösemittel, z. B. Ethylacetat, das die Volatilität von einem der beiden Stoffe, in der Regel Wasser, erhöht und ihn ausschleppt. Das Schleppmittel bildet mit dem Stoff eine Mischungslücke und wird nach der Rektifikation mittels Dekantation zurückgewonnen (Abb. 1). Gegenstand dieser Studie ist die Untersuchung der batchweisen Azeotroprektifikation des ternären Gemischs Essigsäure/Wasser/Ethylacetat. Diese Trenntechnik kommt bei der Rückgewinnung von Essigsäure im Bereich der Spezialchemie vermehrt zum Einsatz [3]. Aufgrund der instationären Betriebsweise und der Flüssig/Flüssig-Entmischung ist die Auslegung und robuste Steuerung von solchen Prozessen relativ komplex [4 6]. Thomas Millenautzki, Ronny Cieplik, Prof. Dr. Stéphan Barbe thomas.millenautzki@th-koeln.de Technische Hochschule Köln, Campus Leverkusen, Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften, CHEMPARK Leverkusen, Kaiser-Wilhelm-Allee, Leverkusen, Deutschland.

2 Forschungsarbeit 119 Feed Wasser +Essigsäure Raffinat Wasser + Essigsäure +Ethylacetat Extrakt Ethylacetat+Essigsäure +Wasser Essigsäure Extraktionsmittel Ethylacetat Wasserabscheidung Wasser Abbildung 1. Verfahrensfließbild zur destillativen Trennung eines wasserbeladenen Ethylacetat/Essigsäure-Gemischs. Die physikalischen Grundlagen der Rektifikation beruhen auf den unterschiedlichen Dampfdrücken ihrer Einzelkomponenten. So beginnt eine Flüssigkeit zu sieden, sobald ihr Dampfdruck dem Umgebungsdruck entspricht [7]. In homogenen idealen Flüssigkeitsgemischen wird die Komponente mit dem geringeren Dampfdruck als Schwersieder und die Komponente mit dem höheren Dampfdruck als Leichtsieder bezeichnet. Der Gesamtdruck P ges eines solchen Gemischs setzt sich gemäß dem Dalton schen Gesetz aus den Partialdrücken P i der Einzelkomponenten zusammen [8]. P ges ¼ X P i (1) Die einzelnen Partialdrücke P i werden entsprechend dem Gesetz von Raoult durch die Dampfdrücke der Reinstoffe P i 0 und deren Stoffmengenanteil x i beschrieben. P i ¼ P 0 i x i (2) Für das Gemisch aus Essigsäure, Wasser und Ethylacetat wird das Gesetz von Raoult durch die Gibb-Duhem-Gleichung erweitert. Hiermit kann die Abweichung des idealen zum realen Flüssigkeitsverhalten beschrieben werden [9]. P i ¼ g i x i P 0 i (3) Aus dem Produkt des Aktivitätskoeffizienten g und des Molanteils wird die Aktivität a beschrieben. a ¼ g i x i (4) Demnach ist der Partialdruck der Einzelkomponente proportional der Aktivität und ihrem Sättigungsdruck [9]. Das UNIFAC-Verfahren (universal quasichemical functional group activity coefficients) bietet eine attraktive Methode für die akkurate Berechnung von Aktivitätskoeffizienten. Sie gehört zu den Gruppenbeitragsmethoden und beruht auf dem Prinzip der Mischung aus Strukturgruppen [10]. Die Rektifikation der wässrigen Essigsäure ist aufgrund des geringen Siedetemperaturunterschiedes zwischen Wasser (100 C bei 1013 hpa) [10] und Essigsäure (117 C bei 1013 hpa) [11] energetisch und wirtschaftlich ungünstig. Somit ist eine Überführung der Essigsäure in eine Phase mit einer geringeren Siedetemperatur, wie z. B. Ethylacetat (77,1 C bei 1013 hpa) [12], sinnvoll. Die computergestützte Modellierung ermöglicht eine präzisere Auslegung und ein besseres Verständnis von großtechnischen Verfahren [13]. In dieser Arbeit wurde die Tauglichkeit der UNIFAC-Methode bewertet, Flüssigkeits/Dampf-Gleichgewichte während der batchweisen Azeotroprektifikation des ternären Gemischs Essigsäure/Wasser/Ethylacetat vorherzusagen. Zu diesem Zweck wurden experimentelle Daten durch die Realisierung einer entsprechenden batchweisen Azeotroprektifikation mit vorgeschalteter Gegenstrom-Flüssig/Flüssig-Extraktion im Pilotmaßstab generiert. Anschließend wurden die gewonnenen Daten für die Validierung der numerischen Simulation verwendet. 2 Material und Methoden 2.1 Analytik Für die Massenbilanzierung und Charakterisierung des Extraktions- und Rektifikationsvorgangs wurde der Gehalt der Essigsäure für die wässrige und organische Phase mittels Titration ermittelt. Die Stabilitätsdauer der Proben wurde zuvor sichergestellt. Die Massen der anfallenden Fraktionen bei den jeweiligen Trennvorgängen wurden durch Auswiegen bestimmt Säure/Base-Titration fürwässrige Phase Der Essigsäuregehalt der wässrigen Raffinatphase wurde mit dem Titrator Titroline easy und der ph-elektrode N62 der Fa. Schott bestimmt. Als Messmethode wurde,,ph exact weak verwendet, die für schwache Säuren, die nicht vollständig dissoziiert vorliegen, geeignet ist. Sie wurde im Modus,,Auto Find (EQ) betrieben, bei dem der Titrator aus den ermittelten Messdaten den Äquivalenzpunkt und den dafür notwendigen Verbrauch an Maßlösung angibt. Als Maßlösung diente eine wässrige 0,1 N Natriumhydroxidmaßlösung (Merck Millipore) [14] Säure/Base-Titration für organische Phase Für die organische Extraktphase und das bei der Rektifikation anfallende Destillat bzw. Sumpfprodukt wurde eine manuelle Farbindikationstitration mit 0,5 N ethanolischer Kaliumhydroxidmaßlösung (Merck Millipore) verwendet. Als Farbindikator wurde Bromthymolblau (4 % in Ethanol; VWR Chemicals) verwendet. Dieser ist in der organischen Phase löslich, wodurch eine direkte Titration ermöglicht wurde. Der Umschlagsbereich im wässrigen Medium liegt in einem ph-bereich von 6,0 7,6. Der pks-wert (in Chem. Ing. Tech. 2019, 91, No. 1 2, ª 2019 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

