Chemische Verfahrenstechnik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 5.0 vom 07.05.2019

11B0067

Chemical reaction engineering

• Energie-, Umwelt- und Verfahrenstechnik (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)
• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)

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Die Chemische Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit der Durchführung chemischer Reaktionen im technischen Maßstab sowie mit der Berechnung und Auslegung der dafür erforderlichen Reaktoren. Sie stellt damit das Bindeglied zwischen der Chemie und den Ingenieurwissenschaften dar. In dieser Lehrveranstaltung werden, aufbauend auf der Stöchiometrie, der Thermodynamik und der Kinetik chemischer Reaktionen, die Idealreaktoren vorgestellt und die Unterscheidungsmerkmale vermittelt. Des Weiteren wird auf die Verweilzeitverteilung sowie auf Modelle zur Beschreibung von Realreaktoren eingegangen.

1. Einführung in die Grundbegriffe der chemischen Verfahrenstechnik
2. Grundlagen chemischer Reaktionen (Stöchiometrie, Thermodynamik, Kinetik)
3. Modellierung idealer Reaktoren unter deren Verschaltung bei isothermer Betriebsweise
4. Modellierung idealer Reaktoren bei nicht-isothermer Betriebsweise
5. Grundlagen zur experimentelle Bestimmung der Verweilzeit
6. Verweilzeitverhalten von idealen und realen Reaktoren
7. Vorstellung von Modellen zur Beschreibung realer Reaktoren

Wissensverbreiterung
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, kennen die technisch wichtigen Reaktortypen für die Umsetzung einfacher Reaktionssysteme und können auf Grundlage der Eigenschaften einer chemischen Reaktion und unter Berücksichtigung von Stoff- und Energiebilanzen Idealreaktoren sowohl einzeln als auch in verschiedenen Verschaltungen bilanzieren und sind in der Lage, für einfache Parallel- und Folgeraktionen den am besten geeigneten Reaktor auswählen und die optimalen Betriebsbedingungen des Reaktors zu berechnen. Sie können experimentelle Daten zur Verweilzeitmessung auswerten und auf einfache Modelle zur Beschreibung realer Reaktoren anwenden.
Wissensvertiefung
Die Studierenden sind in der Lage, die grundlegende Vorgehensweise sowohl zur Auswahl als auch zur Berechnung der Betriebsparameter chemischer Reaktoren anzuwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage, Informationen über die chemische Prozessführung und über die hiefür eingesetzten Reaktoren zu recherchieren und zu bewerten.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden können über die Eigenschaften chemischer Reaktoren und deren Einsatz fachkompetent mit Vertretern anderer Disziplinen, u.a. aus dem Bereich der Chemie und des Maschinenbaus, diskutieren.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, verfügen über Kenntnisse, die es ihnen erlauben, Fragestellungen zur chemischen Verfahrenstechnik zu beantworten und das Erlernte auch methodisch weiter zu entwickeln.

Vorlesung und Übungen

Kenntnisse der Differential- und Integralrechnung, Chemie, Thermodynamik, Bilanzierung

von Frieling, Petra

von Frieling, Petra

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1 Skript zur Vorlesung Chemische Verfahrenstechnik
2 Levenspiel O., Chemical reaction engineering, Wiley & Sons Inc., New York (1999)
3 Baerns M., Hofmann H., Renken A.; Chemische Reaktionstechnik, Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1992)
4 Fitzer E., Fritz W.; Technische Chemie: Einführung in die chemische Reaktionstechnik, Springer Verlag, Berlin (1995)
5 Müller-Erlwein E., Chemische Reaktionstechnik, B. Teubner Verlag, Stuttgart (1992)
6 Hagen, J., Chemiereaktoren: Auslegung und Simulation, Wiley-VCH, Weinheim (2004)

• Klausur 2-stündig
• Mündliche Prüfung

Klausur mit Berechnungsaufgaben und Fragenteil, alternativ mündliche Prüfung

Kenntnisse zur Stöchiometrie, Thermodynamik und Kinetik chemischer Reaktionen; Kenntnisse zur Auswahl und Berechnung von Reaktoren und Reaktorkombinationen bei isothermer und nicht-isothermer Reaktionsführung, Kenntnisse der Verweilzeitbestimmung und des Verweilzeitverhaltens idealer und realer Reaktoren.

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch