Anwendung numerischer Verfahren in der Trenntechnik (WPF)5 ECTS
(Prüfungsordnungsmodul: Anwendung numerischer Verfahren in der Trenntechnik)

Lectures:

• • Anwendung numerischer Verfahren in der Trenntechnik
    (Vorlesung, 3 SWS, Christian Lockemann et al., (Vorlesung/ Übung 9:00-12:00 Uhr): 14.04; 28.04.; 12.05.; 19.05.; 26.05.; 02.06; 16.06. Prüfung: 23.06 CIP-Pool in der Konrad-Zuse Straße 3-5)

Inhalt:

A) Grundlagen: Material- und Energiebilanzen, Probleme bei der numerischen Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme, Parameterschätzung durch Regression. Beispiele: Ethanol/Wasser-Destillation, Dampferzeugung, Bestimmung kinetischer Konstanten aus Konzentrations-Zeit-Verläufen. B) Einführung in das Simulationsprogramm Aspen Plus: Stoffdatenbanken und Abschätzung von Stoffdaten (Phasengleichgewichte von Reinstoffen und Mischungen, thermophysikalische Stoffdaten, Auswahl von Stoffdatenmodellen). Beispiele: Ethanol/Benzol, 1-Buten/MTBE/Methanol, Methan/Kohlendioxid/Schwefelwasserstoff, Ethanol/Wasser, Behandlung nicht-konventioneller Komponenten, Feststoffe und Elektrolyte. C) Modelle für thermische Grundoperationen: Wärmetauscher, Rektifikationskolonnen (Shortcut-Methoden, Boden zu Boden-Berechnung), Absorber/Stripper-Kolonnen, Extraktionskolonnen. D) Modelle für chemische Reaktoren: Stöchiometrie/Ausbeute, Reaktionsgleichgewicht, kinetische Reaktormodelle (Rührkessel, Strömungsrohr). E) Modelle für Mischer, Separatoren, Pumpen und Verdichter. F) Prozeßsynthese. Beispiel: Methanol aus Erdgas. G) Dynamische Verfahrenssimulation mit Aspen Dynamics: Einführung, Schnittstelle zu Aspen Plus. Beispiele: Scale-up eines Batch-Reaktors, Regelstrategien für Rektifikationskolonnen.

Lernziele und Kompetenzen:

Lernziele:
· Übertragung der theoretischen Grundlagen (Thermodynamik, Trenntechnik, Reaktionstechnik) in die praktische Verfahrensauslegung (Destillationskolonnen, Reaktoren)
· Einfluß von Stoffdaten und thermodynamischen Modellen auf die Verfahrensauslegung
· Verständnis für die Bedeutung von stationärer Simulation (Auslegung kontinuierlicher Prozesse) und von dynamischer Simulation (Batch-Prozesse, transiente Vorgänge)
· Anwendung regeltechnischer Grundsätze auf verfahrenstechnische Prozesse (am Beispiel Regelstrategien für Destillationskolonnen)

Kompetenzen:
· Exemplarisches Arbeiten mit moderner verfahrenstechnischer Simulations-Software
· Beurteilung geeigneter Ansätze (thermodynamische Modelle, Unit Operations, Reaktionskinetik, Regelstrategie) zur spezifikationsgerechten Auslegung von Prozessen

Bemerkung:

Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science): ab 1. Semester
   (Po-Vers. 2008 | Ergänzungsmodule | Anwendung numerischer Verfahren in der Trenntechnik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Anwendung numerischer Verfahren in der Trenntechnik (Prüfungsnummer: 43311)

Studienleistung, Studienleistung, unbenotet

Erstablegung: SS 2014, 1. Wdh.: WS 2014/2015, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Wolfgang Arlt