Masterarbeit: Prozessentwicklung und vergleichende Analyse von zwei innovativen Herstellungsverfahren von Olefinen aus erneuerbarem Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid
Forschungszentrum Jülich

Masterarbeit: Prozessentwicklung und vergleichende Analyse von zwei innovativen Herstellungsverfahren von Olefinen aus erneuerbarem Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid

  • PhD / Postdoc / Thesis (From 25 to 36 months)
  • Jülich (Germany)
  • Published on September 14 2021
Masterarbeit: Prozessentwicklung und vergleichende Analyse von zwei innovativen Herstellungsverfahren von Olefinen aus erneuerbarem Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid

Bearbeitungsdauer: 6 Monate

Hintergrund
Olefine stellen einen wichtigen Baustein in der chemischen Industrie dar und gewinnen vor dem Hintergrund der Energiewende und der damit verbundenen Defossilisierung auch zunehmend an Relevanz in der Herstellung erneuerbarer Kraftstoffe. Neben der herkömmlichen Herstellung auf fossiler Basis und der industriell etablierten Herstellung auf der Basis von Methanol existieren weitere Verfahren, Olefine auf Basis von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid herzustellen. Der Wasserstoff wird dabei durch eine vorgeschaltete Elektrolyse bereitgestellt und das Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft abgetrennt. Mit Hilfe einer umgekehrten Wassergas-Shift-Reaktion (rWGS) wird ein synthesefähiges Gasgemisch erzeugt, welches für die beiden Verfahren zur Olefinsynthese benötigt wird. Zwei mögliche Herstellungsverfahren zur Olefinsynthese aus dem erzeugten Gasgemisch stellen die Hochtemperatur-Fischer-Tropsch-Synthese (HTFT) und die Mixed-Alcohol-Synthesis (MAS) dar. Im Falle Letzterer wird noch ein weiterer Schritt nachgeschaltet, in dem die erzeugten Alkohole zu Olefinen dehydriert werden.

Das IEK-14 beschäftigt sich seit Jahren mit der Herstellung synthetischer Kraftstoffe und verfügt somit über ausgesprochene Expertise und Erfahrung auf diesem Gebiet. In diesem Kontext stellen die beiden vorgestellten Herstellungsverfahren (HTFT, MAS) relevante Bausteine für die Her-stellung von Olefinen in einem übergeordneten Gesamtkontext dar.

Aufgabenbeschreibung

Ziel dieser Masterarbeit ist die Erstellung von Modellen für die zuvor beschriebenen Teilprozesse. Konkret umfasst dies folgende Arbeitsschritte:

  • Umfangreiche Literaturrecherche zur Prozessmodellierung und kinetischen Modellierung relevanter Reaktionsnetzwerke
  • Erstellung einer Prozesssimulation in der weit verbreiteten Software Aspen Plus®
  • Vergleichende Bewertung der modellierten Prozesse
  • Optimierung hinsichtlich Produktqualität und Ökonomie
Anforderungen

  • Gute Studienleistungen in der Verfahrenstechnik, Energietechnik, Maschinenbau oder einem vergleichbaren Studiengang
  • Interesse an Prozesssimulationen und ökonomischer Bewertung von Prozessen
  • Hohes Maß an Selbstständigkeit und eine strukturierte Arbeitsweise
Unser Angebot

  • Eine vielseitige, hochmotivierte Arbeitsgruppe innerhalb einer der größten Forschungsein-richtungen Europas
  • Intensive Betreuung der Arbeit vor Ort und Online
  • Möglichkeit große Teile der Arbeit im Homeoffice zu erstellen
  • Möglichkeit der Erlernung der relevanten Software Aspen Plus® als Qualifikation für das spätere Berufsleben
  • Die Masterarbeit wird teilweise vergütet
Ansprechpartner:
Nils Beltermann (M. Sc.)
Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK)
IEK-14: Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kraftstoffsynthese und Systemtechnik
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

E-Mail: [email protected]
Telefon: +49 2461 61-5322

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