Reaktionstechnik
Reaction Engineering

Die (chemische) Reaktionstechnik beschäftigt sich mit der Auslegung (Dimensionierung) chemischer Reaktoren.

Ziel ist die sicherste und effizienteste Herstellung eines Produktes bei

- hohem Umsatz (große Produktionsmengen) 

- hoher Selektivität (wenig Nebenprodukte) 

- hoher Ausbeute (wenig Verluste und keine Aufarbeitung)  bei minimalem Einsatz von Energie und Rohstoffen. 

Wichtige Methoden sind die Erhaltungssätze für Stoff, Energie und Impuls in chemisch reagierende Systeme. Anwendung findet die Reaktionstechnik vor allem in der chemischen Industrie aber auch in der Lebensmittel-, pharmazeutischen, Bio-, Mikro- und Nanotechnologie. 

Themen:

1. Einführung
2. Stöchiometrie
3. Chemisches Gleichgewicht
4. Heterogene und multiple Reaktionen
5. Materialbilanz
6. Chemische Kinetik
7. Komplexe Reaktionen
8. Heterogene Katalyse
9. Energiebilanz
10. Verweilzeit

am Beispiel von Satzreaktor, kontinuierlichem Rührkessel und idealem Strömungsrohr als idealiserten Archetypen chemsicher Reaktoren. Des Weiteren werden die Grundlagen im Umgang mit der Software MATLAB vermittelt.

Lernziele sind die Grundlagen der Reaktionstechnik, insbesondere die Berechnung von Material- und Energiebilanzen in unterschiedlichen Reaktorprototypen. Die Studierenden verstehen den Einfluß von Temperatur, Verweilzeit und heterogenen Katalysatoren auf die Reaktionsführung und können diese anwenden. Die Studierenden können geeignete experimentelle Methoden zur ihrer Untersuchung auswählen. Die Studierenden können mit Hilfe der Software MATLAB einfache Gleichungssystem und Differentialgleichungen lösen.

1. J. B. Rawlings and J. G. Eckert, Chemical Reactor Analysis and Design Fundamentals, Nob Hill 2002 (wird hauptsächlich verwendet)
2. M. Jakubith, Chemische Verfahrenstechnik, VCH 1991
3. O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, Wiley 1999 (zur Ergänzung)
4. H. S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall 2002 (zur Ergänzung)

Chemie, Mathematik (Algebra, Differentialgleichungen), Thermodynamik

Reaction engineering deals with the design (dimensioning) of chemical reactors.

The aim is to find the safest and most efficient production of a product with

- high turnover (large output)

- high selectivity (little byproducts)

- high yield (few losses and little additional processing)  with minimal consumption of energy and feedstock.

Important methods are the conservation laws of mass/moles, energy, and momentum to chemically reacting systems. Reaction engineering is applied especially in chemical but also in food- and pharmaceutical industry as well as in bio-, micro- and nanotechnology. 

Topics: 

1. Introduction 
2. Stoichiometry
3. Chemical equilibrium
4. Heterogeneous and multiple reactions
5. Mass/Mole balance
6. Chemical kinetics
7. Complex reactions
8. Heterogeneous catalysis
9. Energy balance
10. Residence time

using the example of a batch, continuously stirred-tank and plug flow reactor as idealized archetypes of chemical reactors. In addition, the basics of working with the MATLAB software are taught.

The students comprehend the fundamental of reaction engineering, especially balance of mass and energy for the different prototypes of chemical reactors. The students understand the influence of temperature, pressure, residence time and heterogeneous catalysts for managing reactions and are able to apply these. The students can select appropriate experimental methods to investigate chemical reactors. Using the MATLAB software, students can solve simple systems of equations and differential equations.

1. J. B. Rawlings and J. G. Eckert, Chemical Reactor Analysis and Design Fundamentals, Nob Hill 2002 (wird hauptsächlich verwendet)
2. M. Jakubith, Chemische Verfahrenstechnik, VCH 1991
3. O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, Wiley 1999 (zur Ergänzung)
4. H. S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall 2002 (zur Ergänzung)

Chemistry, Mathematics (algebra, differential equations), Thermodynamics