3 120 Forschungsarbeit Methanol) liegt bei 12,4 [15]. Zur Stabilisierung der Probe wurde 1,4-Dioxan (Merck) beigefügt, wodurch die basenkatalytische Verseifungsreaktion des Esters verzögert wurde Karl-Fischer-Titration Der Wassergehalt in der organischen Phase wurde mittels Karl-Fischer-Titration bestimmt. Die Titration erfolgte mit dem Titrator 870KF Titrino Plus der Fa. Metrohm und der Messmethode KFT Ipol. Als Titrationsmittel diente Hydranal Composit Bestimmung der Zusammensetzung der Destillatfraktionen am Kondensatorausgang Am Ausgang des Kondensators bestand das Destillat aus einer flüssigen Phase. Die Phasentrennung trat erst nach Abkühlung auf Raumtemperatur auf. Dabei entsprach die organische Phase ca. 95,0 Gew.-% der gesamten Destillatmasse. Gegenstand dieser Studie ist die experimentelle und numerische Untersuchung des Rektifikationsverfahrens. Dabei wird das Destillat unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Kondensator betrachtet. Die Zusammensetzung des einphasigen Destillats am Kondensatorausgang wurde aus den Massen der einzelnen Phasen und deren Zusammensetzung berechnet. freien Querschnitt von 41 % auf. Die Dispergierungsenergie erfolgt über eine Welle mit 34 einzelnen Rührzellen und einer möglichen Rotordrehzahl von U min 1. Für die Betriebsparameter wurden eine Rührerdrehzahl von 150 U min 1 und ein Massenstromverhältnis Feed zu Extraktionsmittel (Ethylacetat 99 % technical, VWR Chemicals) von 1,35 kg h 1 zu 1,10 kg h 1 eingestellt. Als Feed wurden der Kolonne bei Raumtemperatur 8,89 kg eines Gemischs aus Essigsäure (99 %, Alfa Aesar) und vollentsalztem Wasser vorgelegt. Die Beladung an Essigsäure betrug 0,177 kg kg 1. Nach 240 min wurden 6,03 kg Raffinat mit einer Beladung an Essigsäure von 19 kg kg 1 erhalten. Die Masse und die Zusammensetzung des resultierenden Extrakts können Tab. 1 entnommen werden. Die Wiederfindungsrate der Essigsäure nach der Extraktion lag bei 0,996. Tabelle 1. Zusammensetzung des Extrakts bzw. der Vorlage für die batchweise Azeotroprektifikation. Substanz Wasser 1,037 Essigsäure 1,029 Ethylacetat 5,282 Gesamt 7,348 Menge [kg] 2.2 Flüssig/Flüssig-Extraktion 2.3 Batch-Rektifikation Für die kontinuierliche Gegenstromextraktion wurde eine Scheibel-Kolonne der Fa. Normag eingesetzt (Abb. 2). Der Kolonnendurchmesser beträgt 30 mm und weist einen Extraktionsmittel B02 P01 Extrakt B04 K01 Raffinat B03 Für die Batch-Rektifikation wurde die Rektifikationsapparatur DN50 der Fa. Normag verwendet (Abb. 3). Die mit Raschig-Ringen befüllte Füllkörperkolonne besitzt einen Durchmesser von 50 mm und eine Füllhöhe von 1200 mm, wodurch sieben theoretische Trennstufen realisiert werden. Das Fassungsvermögen des Siedekolbens beträgt 10 L und wird mit einer Elektroheizhaube (maximale Heizleistung Feed Abbildung 2. Schematischer Aufbau der verwendeten Flüssig/Flüssig-Extraktionsanlage. B01 P02 1,6 kw) betrieben. Für die destillative Trennung des Gemischs wurde eine Heizleistung von 0,56 kw eingestellt. Der Stoff- und Energieaustausch des aufsteigenden Dampfes mit der herabrieselnden Flüssigkeit fand in der mit Raschig-Ringen befüllten Füllkörperkolonne statt. Als Vorlage wurde das Extrakt der vorher durchgeführten Extraktion verwendet. Die Zusammensetzung des Gemischs kann Tab. 1 entnommen werden. Zu Beginn der Batch-Rektifikation wurde die Anlage unter unendlichem Rücklaufverhältnis bis zum Einstellen eines thermischen Gleichgewichts mit einer Kopftemperatur von 69,3 C für ca. 1,5 h eingefahren. Der Batchversuch startete mit einem Rücklaufverhältnis von 0,1. Sobald sich die Kopftemperatur änderte, wurde sie durch Anpassung des Rücklaufverhältnisses wieder auf den Anfangswert von 69,3 C korrigiert.

4 Forschungsarbeit 121 FS 06 PI 05 TISA+ 02 KS 03 stufen betrachtet, die wiederum als kontinuierliche Rektifikationsschritte in ChemSep simuliert werden konnten. So wurde der 150-minütige Verlauf der batchweisen Rektifikation in 44 einzelne kontinuierliche Rektifikationsschritte (2 5 min) aufgeteilt und simuliert. In ChemSep wurden diese mit einem fiktiven Zulauf so konfiguriert (Tab. 2), dass der Zulauf (Feed) direkt in dem Sumpf der Kolonne eingespeist wurde. Als Berechnungsparameter wurde das Rücklaufverhältnis gemäß Abb. 4 eingegeben. Weiterhin wurde als Zwangsbedingung für den Sumpf ein geringfügig niedrigerer Molanteil an Ethylacetat (< 0,1 0,5 %) als für den Zulauf festgelegt. Mithilfe der berechneten Zusammensetzung des Destillats (Abb. 5) und den gemessenen Destillatmassenströmen (Abb. 4) wurden die Massen und die Zusammensetzung des Sumpfprodukts bilanziert und für den nächsten Zeitschritt berechnet. Neben der Destillatzusammensetzung wurden die Kopf- und Sumpftemperaturen von der Software ausgegeben. USG PI 01 TI C01 LS - 04 Tabelle 2. Parametereinstellung der vorliegenden Prozesssimulation bei ChemSep. Operation Type of simulation Configuration equilibrium column Operation Condenser Reboiler simple distillation total (liquid product) partial (liquid product) Abbildung 3. Schematischer Aufbau der verwendeten Batch- Rektifikationsanlage (USG: Universal-Steuergerät). Number of stages 7 Feed stages 7 Für die Bilanzierung der Stoffzusammensetzung während der laufenden Rektifikation wurde das anfallende Destillat untersucht. Die Beladungen des Sumpfes wurden zu Beginn und zu Ende der Rektifikation bestimmt, da eine regelmäßige Probenentnahme das Gleichgewicht der Kolonne gestört hätte. 3 Prozesssimulation Für die Simulation der batchweisen Azeotroprektifikation wurde die kostenlose Version der Software ChemSep (ChemSep Lite v7.3) verwendet. Sie bietet keine direkte Möglichkeit, eine batchweise betriebene Rektifikation zu simulieren, jedoch verfügt die Software über sehr mächtige Algorithmen zur Simulation von kontinuierlichen Rektifikationsverfahren. In diesem Forschungsprojekt wurden diese Algorithmen für die Simulation der batchweisen Azeotroprektifikation des ternären Gemischs Wasser/Essigsäure/Ethylacetat verwendet. Zu diesem Zweck wurde das Verfahren als eine Abfolge von quasistationären Rektifikationen in einer Kolonne mit sieben theoretischen Trenn- Properties Thermodynamics K value Equation of state Activity coefficient Vapour pressure Enthalpy Enthalpy/Exergy Reference state Heat of formation Surroundings T Heat capacity IG Heat capacity L DECHEMA ideal gas law UNIFAC Antoine excess vapor K excluded K T correlation mol fraction average Chem. Ing. Tech. 2019, 91, No. 1 2, ª 2019 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

5 122 Forschungsarbeit 5 1,0 110 Massenstrom [kg min -1 ] Destillatmassenstrom r [/] Rücklaufverhältnis Abbildung 4. Zeitlicher Verlauf der Destillatmassenströme und Rücklaufverhältnisse während der Rektifikation. T [ C] Sumpftemperatur (Simulation) Sumpftemperatur (Messung) Kopftemperatur (Simulation) Kopftemperatur (Messung) 8 6 Abbildung 6. Vergleich der simulierten und gemessenen Sumpf- und Kopftemperaturverläufe. 4 m [kg] 2 0 ΔP [kpa] Sumpf (Simulation) Sumpf (Messung) Destillat (Simulation) Destillat (Messung) Abbildung 5. Vergleich der Sumpf- und Destillatzusammensetzung der simulierten und gemessenen Daten. 4 Ergebnisse und Diskussion 4.1 Experimentelle Untersuchung der batchweisen Azeotroprektifikation Aufgrund der stetigen Abnahme des Leichtsieders (Ethylacetat) im Sumpf, stieg die Sumpftemperatur (Abb. 6) während der Rektifikation allmählich von 76,0 auf 102,3 C an. Die Regelung der Kopftemperatur auf 69,3 C ließ sich durch Anpassen des Rücklaufverhältnisses in den ersten 130 min sehr gut steuern. Danach stieg die Temperatur innerhalb von 20 min auf 83,3 C an. Die Rektifikation konnte in den ersten 90 min mit einem konstanten und niedrigen Rücklaufverhältnis von 0,1 durchgeführt werden. Danach musste das Rücklaufverhältnis bis zu einem Endwert von 1,0 regelmäßig angehoben werden, was zu einer stufenweisen Abnahme des Destillatmassenstroms von 46 kg min 1 auf 14 kg min 1 führte (Abb. 4). Zusätzlich wurde für die Charakterisierung der Kolonne während der Rektifikation der Differenzdruckverlauf DP gemessen (Abb. 7). Er stellt eine Funktion der Dampfgeschwindigkeit v, der Dichte r des Dampfes und des Widerstandbeiwerts z der Packung der Kolonne dar. DP ¼ f v 2 ;r 2 ;x Differenzdruckverlauf Abbildung 7. Differenzdruckverlauf während der Batch- Rektifikation des Ethylacetat/Essigsäure/Wasser-Gemischs. Aufgrund des abnehmenden Ethylacetatanteils im Sumpf stieg der Wasseranteil in dem entsprechenden Dampf. Nach dem idealen Gasgesetz weist Wasserdampf unter atmosphärischem Druck eine ca. fünffach niedrigere Dichte als gasförmiges Ethylacetat auf (0,78 kg m 3 zu 3,80 kg m 3 ). Da Wasser eine höhere Verdampfungsenthalpie (ca. 2,26 kj kg 1 bei 100 C) als Ethylacetat (ca. 0,36 kj kg 1 bei 77 C) besitzt, nahm der Dampfmassenstrom bzw. die Dampfgeschwindigkeit während der Rektifikation ab. Diese Effekte führten zu einer Abnahme des Differenzdrucks während der Rektifikation. Die Zusammensetzung des Destillats (91,1 Gew.-% Ethylacetat, 8,6 Gew.-% Wasser und 0,3 Gew.-% Essigsäure) blieb über die gesamte Dauer der Rektifikation beinah konstant (Abb. 8). Diese Beobachtung bestätigt die gute Eignung von Ethylacetat als Schleppmittel für die Azeotroprektifikation des Gemischs Essigsäure/Wasser. Nach 150 min lag die (5)

