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Fakultät BCI
Experimentelle Arbeit

Intensivierung von Carbonylierungsreaktionen in wässrigen Mehrphasensystemen

Studiengang: CIW / BIW / Chemie

Beschreibung:

Obwohl homogene Übergangsmetallkatalysatoren häufig mit vielen Stärken aufwarten, werden die
meisten großtechnischen Verfahren aufgrund der leichteren Abtrennung heterogen katalysiert. Da
ein Recycling der teuren Übergangsmetalle für die Nachhaltigkeit der Prozesse unabdingbar ist, ist
die Entwicklung effizienter Abtrennungs- und Recyclekonzepte der homogenen Katalysatoren
gefordert.
Während die Immobilisierung in Mehrphasensystemen einen vielversprechenden Ansatz darstellt,
gehen mit ihr auch verschiedene Herausforderungen (z.B. Stofftransportlimitation) einher. Im
Rahmen dieser Arbeit soll die Umsetzung von Verbesserungsstrategien zur Durchführung von
homogenkatalysierten Carbonylierungsreaktionen (vgl. Abb. 1) in wässrigen Mehrphasensystemen
untersucht und optimiert werden.

Reaktion: Hydroaminomethylation: R-C-C=C ->(+CO/H2+cat.;Hydroformylation) R-C-C-C=O ->(+NHR2/H2+cat.) R-C-C-C-C-NR2 + H2O
Abb. 1: Reaktionsschemata verschiedener Carbonylierungsreaktionen

Der erste Ansatz ist hierbei die Verbesserung der Durchmischung und damit einhergehend die Vergrößerung der Phasengrenzfläche durch die
Reaktionsdurchführung im innovativen Jetloop- Reaktor (vgl. Abb. 2). Im Anderen werden Cyclodextrine als Phasentransfervermittler eingesetzt,
um die Kontaktierung des Katalysators mit Substratmolekülen an der Phasengrenzfläche zu verbessern.

Aufgaben:

  • Durchführung von Reaktionen im Druck- und Jetloopreaktor

  • Optimierung von Reaktionsparametern

  • Übertragung auf den kontinuierlichen Miniplantbetrieb

Start:

Oktober 2021

Kontakt:

Thomas Roth
G1 - Room 5.13

+49 231 / 755-4335

Sie finden diesen Hinweis auch auf Deutsch in Moodle unter moodle.tu-dortmund.de/course/view.php

Schematic Representation of a Jetloop Reactor: Oben einfließend: Gas, Substrat, Recycle; unten: ausströmend: Produkt, Recycle, Im Jetloop: Zirkulationsstrom
Abb. 2: Schematische Darstellung eines Jetloop- Reaktors