The present work deals with the experimental investigation of the high-pressure polymerization of ethene on a laboratory scale. In the first, more technically oriented part, an existing polymerization miniplant is improved and an experimental methodology for kinetic experiments is introduced. This is validated in the further course of the work on two reaction steps: The kinetic investigation of the ethene-propene copolymerization and the quantification of the transfer activity of various hydrocarbons. In the first case, the reactivity ratios of both monomers will be analyzed using 13C NMR spectroscopy. In the latter case, the transfer constants of multiple alkanes and olefins will first be determined experimentally and subsequently by using a kinetic model in order to assess the plausibility of the data. Quantifying the impacts of temperature, pressure and the chemical structure of the considered hydrocarbons helps to generate kinetic data that can further be used to describe the high-pressure process.
Aktualisiert: 2021-09-30
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In der vorliegenden Arbeit wird der Foulingvorgang in der Hochdrucksynthese von Ethen untersucht. Es wird ein modellgestützter Aufklärungsansatz gewählt, da eine direkte Beobachtung während der Synthese aufgrund der harschen Temperatur- und Druckbedingungen nur sehr eingeschränkt möglich ist. Ziel der Arbeit ist es, ein besseres Verständnis über die Foulingmechanismen zu erlangen und geeignete Gegenmaßnahmen vorzustellen.
Dazu werden im ersten Schritt Proben aus verschiedenen Reaktorsystemen mittels Dreifachdetektions-GPC und NMR untersucht und vorhandenes Foulingmaterial hinsichtlich seiner Mikrostruktur charakterisiert. Im nächsten Schritt erfolgt die Modellierung der jeweiligen Systeme mit Berücksichtigung einer etwaigen Randschicht. Die Foulingbildung ergibt sich dabei als komplexer Vorgang unter Berücksichtigung der chemischen Kinetik, Thermodynamik, Fluiddynamik und Diffusion innerhalb der Randschicht.
Aktualisiert: 2020-01-21
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