6 Forschungsarbeit 123 1,0 Massenfrak on [/] Massenfrak on [/] Ethylacetat Des llat (Simula on) Ethylacetat Des lla on (Messung) Wasser Des llat (Simula on) Wasser Des llat (Messung) Essigsäure Des llat (Simula on) Essigsäure Des llat (Messung) Ethylacetat Sumpf (Simula on) Essigsäure Sumpf (Simula on) Wasser Sumpf (Simula on) Ethylacetat Sumpf (Messung) Essigsäure Sumpf (Messung) Wasser Sumpf (Messung) Abbildung 8. Vergleich der simulierten und gemessenen Destillatmassenfraktionen. Abbildung 9. Vergleich der simulierten und gemessenen jeweiligen Sumpfmassenfraktionen. Masse an Sumpfprodukt bei 1,629 kg und bestand ausschließlich aus Essigsäure und Wasser mit einem Massenanteil an Essigsäure von 62,1 Gew.-%. Es wurden insgesamt 5,779 kg Destillat gesammelt und die Wiederfindungsrate der Essigsäure nach der Rektifikation lag bei 1, Numerische Untersuchung der batchweisen Azeotroprektifikation Die zeitlichen simulierten und gemessenen Massenänderungen des Destillats und des Sumpfprodukts sind in Abb. 5 graphisch dargestellt. Erwartungsgemäß decken sich die Verläufe der simulierten und gemessenen Datensätze. Der Verlauf der Kopftemperatur (Abb. 6) wurde von dem eingesetzten Modell sehr gut vorhergesagt. Das Modell bestätigt die niedrige Kopftemperatur im Vergleich zu dem Siedepunkt von Ethylacetat. Der Einbruch ab der 132. Minute kann durch eine vorzeitige vollständige Entfernung des Ethylacetats im Sumpfprodukt erklärt werden, die von dem Modell anders vorhergesagt wird. Gemäß Simulationsvorhersage sollte nach 150 min noch ein Massenanteil an Ethylacetat von 13,6 Gew.-% im Sumpfprodukt vorliegen. Auch die Destillatzusammensetzung wurde über die gesamte Rektifikationsdauer mithilfe der UNIFAC-Methode sehr akkurat berechnet (Abb. 8). Es konnte eine Diskrepanz zwischen dem nach UNIFAC simulierten Sumpftemperaturverlauf und dem real gemessenen Temperaturprofil beobachtet werden. Die Ursache dieser Abweichung zwischen Simulation und Messung konnte nicht identifiziert werden. Nichtsdestotrotz weicht die modellierte Endzusammensetzung des Sumpfprodukts nur geringfügig von der gemessenen Zusammensetzung ab (Abb. 9). 5 Zusammenfassung In der vorliegenden Studie wurde die batchweise Azeotroprektifikation eines Wasser/Essigsäure-Gemischs mit Ethylacetat als Schleppmittel sowohl experimentell als auch numerisch mithilfe der UNIFAC-Methode untersucht. Der allgemeine Verlauf der Rektifikation, insb. die Kopftemperatur und Destillatzusammensetzung, wurde von dem Modell bestätigt. Im Vergleich zu den gemessenen Sumpftemperaturen berechnete ChemSep stetig niedrigere Sumpftemperaturen. Weiterhin wurde experimentell eine vorzeitige vollständige Entfernung des Ethylacetats im Sumpf beobachtet, was von der Simulation nicht prognostiziert werden konnte. Literatur [1] T. Dobre, T. Ofiteru, A. Sturzoiu, Univ.,,Politeh. Bucharest, Sci. Bull., Ser. B 2006, 68 (1), [2] M. Warter, R. Dussel, J. Stichlmair, U. Weidlich, Chem. Ing. Tech. 2004, 71 (4), [3] S. V. Gadekar, R. V. Naik, S. N. Kaul, J. Sci. Ind. Res. 2009, 68, [4] C. Wenning, J. Noe, S. Barbe, M. C. Leimenstoll, Macromol. Res. 2018, 26 (5), [5] C. Wenning, S. Barbe, D. Achten, A. M. Schmidt, M. C. Leimenstoll, Macromol. Chem. Phys. 2018, 219 (5), [6] M. Metze, S. Barbe, A. Reiche, A. Kesting, R. Schweins, J. Neutron Res. 2017, 19 (3 4), [7] H. Hug, W. Reiser, Physikalische, 2. Aufl., Verlag Europa- Lehrmittel, Nourney, Vollmer, Haan-Gruiten [8] H. D. Baehr, S. Kabelac, Thermodynamik: Grundlagen und technische Anwendungen, 14. Aufl., Springer, Berlin [9] A. Mersmann, M. Kind, J. Stichlmair, Thermische Verfahrenstechnik: Grundlagen und Methoden, 2. Aufl., Springer, Berlin [10] R. Wittig, J. Lohmann, J. Gmehling, Ind. Eng. Chem. Res. 2003, 42 (1), Chem. Ing. Tech. 2019, 91, No. 1 2, ª 2019 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

7 124 Forschungsarbeit [11] Sicherheitsdatenblatt, Wasser ROTISOLV â LC-MS-Grade, Artikelnummer: AE72, Carl Roth, Karlsruhe [12] Sicherheitsdatenblatt, Essigsäure 100 %, Ph.Eur., reinst, Artikelnummer: 6755, Carl Roth, Karlsruhe [13] T. Klaka, S. Kaiser, S. Barbe, Chem. Ing. Tech. 2018, 90 (6), [14] Sicherheitsdatenblatt, Essigsäureethylester > 99,5 %, zur Synthese, Artikelnummer: 7338, Carl Roth, Karlsruhe [15] W. Korinski, Gebrauchsanleitung Titrator TitroLine easy, Schott, Mainz 2004.

Endersch, Jonas 09./

Endersch, Jonas 09./ Endersch, Jonas 09./10.06.2008 Praktikum Allgemeine Chemie 2, Saal G1, Gruppe 3, Platz 53 Versuchsprotokoll Versuch 1.2: Destillation 1 Versuch 1.3: Destillation 2 Einleitung und Theorie: In diesen Versuchen

Mehr

Versuch 10. Rektifikation und Rektifizierkolonne

Versuch 10. Rektifikation und Rektifizierkolonne Praktikum Physikalische Chemie Versuch 1 Rektifikation und Rektifizierkolonne Bestimmung der theoretischen Bodenzahl einer Rektifikationskolonne am Beispiel eines binären Gemisches ktualisiertes Versuchsskript,

Mehr

Versuch 6: Rektifikation

Versuch 6: Rektifikation Physikalisch-Chemisches Grundpraktikum Sommersemester 2004 Gruppe B9 Andreas Frintrup / Sven Wolff Versuch 6: Rektifikation Ziel: Die Effizienz zweier verschiedener Trennsäulen, einer fünfbödigen Glockenbodenkolonne

Mehr

Lösungen flüchtiger Stoffe - Stofftrennung http://ac16.uni-paderborn.de/lehrveranstaltungen/_aac/vorles/skript/kap_7/kap7_5/ Für Lösungen flüchtiger Stoffe ist der Dampfdruck des Gemischs ebenfalls von

Mehr

Thermische Trennverfahren I Destillation, Rektifikation Shell Eastern Petrochemicals Complex (SEPC), Pulau Bukom, Singapore

