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Unser Exponat: Ein Festbett-Rohrbündelreaktor

Der Fachbereich Chemie der Technischen Universität Darmstadt besitzt seit März 2018 ein Exponat in Form eines Festbett-Rohrbündelreaktors aus Edelstahl mit einem Gewicht von vier Tonnen. Der Reaktor ist ausgestellt vor dem Gebäude L204.

Wir danken der Firma BASF SE für die Schenkung des Reaktors, Herrn Prof. Herbert Vogel für die Gesamtorganisation des Projektes und den Dezernaten Bau- und Immobilienmanagement der TU Darmstadt für die Aufstellung des Reaktors.

Was ist ein Festbett-Rohrbündelreaktor?

Ein Festbett-Rohrbündelreaktor ist ein chemischer Reaktor für heterogen katalysierte Reaktionen, bei dem das Festbett sich in bis zu 10.000 parallel angeordneten Rohren befindet, die als Wärmetauscher zwischen dem mit Katalysator gefüllten Innenraum und dem Außenraum wirken. Das Festbett bildet eine feste Schüttung oder Packung eines Katalysators, der im Reaktionsrohr eingebaut ist.

Rohrbündelreaktoren werden für stark exotherme oder endotherme Reaktionen verwendet, bei denen für einen intensiven Wärmeaustausch gesorgt werden muss. Die freiwerdende Reaktionswärme wird an Kühlmittel (Wärmeträgerölen, Salzschmelzen, Wasser, etc.), das um die Rohre fließt, abgeführt. Trotz Kühlung ist die Umsetzung nicht isotherm und es treten starke Temperaturgradienten auf, die den Katalysator zerstören können. Deshalb ist eine sorgfältige Reaktionsführung in einem Rohrbündelreaktor unerlässlich. Die abgeführte Wärme wird in der Regel als Prozesswärme zurückgewonnen.

Typische Reaktionen sind die Maleinsäureanhydrid-Produktion über Buten- bzw. Butanoxidation, Ethylenoxidherstellung (Oxidation von Ethylen) und die Herstellung von Acrolein.