Anwendung der Deoxydehydratisierung für die stoffliche Nutzung von Nachwachsenden Rohstoffen

• Application of the deoxydehydration for the utilization of renewable resources

Sandbrink, Lennart; Palkovits, Regina (Thesis advisor); Liauw, Marcel (Thesis advisor)

Aachen (2016)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen, 2016

Kurzfassung

Die Anwendbarkeit der Deoxydehydratisierung (DODH) für die Umsetzung von Biomasse-basierten Substraten wurde in dieser Arbeit im Hinblick auf einen industriellen Einsatz dieser Reaktionsklasse untersucht. Als Alternative zu dem in der Literatur vorherrschenden geschlossenen Reaktionssystems wurde ein gasdurchströmter Reaktor identifiziert, der für homogene Rheniumkatalysatoren eine verbesserte Aktivität, Selektivität und Stabilität im Vergleich zum konventionellen System bietet. Anschließend wurden feste Trägerkatalysatoren auf Basis von Rhenium entwickelt und hinsichtlich Aktivität und Stabilität untersucht. Dabei zeigen Katalysatoren mit oxidischen Trägermaterialien vergleichbare Aktivitäten wie homogene Referenzen, durch den Einsatz von Aktivkohlen können die Aktivitäten sogar noch übertroffen werden. Durch einen postsynthetischen Reduktionsschritt kann die Stabilität der Katalysatoren verbessert werden. Die höchste Stabilität lieferte das Katalysatorsystem ReOx/TiO2, das über sieben konsekutive Katalysen konstante Aktivität und Selektivität lieferte. Im aktiven Katalysator liegt Rhenium im gemischten Verhältnis der Oxidationszustände von circa Re(0):Re(IV):Re(VII) = 1:1:2 vor. Die entwickelten heterogenen Katalysatoren wurden schließlich erstmalig in einem kontinuierlich betriebenen Festbettreaktor getestet. Im Gegensatz zum Satzbetrieb zeigte der Katalysator eine moderate Deaktivierung über lange Laufzeiten, was auf eine Kombination an verschiedenen Deaktivierungsmechanismen zurückgeführt werden konnte. Über Anpassungen der Reaktionsparameter konnte die Deaktivierung jedoch vermindert und die Effizienz im Vergleich zum Ausgangssystem damit vervierfacht werden.