Thermische Trennverfahren I Destillation, Rektifikation Shell Eastern Petrochemicals Complex (SEPC), Pulau Bukom, Singapore Thermische Trennverfahren I Destillation, Rektifikation Shell Eastern Petrochemicals Complex (SEPC), Pulau Bukom, Singapore Universität Hamburg 133 Atmosphärenrektifikation Aufstellen einer 110 m hohe

Mehr

Die Simulation einer Abwasseranlage mit CHEMCAD

Die Simulation einer Abwasseranlage mit CHEMCAD Die Simulation einer Abwasseranlage mit CHEMCAD Author: Dipl..-Ing. Wolfgang Schmidt Chemstations Deutschland GmbH 46483 Wesel, Augustastr. 12 Die Prozeßsimulation CHEMCAD wurde als Computerprogramm entwickelt,

Mehr

Versuchsbeschreibung zum Chemisch-Technischen Grundpraktikum

Versuchsbeschreibung zum Chemisch-Technischen Grundpraktikum Universität Karlsruhe Institut für Chemische Technik Prof. Dr. H. Bockhorn Versuchsbeschreibung zum Chemisch-Technischen Grundpraktikum Glockenbodenkolonne 1 Literatur Bockhard/Güntzschel/Poetschukat Grundlagen

Mehr

Siedediagramm binärer Gemische und Rektifikation

Siedediagramm binärer Gemische und Rektifikation Versuch Nr. 14: Siedediagramm binärer Gemische und Rektifikation 1. Ziel des Versuchs Ziel des Versuches, ist es die Siedekurve eines Methanol-Wasser-Gemisches aufzunehmen. Im zweiten Versuchsteil soll

Mehr

Institut für Physikalische Chemie Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Institut für Physikalische Chemie Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Institut für Physikalische Chemie Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Lösungen zum Übungsblatt 4 zur Vorlesung Physikalische Chemie II WS 2008/09 Prof. E. Bartsch 4.1 Der Siedepunkt einer flüssigen Mischung

Mehr

Abschlussbericht zu Kennziffer 2472: Experimentelle Bestimmung von Grenzaktivitätskoeffizienten in ternären und höheren Elektrolytsystemen

Abschlussbericht zu Kennziffer 2472: Experimentelle Bestimmung von Grenzaktivitätskoeffizienten in ternären und höheren Elektrolytsystemen Abschlussbericht zu Kennziffer 2472: Experimentelle Bestimmung von Grenzaktivitätskoeffizienten in ternären und höheren Elektrolytsystemen Während es bei Nichtelektrolytsystemen möglich ist, mit Hilfe

Mehr

Shortcut Simulation. Abbildung 1: Flowsheet Shortcut Kolonne

Shortcut Simulation. Abbildung 1: Flowsheet Shortcut Kolonne Problemstellung/ Zielsetzung: Shortcut Simulation Die Shortcut Simulation grenzt den optimalen Betriebsbereich einer Rektifikationskolonne für sich annähernd ideal verhaltende Gemische ein. Die Ergebnisse

Mehr

Einführung thermischen

Einführung thermischen Einführung die thermischen Trennung von Gas-, Dampf- und Flüssigkeitsgemischen von Prof. Burkhard Lohrengel 2., Auflage Oldenbourg Verlag München Inhalt Vorwort zur 2. Auflage Vorwort XI XI 1 Grundlagen

Mehr

Lehrbuch Chemische Technologie

Lehrbuch Chemische Technologie C. Herbert Vogel Lehrbuch Chemische Technologie Grundlagen Verfahrenstechnischer Anlagen WILEY- VCH WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA IX Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1 1.1 Das Ziel industrieller Forschung

Mehr

Institut für Technische Chemie Technische Universität Clausthal

Institut für Technische Chemie Technische Universität Clausthal Institut für echnische Chemie echnische Universität Clausthal echnisch-chemisches Praktikum CB Versuch: Extraktion Einleitung Die Flüssig-Flüssig-Extraktion ist ein thermischer Prozess zur rennung eines

Mehr

LMPG 1 ÜB5 Grundlagen der Dest. Kombinierte Übungen Seite 1 von 10 LÖSUNGEN

LMPG 1 ÜB5 Grundlagen der Dest. Kombinierte Übungen Seite 1 von 10 LÖSUNGEN LMG 1 ÜB5 Grundlagen der Dest. Kombinierte Übungen Seite 1 von 10 Substanz A B C tmin tma Formel Name C C H2O Wasser 8.19621 1730.63 233.426 1 100 H3N Ammoniak 7.4854 926.133 240.17 94 12 Antoine- H4N2

Mehr

Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade

Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade Phasendiagramme 1 Lernziele: Ø Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade Ø Die Phasenregel Ø Zweikomponentensysteme: Dampfdruckdiagramme, Hebelgesetz Ø Zweikomponentensysteme: Siedediagramme (die Destillation

Mehr

Physikalisch-chemische Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik

Physikalisch-chemische Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik Lüdecke Lüdecke Thermodynamik Physikalisch-chemische Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik Grundlagen der Thermodynamik Grundbegriffe Nullter und erster Hauptsatz der Thermodynamik Das ideale Gas

Mehr

Physikalische Chemie 1 (Thermodyn. u. Elektrochemie) SS09 - Blatt 1 von 13. Klausur PC 1. Sommersemester :15 bis 11:45.

Physikalische Chemie 1 (Thermodyn. u. Elektrochemie) SS09 - Blatt 1 von 13. Klausur PC 1. Sommersemester :15 bis 11:45. Physikalische Chemie 1 (Thermodyn. u. Elektrochemie) SS09 - Blatt 1 von 13 Klausur PC 1 Sommersemester 2009 03.08.2007 10:15 bis 11:45 Name: Vorname: geb. am: in: Matrikelnummer: Unterschrift: Für die

Mehr

Grundpraktikum Technische Chemie. Extraktion

Grundpraktikum Technische Chemie. Extraktion Grundpraktikum Technische Chemie Extraktion Inhaltsverzeichnis 1.... Versuchsinhalte 1 2.... Literatur 1 2.1. Grundlagen 1 2.2. Weiterführende Literatur 1 3.... Theoretische Grundlagen 2 3.1. Lernstoff

Mehr

Inhalt 1 Grundlagen der Thermodynamik

Inhalt 1 Grundlagen der Thermodynamik Inhalt 1 Grundlagen der Thermodynamik..................... 1 1.1 Grundbegriffe.............................. 2 1.1.1 Das System........................... 2 1.1.2 Zustandsgrößen........................

Mehr

Entwicklung einer universellen Gruppenbeitragszustandsgleichung

Entwicklung einer universellen Gruppenbeitragszustandsgleichung Entwicklung einer universellen Gruppenbeitragszustandsgleichung Vom Fachbereich Chemie der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften angenommene

Mehr

Berechnen Sie die Wärmemenge in kj, die erforderlich ist, um 750g H 2 O von

Berechnen Sie die Wärmemenge in kj, die erforderlich ist, um 750g H 2 O von Aufgabe 1: Berechnen Sie die Wärmemenge in kj, die erforderlich ist, um 750g H O von 0 C bis zum Siedepunkt (100 C) zu erwärmen. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser c = 4.18 J K - 1 g -1. Lösung

Mehr

Lernziele: Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade Die Phasenregel Zweikomponentensysteme: Dampfdruckdiagramme,

Lernziele: Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade Die Phasenregel Zweikomponentensysteme: Dampfdruckdiagramme, Phasendiagramme Lernziele: ee Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade Die Phasenregel Zweikomponentensysteme: Dampfdruckdiagramme, Hebelgesetz Zweikomponentensysteme: Siedediagramme (die Distillation von Mischungen,

Mehr

Praktikum Physikalische Chemie II (C-3) Versuch Nr. 12

Praktikum Physikalische Chemie II (C-3) Versuch Nr. 12 Praktikum Physikalische Chemie II (C-3) Versuch Nr. 12 Rektifikation: Bestimmung der theoretischen Trennstufenzahl einer Glockenbodenkolonne bei verschiedenen Rücklaufverhältnissen Grundlagen Die in der

Mehr

Karl Stephan Franz Mayinger. Thermodynamik. Grundlagen und technische Anwendungen. Zwölfte, neubearbeitete und erweiterte Auflage

Karl Stephan Franz Mayinger. Thermodynamik. Grundlagen und technische Anwendungen. Zwölfte, neubearbeitete und erweiterte Auflage Karl Stephan Franz Mayinger Thermodynamik Grundlagen und technische Anwendungen Zwölfte, neubearbeitete und erweiterte Auflage Band 2 Mehrstoffsysteme und chemische Reaktionen Mit 135 Abbildungen Springer-Verlag

Mehr

ExergySim - Fließschemasimulation in einem frühen Entwicklungsstadium mit dem Fokus auf Exergiebilanzen P. Frenzel, R. Hillerbrand, A.

