Verbesserung der Bedienbarkeit von Polymerisationsreaktoren
Das POLYPRO-Projekt hat sich auf die Verbesserung der Polyolefin-Eigenschaften und der Reaktorbedienbarkeit in Bezug auf die Verringerung von Kosten und Abfall konzentriert. Die Projektarbeit umfasste die Untersuchung der Rolle der Partikelmorphologie, Optimierung der Polymereigenschaften, Quantifizierung der thermodynamischen Effekte, Untersuchung der Rolle der Phasenwechsel bei der Polymerisierung und die Verbesserung des Prozessablaufs. Ein wichtiges Ergebnis des Projektes ist die Entwicklung eines Softwaremoduls für die zwei- und dreidimensionale und die Durchgangssimulation lokaler Mikro-Mischprozesse in Fließbett-Polymerisationsreaktoren. Die Software basiert auf CFD (Computational fluid dynamics) und der eulerschen Mehrphasentechniken für die Analyse komplexer Flüssigkeitsströme. Aufgrund der Vermischung und Polymerisierung wurden bei der Entwicklung der Software auch Masseneffekte sowie Wärme- und Speziesübertragung berücksichtigt. Durch den Einsatz modernster Modellierungsmethoden werden detaillierte Beschreibungen zeitlicher und räumlicher Merkmale für eine breite Palette von Variablen und Parametern zur Verfügung gestellt, die für die Polymerisierung entscheidend sind. So kann die Vorhersage des unmittelbaren Verhaltens, z. B. Instabilität und Durchschnittswerte, einfach dargestellt werden. Das Tool wurde mithilfe von Vergleichen der Vorhersagen mit den tatsächlichen Daten in industriellen Reaktoren und Testreaktoren mit Flüssigkeitsbett erfolgreich validiert. Die Betriebsbedingungen einschließlich Druck, Temperatur, Oberflächengeschwindigkeit und Dauer des Trägergases sowie Eigenschaften des Katalysators und die Geometrie des Reaktors haben Auswirkungen auf die Polymerprodukte. Neben der Polymerisierung kann das Tool die Entwicklung und Wartung von Reaktoren mit Fließbett für andere komplexe chemische Prozesse vereinfachen. Es werden Partner aus dem Netzwerk für computergestützte Prozessentwicklung für mögliche Ideen wie neue Industrieanwendungen und -anforderungen gesucht.
