Horst Langemann

On a mathematical model for loop reactors—I. Residence time distribution, moments and eigenvalues

Abstract A general mathematical model for the description of the mixing behaviour of loop reactors is presented. It distinguishes the different mixing sections and considers the concentration profile caused by the recycle. The residence time distribution, the moments and the eigenvalues are evaluated and a method for the determination of the model parameters is sketched.

On a mathematical model for loop reactors—II. Estimation of parameters

Abstract Based on a model of loop reactors with sections of different mixing behaviour and on an approximation formula for its residence time distribution, a procedure is derived to determine the main model parameters, the mean circulation time, the circulation variance and the corresponding values of the individual sections. Finally the results of application of this procedure to RTD-measurements in a laboratory liquid jet loop reactor are presented.

Zur Kinetik der Isobutenhydratation in Schwefelsäure-Wasser—t-Butanollösungen

The reaction rate constants of the hydratization of isobutene in aqueous sulfuric acid—tert-butanol solutions can be correlated with theHammett acidity function. The activity energy depends on the concentration oftert-butanol. On the basis of the given correlation it is possible to extrapolate reaction rate constants beyond the kinetic regime of the isobutene hydratization.

Eigenschaften des Systems t-Butanol-H2O-H2SO4

Um die Aciditat von Saurelosungen zu beschreiben, ist der pH-Wert nur bis zu einer Saurekonzentration von 0,1 m geeignet. Zur Beschreibung der Saurestarke von hoher konzentrierten Saurelosungen hat sich neben anderen Methoden (EMK, Aktivitat des Wassers) die Hammett’sche Saurefunktion als nutzlich erwiesen.

Hydratation des Isobutens mit Hilfe von H2SO4 in verschiedenen Blasensäulenreaktoren

Da die Abtrennung des Isobutens von den anderen Butenen ein wichtiges technisches Problem darstellt, existieren daruber mehrere Patente. Die Hydratation des Isobutens mittels H2SO4 zur Abtrennung des Isobutens von anderen Butenen erfolgt nach dem Verfahren der Polymer Corporation (110), der BASF (111) und der CFR (112). Die Verfahren sind ausfuhrlich in mehreren Veroffentlichungen (113 – 117) beschrieben.

Reversible Reaktionen in Strömungsrohrreaktoren mit axialer Durchmischung

Es wird das Durchmischungs- oder Dispersionsmodell auf axial-durchmischte Reaktoren, in denen reversible Reaktionen stattfinden, angewandt. Fur die reversible Reaktion 1. Ordnung wird eine analytische Losung angegeben, die analog der fur die irreversible Reaktion 1. Ordnung ist. Fur die reversiblen Reaktionen hoherer Ordnung sind die Differentialgleichungen nichtlinear und werden numerisch gelost (Quasilinearisierung mit impliziten Differenzverfahren). Der Einflus der verschiedenen Parameter (Bodenstein-Zahl, Damkohler-Zahl, Stochiometrie, Uberschus) wird aus den berechneten Konzentrationsprofilen sichtbar. Die relative Lage der Profile zueinander last sich prinzipiell aus der Reaktionssenke der Differentialgleichung verstehen. Fur die haufig vorkommende Reaktion 2. Ordnung wird die Konzentration am Reaktorausgang in Abhangigkeit von den Damkohler-Zahlen graphisch dargestellt.