ExergySim - Fließschemasimulation in einem frühen Entwicklungsstadium mit dem Fokus auf Exergiebilanzen P. Frenzel, R. Hillerbrand, A. ExergySim - Fließschemasimulation in einem frühen Entwicklungsstadium mit dem Fokus auf Exergiebilanzen P. Frenzel, R. Hillerbrand, A. Pfennig AVT Thermal Process Engineering, RWTH Aachen Department of

Mehr

LMPG1 ÜB Grundlagen der Destillation Lösungen Seite 1 von 12

LMPG1 ÜB Grundlagen der Destillation Lösungen Seite 1 von 12 LMPG1 ÜB Grundlagen der Destillation Lösungen Seite 1 von 12 LMPG1 ÜB Grundlagen der Destillation Lösungen Seite 2 von 12 a. Nennen Sie eine Bedingung, damit eine Gleichstromdestillation zum Einsatz kommt.

Mehr

Versuch 14: Dampfdruckkurve - Messung der Dampfdruckkurven leicht verdampfbarer Flüssigkeiten -

Versuch 14: Dampfdruckkurve - Messung der Dampfdruckkurven leicht verdampfbarer Flüssigkeiten - 1 ersuch 14: Dampfdruckkurve - Messung der Dampfdruckkurven leicht verdampfbarer Flüssigkeiten - 1. Theorie Befindet sich eine Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Gefäß, so stellt sich zwischen der Gasphase

Mehr

Prof. Dr. J. Gmehling Universität Oldenburg, Institut für Reine und Angewandte Chemie, Technische Chemie, D Oldenburg

Prof. Dr. J. Gmehling Universität Oldenburg, Institut für Reine und Angewandte Chemie, Technische Chemie, D Oldenburg Abschlussbericht an die Max-Buchner-Forschungsstiftung (FKZ: 277) Messung der Gleichgewichtslage und der Kinetik ausgewählter Veretherungsreaktionen und Überprüfung der Vorhersagbarkeit der Lösungsmitteleffekte

Mehr

REKTIFIKATION. 1. Voraussetzung. 2. Zielsetzung

REKTIFIKATION. 1. Voraussetzung. 2. Zielsetzung Universität Linz Rektifikation REKTIFIKATION 1. Voraussetzung 2. Zielsetzung Die Rektifikation, ein industriell angewendetes Verfahren der flüssig-flüssig Trennung, ist dem Gebiet der thermischen Verfahrenstechnik

Mehr

Phasengleichgewicht. 1. Experimentelle Bestimmung des Dampfdrucks von Methanol als Funktion der Temperatur. A fl. A g

Phasengleichgewicht. 1. Experimentelle Bestimmung des Dampfdrucks von Methanol als Funktion der Temperatur. A fl. A g Physikalisch-Chemische Praktika Phasengleichgewicht Versuch T-2 Aufgaben 1. Experimentelle Bestimmung des Dampfdrucks von Methanol als Funktion der Temperatur. 2. Ermittlung der Phasenumwandlungsenthalpie

Mehr

DAMPF-FLÜSSIG-GLEICHGEWICHTE WÄSSRIGER ELEKTROLYT- MISCHUNGEN MIT FLÜCHTIGEN KOMPONENTEN

DAMPF-FLÜSSIG-GLEICHGEWICHTE WÄSSRIGER ELEKTROLYT- MISCHUNGEN MIT FLÜCHTIGEN KOMPONENTEN DAMPF-FLÜSSIG-GLEICHGEWICHTE WÄSSRIGER ELEKTROLYT- MISCHUNGEN MIT FLÜCHTIGEN KOMPONENTEN Zur Erlangung des akademischen Grades eines DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN (Dr.-Ing.) von der Fakultät für

Mehr

Selektivität der Lösungsmittel in flüssigen Modellsystemen 1-Hexen Benzol Lösungsmittel. IL Selektivität der wasserhaltigen Lösungsmittel

Selektivität der Lösungsmittel in flüssigen Modellsystemen 1-Hexen Benzol Lösungsmittel. IL Selektivität der wasserhaltigen Lösungsmittel Selektivität der Lösungsmittel in flüssigen Modellsystemen 1-Hexen Benzol Lösungsmittel. IL Selektivität der wasserhaltigen Lösungsmittel J. DOJČANSKÝ und J. SUROVÝ Institut für Prozesse und Anlagen der

Mehr

Wasserstofferzeugung durch partielle katalytische Dehydrierung ausgewählter Komponenten von Kerosin

Wasserstofferzeugung durch partielle katalytische Dehydrierung ausgewählter Komponenten von Kerosin www.dlr.de Folie 1 Wasserstofferzeugung durch partielle katalytische Dehydrierung ausgewählter Komponenten von Kerosin K. Pearson, G. Kraaij, W.K. Yoong Jahrestreffen ProcessNet-Fachgruppe Energieverfahrenstechnik

Mehr

in die thermischen Tren nverfahren

in die thermischen Tren nverfahren Einfuhrung in die thermischen Tren nverfahren Trennung von Gas-, Dampf- und Flussigkeltsgemischen von Prof Dr.-Ing. Burkhard Lohrengel Oldenbourg Verlag Munchen Wien Inhalt Vorwort XI 1 1.1 1.2 1.3 2 2.1

Mehr

Masterstudiengang Chemie. Bericht zum Modul "Verfahrensentwicklung" Dynamic Simulation and Optimization of an Extractive Batch Distillation

Masterstudiengang Chemie. Bericht zum Modul Verfahrensentwicklung Dynamic Simulation and Optimization of an Extractive Batch Distillation Masterstudiengang Chemie Bericht zum Modul "Verfahrensentwicklung" Dynamic Simulation and Optimization of an Extractive Batch Distillation Separation of an Azeotropic Mixture of Acetone and Methanol with

Mehr

A 2.6 Wie ist die Zusammensetzung der Flüssigkeit und des Dampfes eines Stickstoff-Sauerstoff-Gemischs

A 2.6 Wie ist die Zusammensetzung der Flüssigkeit und des Dampfes eines Stickstoff-Sauerstoff-Gemischs A 2.1 Bei - 10 o C beträgt der Dampfdruck des Kohlendioxids 26,47 bar, die Dichte der Flüssigkeit 980,8 kg/m 3 und die Dichte des Dampfes 70,5 kg/m 3. Bei - 7,5 o C beträgt der Dampfdruck 28,44 bar. Man

Mehr

Phasengleichgewicht (Destillation)

Phasengleichgewicht (Destillation) Phasengleichgewicht (Destillation) Labor für Thermische Verfahrenstechnik bearbeitet von Prof. Dr.-Ing. habil. R. Geike 1. Grundlagen für das Phasengleichgewicht Damf - Flüssigkeit Die unterschiedliche

Mehr

LMPG1 ÜB1 Phasendiagramme & Dampfdruck Lösungen Seite 1 von 6

LMPG1 ÜB1 Phasendiagramme & Dampfdruck Lösungen Seite 1 von 6 LMPG1 ÜB1 Phasendiagramme & Dampfdruck Lösungen Seite 1 von 6 Aufgabe 1: Phasendiagramm reiner Stoffe. Die Abbildung zeigt das allgemeingültige Phasendiagramm reiner Stoffe. a) Beschriften Sie das Diagramm

Mehr

Grenzen der ph-messung in nichtwässrigen Lösungsmitteln

Grenzen der ph-messung in nichtwässrigen Lösungsmitteln Grenzen der ph-messung in nichtwässrigen Lösungsmitteln Relevanz der Übertragung der ph-messung auf nichtwässrige Systeme Die Anforderungen vor allem der Pharmaindustrie an die Durchführbarkeit und Genauigkeit

Mehr

Versuch 1.6/1: Benutzung des Wasserabscheiders zur Synthese von 2 (m Nitrophenyl) 1,3 dioxalan

