Pilotanlage für die Rohbenzolhydrierung als Lehrversuch für verfahrenstechnische Grundoperationen

Einführung

Die Pilotanlage für die Rohbenzolhydrierung als Lehrversuch ist ein fortschrittliches, mehrstufiges katalytisches Reaktionssystem, das speziell für Hochschullaboratorien entwickelt wurde. Sie bietet Studierenden der Ingenieur- und Chemiewissenschaften eine praxisnahe Umgebung zum Studium komplexer chemischer Synthesen, gas-flüssig-katalytischer Reaktionen und verfahrenstechnischer Prozesse unter Hochdruck. Anhand des repräsentativen Verfahrens der Rohbenzolhydrierung demonstriert diese Anlage, wie großtechnische chemische Synthese- und Reinigungsoperationen in einem sicheren Lehrumgebung durchgeführt, überwacht und gesteuert werden.

Um an unterschiedliche Laborflächen und Lehrplananforderungen angepasst zu werden, ist das System vollständig anpassbar. Sowohl die Hardware (wie Reaktorvolumina, Sensorkonfigurationen und physikalische Anordnung) als auch die Software (einschließlich Steuerschnittstellen, Datenprotokolle und Fernüberwachungsplattformen) können an die spezifischen Lehr- oder Forschungziele Ihrer Einrichtung angepasst werden.

Wichtige Lehrfunktionen und Vorteile

• Dreistufige Reaktortechnik: Verfügt über drei unabhängige, in Reihe geschaltete Reaktoren (einen Ent Sauerstoffungsreaktor, einen ersten Stufenreaktor und einen zweiten Stufenreaktor) aus hochwertigem 316L Edelstahl, der Drücke bis zu 10 MPa aushält. Diese Konfiguration ermöglicht es Studierenden, Zwischenumwandlungen, Katalysatoralterung und mehrstufige Kinetik zu analysieren.
• Duale Steuerung & Fernlehre: Unterstützt sowohl lokale als auch cloudbasierte duale Steuerung per Web-Konfiguration. Diese Fernüberwachungsfunktion ermöglicht Dozenten, hybride Kurse durchzuführen oder Fern-Datenerfassungsaufgaben zuzuweisen.
• Präzise Prozessinstrumentierung: Ausgestattet mit hochgenauen thermischen Masseflussmessern (0–1000 mL/min, ±0,5 % Genauigkeit) für die Wasserstoff- und Stickstoffsteuerung, wodurch Studierende Erfahrung mit präziser Materialbilanzierung und Durchflussregelung sammeln.
• KI-gesteuerte Temperaturregelung: Verwendet einen PID-Regelalgorithmus für hochgenaue Temperaturregelung. Er unterstützt programmierte Temperaturprofile, um transiente Zustände und Prozessdynamik zu demonstrieren.
• Umfassende Laborsicherheit: Gebaut mit mehreren industriellen Sicherheitsstufen, einschließlich Echtzeit-Wasserstoffleckerkennung mit automatischer Systemabschaltung, automatischen Verriegelungen bei Überhitzung und Überdruck sowie einer schützenden explosionsgeschützten Gehäuse aus 304 Edelstahl.

Details und Komponenten

Technische Spezifikationen und Lehrplanzuordnung

Die folgende Tabelle detailliert die technischen Parameter der Pilotanlage und ordnet sie direkt den Kernthemen der Ingenieurstudiengänge im Grundstudium zu:

Akademische Ausrichtung und Lehrbuchintegration

Diese Lehrpilotanlage wurde entwickelt, um die Lücke zwischen Theorie im Hörsaal und praktischer ingenieurwissenschaftlicher Praxis zu schließen. Die Anlage setzt die physikalischen Prinzipien und verfahrenstechnischen Grundoperationen um, die in zentralen Lehrbüchern für Chemie- und Verfahrenstechnikstudiengänge behandelt werden:

• Unit Operations of Chemical Engineering (Verfahrenstechnische Grundoperationen der Chemieingenieurwissenschaft): Die Pilotanlage dient als praktische Demonstration für Themen wie Gas-Flüssig-Stofftransport, Hydraulik von Festbettreaktoren, Wärmeübertragungskoeffizienten in beheizten Behältern und die Fluiddynamik von Hochdruckgastransport.
• Transport Processes and Unit Operations (Transportprozesse und verfahrenstechnische Grundoperationen): Studierende können simultane Massen- und Wärmetransportphänomene innerhalb der Katalysatorschichten visuell und quantitativ analysieren. Das System ermöglicht die Berechnung von Wärmeübertragungsraten während der exothermen Hydrierung und die Messung von Stofftransportwiderständen an Gas-Flüssig-Grenzflächen.
• Chemical Engineering Design (Auslegung in der Chemieingenieurwissenschaft): Das System bietet eine hervorragende Fallstudie für Konstruktionskurse im höheren Semester. Studierenden können das Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramm (P&ID) studieren, reale Prozesssicherheitskonfigurationen bewerten, Energie- und Materialbilanzen durchführen und die Auswahl von Prozesssteuerelementen wie PID-Regelkreisen, Regelventilen und Entlastungssystemen verstehen.

Hardware- und Softwareanpassung

In der Erkenntnis, dass jeder Universitätsbereich einzigartige Lehrplananforderungen und Platzbeschränkungen hat, wurde diese Anlage mit Flexibilität konzipiert. Wir bieten umfangreiche Anpassungsoptionen für Hardware und Software. Ob Ihr Labor alternative Reaktorlegierungen, angepasste Sensorbereiche, die Integration mit vorhandenen Campus-SCADA-Systemen oder benutzerdefinierte Software-Dashboards für spezifische Studentenversuche benötigt – unser Ingenieurteam kann die Pilotanlage an Ihre genauen Lehrspezifikationen anpassen.

Über LABPARK

LABPARK ist seit über 20 Jahren im Dienst der Hochschulbildung tätig und konzentriert sich auf die Lieferung von hochwertigen Labor- und Pilotanlagengeräten für ingenieur- und naturwissenschaftliche Disziplinen. Wir sind spezialisiert auf die Bereitstellung umfassender Lehranordnungen in sechs zentralen Bereichen: Chemie, Chemieingenieurwesen, Biologie, Lebensmittelingenieurwesen, Pharmazeutische Technik und Umwelttechnik.

Mit einem starken Fokus auf ingenieurwissenschaftliche Präzision und Innovation verfügt LABPARK über 209 Technologiepatente und hat erfolgreiche Partnerschaften mit über 289 Universitäten und Hochschulen weltweit aufgebaut. Unsere Geschäftstätigkeit wird von einem eigenen 49.000 Quadratmeter großen Produktions- und Forschungsstandort unterstützt, der sicherstellt, dass alle unsere Lehrpilotanlagen strengen Sicherheits-, Qualitäts- und pädagogischen Standards entsprechen.

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