Simulator für chemische Reaktionen

Unter der Bezeichnung Profiler wurde jetzt ein innovatives Software-Tool für die Simulation katalytisch reaktiver und konventioneller Trennprozesse entwickelt. Der Simulator beinhaltet eine Datenbank mit den Eigenschaften chemischer Elemente und arbeitet nach dem Prinzip der ratenbasierten Modellierung.

Das Studium der Reaktion eines chemischen Elements mit anderen chemischen Elementen ist in aller Regel eine schwierige Angelegenheit, die nicht nur Zeit und Geld kostet, sondern manchmal auch gefährliche Endprodukte hervorbringt. Noch komplizierter wird es, wenn zu berücksichtigen ist, dass Faktoren wie etwa die Temperatur, der Druck und die Konzentration der Elemente Veränderungen am Endprodukt und am Verhalten des Systems bewirken. Glücklicherweise lassen sich die leistungsstarken Computer- und Softwaresysteme von heute, die in einer Sekunde Millionen von Berechnungen durchführen können, in Kombination mit Simulationsmodellen für chemische Reaktionen nutzen, was die Forschungsarbeit vereinfacht und zu aussagefähigeren Ergebnissen führt.

Im Rahmen des Projekts INTINT wurde ein Software-Tool namens PROFILER entwickelt, das homogene und heterogene katalytisch reaktive Trennprozesse simuliert und dafür nicht nur die herkömmlichen Modelle für den Gleichgewichtszustand, sondern auch ratenbasierte Modelle nutzt. Im Vergleich zur traditionellen Gleichgewichtszustands-Simulation liefert die ratenbasierte Simulation höhere Genauigkeiten und eine bessere physikalische Relevanz, weil sie die tatsächlichen Raten des Massentransports, des Wärmetransports und der chemischen Reaktion berücksichtigt.

Mit dem neuen Simulator kann der Benutzer unterschiedliche Ergebnisse durch Verändern von Simulationsvariablen wie etwa der Bestandteilkonzentrationen, Temperaturen und Drücke sowie der Durchfluss- und Reaktionsraten studieren. Derartige Analysen lassen sich für den Entwurf, die Dimensionierung und die Optimierung von reaktiven Trennsäulen nutzen. Der Simulator beinhaltet und nutzt eine äußerst umfangreiche Datenbank mit chemisch-physikalischen Eigenschaften. Die Datenbank enthält Informationen über eine Vielzahl chemischer Elemente und Katalysatoren. Last not least verwendet der Simulator keine herkömmliche Schnittstelle, die sich an Reaktionsgleichungen orientiert, sondern er verfügt über eine grafische Benutzeroberfläche und damit über eine ausgesprochen bedienerfreundliche Betriebsumgebung.

PROFILER eignet sich für zahlreiche Anwendungen in Unternehmen der chemischen und pharmazeutischen Industrie, die bereit sind, sich bei der Entwicklung kundenspezifisch konfigurierter Trennsäulen eines innovativen Konzepts zu bedienen.

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Universität Dortmund
Dr. Eugen Kenig
44221 Dortmund
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