Versuch 1.6/1: Benutzung des Wasserabscheiders zur Synthese von 2 (m Nitrophenyl) 1,3 dioxalan Endersch, Jonas 16.06.2008 Praktikum Allgemeine Chemie 2, Saal G1, Gruppe 3, Platz 53 Versuchsprotokoll Versuch 1.6/1: Benutzung des Wasserabscheiders zur Synthese von 2 (m Nitrophenyl) 1,3 dioxalan Reaktionsgleichung:

Mehr

IV T H E R M I S C H E V E R F A H R E N S T E C H N I K A G R U N D L A G E N

IV T H E R M I S C H E V E R F A H R E N S T E C H N I K A G R U N D L A G E N -IV A.1- IV T H E R M I S C H E V E R F A H R E N S T E C H N I K A G R U N D L A G E N 1 Einleitung Während heterogene Stoffgemische sich häufig durch mechanische Trennverfahren in ihre homogenen Phasen

Mehr

LMPG1 ÜB3-Lösungen Grundlagen der Destillation Seite 1 von 12

LMPG1 ÜB3-Lösungen Grundlagen der Destillation Seite 1 von 12 LMPG1 ÜB3-Lösungen Grundlagen der Destillation Seite 1 von 12 LMPG1 ÜB3-Lösungen Grundlagen der Destillation Seite 2 von 12 a. Nennen Sie eine Bedingung, damit eine Gleichstromdestillation zum Einsatz

Mehr

Alles was uns umgibt!

Alles was uns umgibt! Was ist Chemie? Womit befasst sich die Chemie? Die Chemie ist eine Naturwissenschaft, die sich mit der Materie (den Stoffen), ihren Eigenschaften und deren Umwandlung befasst Was ist Chemie? Was ist Materie?

Mehr

Fraktionierte Batchdestillation

Fraktionierte Batchdestillation Fraktionierte Batchdestillation Problemdarstellung & Lösungsprinzip Ein Dreistoffgemisch soll destillativ aufgetrennt werden. Die Inhaltsstoffe (Benzol, Toluol und O- Xylol) sollen danach annähernd als

Mehr

Ein großer Teil der Schadstoffe in

Ein großer Teil der Schadstoffe in Reinigung von industriellen Abwässern (Auf-)Lösung eines hoch - siedenden Problems Sulzer-Equipment kann Schadstoffe in großen Abwasserflüssen kosteneffizient abspalten. Abhängig von der Lage des Siedepunktes

Mehr

Thermische Verfahrenstechnik I. Prof. Dr.-Ing. B. Platzer Folie 1 University of Applied Sciences Kaiserslautern

Thermische Verfahrenstechnik I. Prof. Dr.-Ing. B. Platzer Folie 1 University of Applied Sciences Kaiserslautern Thermische Verfahrenstechnik I Prof. Dr.-Ing. B. Platzer Folie 1 Gliederung 1. Einführung 2. Thermodynamische h Grundlagen 3. Thermische Trennverfahren / Apparative Gestaltung 3.1 Destillation/Rektifikation

Mehr

Molekulare Modellierung und Simulation von Dampf-Flüssigkeits Gleichgewichten sicherheitsrelevanter Mischungen

Molekulare Modellierung und Simulation von Dampf-Flüssigkeits Gleichgewichten sicherheitsrelevanter Mischungen 1 Molekulare Modellierung und Simulation von Dampf-Flüssigkeits Gleichgewichten sicherheitsrelevanter Mischungen S. Miroshnichenko 1, T. Grützner 2, D. Staak 2, J. Vrabec 1 1 Lehrstuhl für Thermodynamik

Mehr

Ueber den Einfluss von Salz-Zusätzen auf das Phasengleichgewicht wässeriger Ameisensäure

Ueber den Einfluss von Salz-Zusätzen auf das Phasengleichgewicht wässeriger Ameisensäure Research Collection Doctoral Thesis Ueber den Einfluss von Salz-Zusätzen auf das Phasengleichgewicht wässeriger Ameisensäure Author(s): Johnsen, Bjarne Karth Publication Date: 1954 Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000089716

Mehr

Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade

Phasen, Komponenten, Freiheitsgrade Phasendiagramme Lernziele: Phasen, Komonenten, Freiheitsgrade Die Phasenregel Zweikomonentensysteme: Damfdruckdiagramme, Hebelgesetz Zweikomonentensysteme: Siedediagramme (die Destillation von Mischungen,

Mehr

9.1 Binäre Gemische: Dampfdruckkurven, Siedediagramme, Gleichgewichtskurven

9.1 Binäre Gemische: Dampfdruckkurven, Siedediagramme, Gleichgewichtskurven Professur für Anorganische Molekülchemie - Prof. Dr. J. Weigand Technische Chemie II Chemische Prozesskunde Aufgaben zu den Rechenübungen 9 Rektifikation 9.1 Binäre Gemische: Dampfdruckkurven, Siedediagramme,

Mehr

14 Destillation Grundlagen Destillation

14 Destillation Grundlagen Destillation 72 4 Destillation 4 Destillation 4. Grundlagen Mit dem wichtigen rennverfahren der Destillation (die entscheidende Modifikation der Destillation stellt dabei die Rektifikation dar) lässt sich aus einem

Mehr

Praktikum Physikalische Chemie II (C-3) Versuch Nr. 11

Praktikum Physikalische Chemie II (C-3) Versuch Nr. 11 Praktikum Physikalische Chemie II (C-3) Versuch Nr. 11 Bestimmung der Phasengleichgewichtskurve eines binären Systems Grundlagen Im Allgemeinen besitzt der Dampf über einer binären flüssigen Mischung eine

Mehr

8 Stevia qualitativ aus der Pflanze extrahieren

8 Stevia qualitativ aus der Pflanze extrahieren 8 Stevia qualitativ aus der Pflanze extrahieren 8.1 Vorwort Stevia ist der mit Abstand am teuersten Zuckerersatzstoff den wir untersucht haben, deshalb beschäftigte uns die Frage, wie der hohe Preis zu

Mehr

Versuch 9: Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung

Versuch 9: Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung 1 Versuch 9: Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung 1. Theorie und Aufgabenstellung Theorie und Methode Lösungen bestehen aus einem Lösungsmittel und dem darin gelösten Stoff. Das Lösemittel

Mehr

Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.)

Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.) Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.) Teil: Trenntechniken (Chromatographie, Elektrophorese) Dr. Martin Pabst Laboratory of Organic Chemistry HCI D323 martin.pabst@org.chem.ethz.ch http://www.analytik.ethz.ch/

Mehr

23. Mai 2000 Physikalisch-Chemisches Praktikum Versuch Nr. 11

23. Mai 2000 Physikalisch-Chemisches Praktikum Versuch Nr. 11 23. Mai 2000 Physikalisch-Chemisches Praktikum Versuch Nr. 11 Thema: Nernst scher Verteilungssatz Aufgabenstellung: 1. Ermittlung des Molekülzustandes der Benzoesäure in der Wasser- und in der Toluolphase

Mehr

8. Mehrkomponentensysteme. 8.1 Partielle molare Größen. Experiment 1 unter Umgebungsdruck p:

8. Mehrkomponentensysteme. 8.1 Partielle molare Größen. Experiment 1 unter Umgebungsdruck p: 8. Mehrkomponentensysteme 8.1 Partielle molare Größen Experiment 1 unter Umgebungsdruck p: Fügen wir einer Menge Wasser n mit Volumen V (molares Volumen v m =V/n) bei einer bestimmten Temperatur T eine

Mehr

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 3, Teil 3. Prof. Dr.-Ing. Heinz Pitsch

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 3, Teil 3. Prof. Dr.-Ing. Heinz Pitsch Thermodynamik I Sommersemester 2012 Kapitel 3, Teil 3 Prof. Dr.-Ing. Heinz Pitsch Kapitel 3, Teil 2: Übersicht 3 Energiebilanz 3.3 Bilanzgleichungen 3.3.1 Massebilanz 3.3.2 Energiebilanz und 1. Hauptsatz

Mehr

3.2 Thermodynamische Gleichgewichte in Mehrkomponentensystemen

3.2 Thermodynamische Gleichgewichte in Mehrkomponentensystemen Inhalt Kapitel 3 3.0-1 3. Mehrkomponentensysteme 3.1 Partielle molare Zustandsgrößen 3.2 Thermodynamische Gleichgewichte in Mehrkomponentensystemen Das Chemische Potential reiner Stoffe und von Stoffen

Mehr

Taschenbuch der Verfahrenstechnik Herausgegeben von Karl Schwister

Taschenbuch der Verfahrenstechnik Herausgegeben von Karl Schwister aschenbuch der Verfahrenstechnik Herausgegeben von Karl Schwister ISBN-: 3-446-458-9 ISBN-3: 978-3-446-458-9 Leseprobe Weitere Informationen oder Bestellungen unter http://www.hanser.de/978-3-446-458-9

Mehr

Kolligative Eigenschaften

Kolligative Eigenschaften Kolligative Eigenschaften Kolligative (lat. colligare, sammeln) Eigenschaften (in verdünnter Lösung): f(nzahl der eilchen des gelösten Stoffs) f(rt der eilchen des gelösten Stoffs) eispiel: Gefrierpunkt,

Mehr

Manfred Nitsche. Kolonnen-Fibel. Für die Praxis im chemischen Anlagenbau. Springer Vi eweg

Manfred Nitsche. Kolonnen-Fibel. Für die Praxis im chemischen Anlagenbau. Springer Vi eweg Manfred Nitsche KolonnenFibel Für die Praxis im chemischen Anlagenbau Springer Vi eweg 1 Planung von Destillations und Absorptionskolonnen 1 1.1 Planungshinweise 1 1.2 Mengenbilanz für die gegebene Aufgabenstellung

Mehr

Spezialfälle. BOYLE-MARIOTT`sches Gesetz p V = n R T bei T, n = konstant: p V = const. GAY-LUSSAC`sches Gesetz. bei V, n = konstant: p = const.

Spezialfälle. BOYLE-MARIOTT`sches Gesetz p V = n R T bei T, n = konstant: p V = const. GAY-LUSSAC`sches Gesetz. bei V, n = konstant: p = const. Spezialfälle BOYLE-MARIOTT`sches Gesetz p V = n R T bei T, n = konstant: p V = const. GAY-LUSSAC`sches Gesetz p V = n R T bei V, n = konstant: p = const. T Druck Druck V = const. Volumen T 2 T 1 Temperatur

Mehr

Anfahren, Betrieb und Bilanzierung mit einer Pilotrektikationsanlage in explosionsgeschützer Umgebung a

Anfahren, Betrieb und Bilanzierung mit einer Pilotrektikationsanlage in explosionsgeschützer Umgebung a Studiengang Chemie Prozess- und Verfahrenstechnik Praktikum FS11 Anfahren, Betrieb und Bilanzierung mit einer Pilotrektikationsanlage in explosionsgeschützer Umgebung a Fabian Deuber & Michael Edelmann

Mehr

Liebigkühler. Rundkolben Vorstoß. Becherglas

Liebigkühler. Rundkolben Vorstoß. Becherglas Die Destillation 1 1 Allgemeines Bei der Destillation werden Stoffe mit unterschiedlichen Siedetemperaturen durch Erhitzen voneinander getrennt. Aus Rotwein kann auf diese Weise der Alkohol (Ethanol, Sdp.

Mehr

Multiple-Choice Test. Alle Fragen können mit Hilfe der Versuchsanleitung richtig gelöst werden.

Multiple-Choice Test. Alle Fragen können mit Hilfe der Versuchsanleitung richtig gelöst werden. PCG-Grundpraktikum Versuch 1- Dampfdruckdiagramm Multiple-Choice Test Zu jedem Versuch im PCG wird ein Vorgespräch durchgeführt. Für den Versuch Dampfdruckdiagramm wird dieses Vorgespräch durch einen Multiple-Choice

Mehr

Physikalisches Anfaengerpraktikum. Zustandsgleichung idealer Gase und kritischer Punkt

Physikalisches Anfaengerpraktikum. Zustandsgleichung idealer Gase und kritischer Punkt Physikalisches Anfaengerpraktikum Zustandsgleichung idealer Gase und kritischer Punkt Ausarbeitung von Marcel Engelhardt & David Weisgerber (Gruppe 37) Freitag, 18. März 005 email: Marcel.Engelhardt@mytum.de

Mehr

Mischphasenthermodynamik Prüfung

Mischphasenthermodynamik Prüfung Institut für Energie- und Verfahrenstechnik Thermodynamik und Energietechnik Prof. Dr.-Ing. habil. Jadran Vrabec ThEt Mischphasenthermodynamik Prüfung 06. 03. 2017 Teil 1 : Fragenteil Gesamte Bearbeitungszeit

Mehr

Physikalische Chemie II

Physikalische Chemie II Prof.Dr.M.Bredol / FB01 Physikalische Chemie II Modulprüfung PC-II (Klausur) 16.3.2016 Name, Vorname Aufgabe 1 2 3 4 5 Punkte maximal 20 20 20 18 22 Erreichte Punktzahl Matrikel-Nr. Gesamtpunktzahl Note

Mehr

Übungen zur Vorlesung Physikalische Chemie I Lösungsvorschlag zu Blatt 7

Übungen zur Vorlesung Physikalische Chemie I Lösungsvorschlag zu Blatt 7 1. Aufgabe Die kyroskopische Konstante E k und die ebulloskopische Konstante E e werden wie folgt berechnet. E k Wasser = R T 2 schmelz M H schmelz = 8,31451 J 273,15 K 2 18,02 10 3 kg mol = 1,86 K kg

Mehr

! #!! % & ( )! ! +, +,# # !.. +, ) + + /) # %

! #!! % & ( )! ! +, +,# # !.. +, ) + + /) # % ! #! #!! % & ( )!! +, +,# #!.. +, ) + + /)!!.0. #+,)!## 2 +, ) + + 3 4 # )!#!! ), 5 # 6! # &!). ) # )!#! #, () # # ) #!# #. # ) 6 # ) )0 4 )) #, 7) 6!!. )0 +,!# +, 4 / 4, )!#!! ))# 0.(! & ( )!! 8 # ) #+,

Mehr

Studienbücherei. Grundpraktikum. von R Mitzner. Von einem Kollektiv unter Leitung. 3., überarbeitete Auflage. Mit 45 Abbildungen und 11 Tabellen

Studienbücherei. Grundpraktikum. von R Mitzner. Von einem Kollektiv unter Leitung. 3., überarbeitete Auflage. Mit 45 Abbildungen und 11 Tabellen Studienbücherei Physikalischchemisches Grundpraktikum Von einem Kollektiv unter Leitung von R Mitzner 3., überarbeitete Auflage Mit 45 Abbildungen und 11 Tabellen m VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften

Mehr

4. Freie Energie/Enthalpie & Gibbs Gleichungen

4. Freie Energie/Enthalpie & Gibbs Gleichungen 4. Freie Energie/Enthalpie & Gibbs Gleichungen 1. Eigenschaften der Materie in der Gasphase 2. Erster Hauptsatz: Arbeit und Wärme 3. Entropie und Zweiter Hauptsatz der hermodynamik 4. Freie Enthalpie G,

Mehr

Exercise(1!Solution(Proposal!

Exercise(1!Solution(Proposal! Exercise(1Solution(Proposal (a Gemischzusammensetzung zu Beginn # Mol Mol Fraction Xi CO CO2 1.333 H2 2.666 H2O ntot 3 zu Beginn enthaelt der Gemisch: CO2, H2 beim Gleichgewichtszustand enthaelt der Gemisch:

Mehr

Prozesstechnik-Übung Wintersemester Es ist das Phasendiagramm des Systems Naphthalin/Biphenyl durch thermische Analyse zu bestimmen.

Prozesstechnik-Übung Wintersemester Es ist das Phasendiagramm des Systems Naphthalin/Biphenyl durch thermische Analyse zu bestimmen. Prozesstechnik-Übung Wintersemester 2008-2009 Thermische Analyse 1 Versuchsziel Es ist das Phasendiagramm des Systems Naphthalin/Biphenyl durch thermische Analyse zu bestimmen. 2 Theoretische Grundlagen

Mehr

Azeotrope Rektifikation

Azeotrope Rektifikation Azeotrope Rektifikation Problemdarstellung & Lösungsprinzip Ethanol kann aus einem Ethanol-Wasser-Gemisch aufgrund eines Azeotrops nicht durch einfache Rektifikation gewonnen werden. Dazu stehen verschiedene

Mehr

Inhaltsverzeichnis Hinweise zur Benutzung Einführung in die Arbeits- und Denkweise Basis der Thermodynamik

Inhaltsverzeichnis Hinweise zur Benutzung Einführung in die Arbeits- und Denkweise Basis der Thermodynamik Inhaltsverzeichnis 1 Hinweise zur Benutzung... 1 1.1 Ausrichtung...... 1 1.2 Lernhilfen und -kontrollen...... 4 2 Einführung in die Arbeits- und Denkweise... 9 2.1 Zielsetzung...... 9 2.2 Wichtige physikalische

Mehr

Skript zur Vorlesung

Skript zur Vorlesung Skript zur Vorlesung 1. Wärmelehre 1.1. Temperatur Physikalische Grundeinheiten : Die Internationalen Basiseinheiten SI (frz. Système international d unités) 1. Wärmelehre 1.1. Temperatur Ein Maß für

Mehr

3.2 Thermodynamische Gleichgewichte in Mehrkomponentensystemen

3.2 Thermodynamische Gleichgewichte in Mehrkomponentensystemen Inhalt Kapitel 3 3.0-1 3. Mehrkomponentensysteme 3.1 Partielle molare Zustandsgrößen 3.2 Thermodynamische Gleichgewichte in Mehrkomponentensystemen Das Chemische Potential reiner Stoffe und von Stoffen

Mehr

Protokoll zum Versuch 4.2

Protokoll zum Versuch 4.2 Grundpraktikum Physikalische Chemie Studiengang: Chemie-Ingenieurwesen Technische Universität München SS 2003 Protokoll zum Versuch 4.2 Entmischungsgleichgewicht Gruppe 3 Kim Langbein Oliver Gobin 07 April

Mehr

Abschlussbericht an die Max-Buchner-Forschungsstiftung (MBFSt)

Abschlussbericht an die Max-Buchner-Forschungsstiftung (MBFSt) Abschlussbericht an die Max-Buchner-Forschungsstiftung (MBFSt) Kennziffer: 2453 Antragsteller: Anschrift: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Andrzej Górak Universität Dortmund, Fachbereich Bio- und Chemieingenieurwesen,

Mehr

Untersuchungen zum Einsatz alternativer

Untersuchungen zum Einsatz alternativer Prozesswissenschaften Untersuchungen zum Einsatz alternativer Waschmedien für die Rückgewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Kokereigasen vorgelegt von Diplom Ingenieur Diethmar Richter aus Bremen

Mehr

PC I Thermodynamik und Transportprozesse

PC I Thermodynamik und Transportprozesse 20.06.2006 15:19 1 PC I Thermodynamik und Transportprozesse Kapitel 5 20.06.2006 15:19 2 V. Lösungen und Mischungen Im Winter des Jahres 1729 setzte ich Bier, Wein, Essig und Salzwasser in großen offenen

Mehr

Integrierte Hochdruckverfahren Wintersemester 2017/2018

Integrierte Hochdruckverfahren Wintersemester 2017/2018 Integrierte Hochdruckverfahren Wintersemester 2017/2018 FAKULTÄT FÜR MASCHINENBAU Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Transportprozesse Prof. Dr.-Ing. Eckhard Weidner Dr. Sabine Kareth Gliederung der Vorlesung

Mehr

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 2, Teil 2. Prof. Dr. Ing. Heinz Pitsch

Thermodynamik I. Sommersemester 2012 Kapitel 2, Teil 2. Prof. Dr. Ing. Heinz Pitsch Thermodynamik I Sommersemester 2012 Kapitel 2, Teil 2 Prof. Dr. Ing. Heinz Pitsch Kapitel 2, Teil 2: Übersicht 2 Zustandsgrößen 2.3 Bestimmung von Zustandsgrößen 2.3.1 Bestimmung der Phase 2.3.2 Der Sättigungszustand

Mehr

Zustandsbeschreibungen

Zustandsbeschreibungen Aggregatzustände fest Kristall, geordnet Modifikationen Fernordnung flüssig teilgeordnet Fluktuationen Nahordnung gasförmig regellose Bewegung Unabhängigkeit ngigkeit (ideales Gas) Zustandsbeschreibung

Mehr

Exergie. Aufgabe 1: Berechnen Sie: a) die Eintrittstemperatur T Dampf,ein des gesättigten Dampfes, b) den Exergieverluststrom ĖV des Prozesses und

Exergie. Aufgabe 1: Berechnen Sie: a) die Eintrittstemperatur T Dampf,ein des gesättigten Dampfes, b) den Exergieverluststrom ĖV des Prozesses und Übung 1 Exergie Aufgabe 1: Flüssiges Wasser (15 C) wird durch Einmischen von Dampf in einer Mischkammer erwärmt. Das Wasser tritt mit einem Massenstrom von ṁ W asser = 1 kg/s in die Kammer ein, der Dampf

Mehr

Einführung in die Rektifikation mit CHEMCAD

Einführung in die Rektifikation mit CHEMCAD - - Einführung in die Rektifikation mit CHEMCAD Inhaltsverzeichnis. Dampfdruck, Zustandsgleichung, Fugazitätskoeffizient 2. Phasengleichgewicht nach Raoult, Dalton, Aktivitätskoeffizient 3. Rektifikation

Mehr

1. Wärmelehre 1.1. Temperatur. Physikalische Grundeinheiten : Die Internationalen Basiseinheiten SI (frz. Système international d unités)

1. Wärmelehre 1.1. Temperatur. Physikalische Grundeinheiten : Die Internationalen Basiseinheiten SI (frz. Système international d unités) 1. Wärmelehre 1.1. Temperatur Physikalische Grundeinheiten : Die Internationalen Basiseinheiten SI (frz. Système international d unités) 1. Wärmelehre 1.1. Temperatur Ein Maß für die Temperatur Prinzip

Mehr

Lösungsvorschlag zu Übung 11

Lösungsvorschlag zu Übung 11 PCI Thermodynamik G. Jeschke FS 2015 Lösungsvorschlag zu Übung 11 (Version vom 28.04.2015) Aufgabe 1 Alle Reaktionsgleichgewichte stellen sich bei 1000 K ein, damit sind alle Komponenten stets gasförmig.

Mehr

Mischen von Flüssigkeiten mit verschiedener Temperatur

Mischen von Flüssigkeiten mit verschiedener Temperatur V13 Thema: Wärme 1. Einleitung Ob bei der Regelung der Körpertemperatur, dem Heizen des Zimmers oder zahlreichen technischen Prozessen: Der Austausch von Wärme spielt eine wichtige Rolle. In diesem Versuch

Mehr

A 3 Dampfdruckkurve einer leichtflüchtigen Flüssigkeit

A 3 Dampfdruckkurve einer leichtflüchtigen Flüssigkeit Versuchsanleitungen zum Praktikum Physikalische Chemie für Anfänger 1 A 3 Dampfdruckkurve einer leichtflüchtigen Flüssigkeit Aufgabe: Es ist die Dampfdruckkurve einer leicht flüchtigen Flüssigkeit zu ermitteln

Mehr

Modell-Bibliothek Thermo-Fluidtechnik

Modell-Bibliothek Thermo-Fluidtechnik Modell-Bibliothek Thermo-Fluidtechnik Thermo-fluidtechnische Systeme und Komponenten können mit Hilfe der Bibliothek Thermo-Fluidtechnik sehr schnell und effektiv untersucht werden. Die Bibliothekselemente

Mehr

Klausur zur Vorlesung Thermodynamik

Klausur zur Vorlesung Thermodynamik Institut für Thermodynamik 23. August 2013 Technische Universität Braunschweig Prof. Dr. Jürgen Köhler Klausur zur Vorlesung Thermodynamik Für alle Aufgaben gilt: Der Rechen- bzw. Gedankengang muss stets

Mehr

-aus theoretischen Ansätzen - Approximationen

-aus theoretischen Ansätzen - Approximationen 2.3 Bestimmung von Zustandsgrößen Zustand wird bestimmt durch zwei unabhängige, intensive Zustandsgrößen Bestimmung anderer Zustandsgrößen aus Stoffmodellen Zustandsgleichungen Stoffmodelle aus - Experimenten

Mehr

Trennung eines Flüssigkeitsgemisches durch Destillation (Artikelnr.: P )

Trennung eines Flüssigkeitsgemisches durch Destillation (Artikelnr.: P ) Trennung eines Flüssigkeitsgemisches durch Destillation (Artikelnr.: P1132500) Lehrerinformation Einleitung Viele Stoffe liegen in der Natur als Stoffgemisch und nicht als Reinstoff vor. Da viele Stoffe

Mehr