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Grundoperationen

Die Grundoperationen der Technischen Chemie wie sie hier vorgestellt werden umfassen den Stoff- und Wärmetransport, die Rektifikation, die Extraktion und die Adsorption.

Im Kurs Regelung lernen Sie Grundlagen und Anwendungen der Regelung kennen. Dies beinhaltet die Erläuterung des Regelkreises, der technisch relevanten Regelstrecken und der verwendeten Regler. Die Bedeutung der Regelung wird an zwei Beispielen gezeigt. Der Kurs beinhaltet fernsteuerbare Experimente zur Regelung einer elektrischen Heizung und soll so der Festigung des erlernten Wissens dienen.

Regelung

Grundlagen Regelung Level 2100 min.

Behandelt werden die Definitionen und Begriffe der Regelungstechnik. Es werden der Regelkreis und die Regelstrecke erläutert. Die Reglerarten und Kriterien zur Wahl eines Reglers werden besprochen und ihre Anwendungen gezeigt.

Anwendungen Regelung Level 245 min.

Es werden typische Beispiele der Regelungstechnik dargestellt. Die Bedeutung der Regelungstechnik für verschiedenste technische Prozesse wird gezeigt.

Praktikum Regelung Level 250 min.

Im Lernmodul werden die theoretische Grundlagen der Regelung kurz behandelt. Der Aufbau und die Möglichkeiten der fernsteuerbaren Versuchsanlage zum Regelungsversuch (Temperaturregelung) werden erläutert. Es können verschiedene Regelungsversuche durchgeführt werden.

Vom Erdöl zum Produkt

Rohöl Level 145 min.

In der Lerneinheit wird die Erdölentstehung und die Nutzung des Erdöls in Historie und Gegenwart behandelt. Es wird detailliert auf die Förderung, die Zusammensetzung und die Klassifizierung des Rohöls eingegangen.

Erdöl-Aufarbeitung Level 245 min.

Diese Lerneinheit behandelt die Aufarbeitung des Erdöls. Dabei wird auf die grundlegenden Prozesse in einer Raffinerie eingangen: Destillation, Cracken, Reformieren, Entschwefeln.

Fischer-Tropsch-Synthese Level 2100 min.

Diese Lerneinheit beschreibt die Fischer-Tropsch-Synthese. Es werden die Produktbildung dieser Synthese und verschiedene Verfahren vorgestellt.

Einführung in die Herstellung von Ethylbenzol Level 110 min.

Diese Lerneinheit gibt einen kurzen Überblick über die Ethylbenzol-Herstellung. Es werden keine genauen Verfahren beschrieben.

Herstellung von Ethylbenzol durch Gasphasen-Alkylierung Level 230 min.

In dieser Lerneinheit wird die industrielle Herstellung von Ethylbenzol durch Gasphasen-Alkylierung veranschaulicht.

Synthese von Ethylbenzol durch Flüssigphasen-Alkylierung Level 245 min.

Diese Lerneinheit erläutert die großtechnische Herstellung von Ethylbenzol als Edukt für die Styrol-Herstellung.

Einführung in die technische Herstellung von Styrol Level 220 min.

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die Herstellung von Styrol auf Basis von Ethylbenzol.

Herstellung von Styrol durch katalytische Dehydrierung Level 245 min.

In dieser Lerneinheit wird die Herstellung von Styrol durch katalytische Dehydrierung von Ethylbenzol beschrieben.

Herstellung von Styrol durch indirekte Propenoxidation Level 210 min.

In dieser Lerneinheit wird die Herstellung von Styrol durch indirekte Propenoxidation beschrieben.

Vom Monomer zum Werkstoff - Styrol, das Chamäleon unter den Monomeren Level 120 min.

Hier werden die Eigenschaften von Styrol vorgestellt, die es als Monomer für Polymerisationen kennzeichnen.

Polystyrol Level 130 min.

Das Modul gibt einen Einblick in die Entdeckung und Verwendung von Polystyrol. Technische Herstellungverfahren von Polystyrol (PS) werden dargestellt.

Schlagzähes Polystyrol Level 130 min.

Das Modul beschreibt die Herstellung von schlagzähem Polystyrol in zwei Varianten.

Expandierbares Polystyrol Level 115 min.

Das Modul beschreibt Verfahren zur Herstellung von expandierbarem Polystyrol (EPS).

Weiterführendes Material

Mikroverkapselung Level 145 min.

Die Mikroverkapselung findet breite Anwendung bei zahlreichen industriellen Prozessen, z.B. in der Druckindustrie, der pharmazeutischen Industrie, der Biotechnologie oder der Agrarchemie. Viele mikroverkapselte Produkte sind zu Gebrauchsgegenständen des tägliches Lebens geworden, ohne dass man sich der faszinierenden Technik, die ihnen zugrunde liegt, bewusst ist. Diese Lerneinheit ist eine Einführung in die Herstellung von Mikrokapseln und ihre vielseitige Verwendung.

Stickstoff selbst gemacht – kosteneffizient und umweltfreundlich Level 130 min.

Bei mechanischen und thermischen Verfahren in der Industrie entstehen einerseits Stäube, andererseits werden bei der Reinigung Lösungsmittel verdampft. Das heißt es bestünde permanent Brand- und Explosionsgefahr - würde man nicht mit Stickstoff inertisieren.

Fehlende Lerneinheiten, automatisch eingefuegt.

AdsorbentienLevel 245 min.

In dieser Lerneinheit lernt der Student verschiedene Adsorbentien kennen. Es wird vermittelt, welche Arten von Adsorbentien es gibt, wie man die Oberfläche eines solchen Stoffes bestimmen kann und welche Parameter einen Einfluss auf die Trennung eines Stoffgemisches haben.

Anwendungen der AdsorptionLevel 245 min.

Diese Lerneinheit gibt dem Studenten einen Einblick in die technischen Anwendungen der Adsorption. Am Beispiel der Stickstoff-Sauerstoff-Trennung wird eine prinzipielle Lösung für eine verfahrenstechnische Fragestellung diskutiert.

Anwendungen zum Wärmetransport - EnergiesparhausLevel 160 min.

Im Lernmodul werden die theoretischen Grundlagen zum Wärmetransport vertieft. Es wird die Möglichkeit zur Fernsteuerung von Anlagen demonstriert, Online-Beobachtung und -Steuerung eines Energiesparhauses können durchgeführt werden.

Auslegung von TrennkolonnenLevel 345 min.

Ausgehend von den Besonderheiten der Stofftrennung mittels Rektifikation werden die Besonderheiten der Auslegung dargestellt. Dafür werden die verfahrenstypischen Größen unter Bezugnahme auf die thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten vorgestellt.

Grundlagen der AdsorptionLevel 145 min.

Diese Lerneinheit erläutert die physikalischen Grundlagen der Adsorption.

Grundlagen WärmetransportLevel 245 min.

Diese Lerneinheit gibt eine Einführung in das Thema Wärmetransport und erläutert kurz die Begriffe und Mechanismen, die beim Wärmetransport eine Rolle spielen.

Kohlendioxid-CaptureLevel 245 min.

Der CCS-Prozess (Carbon Capture and Storage, deutsch: Kohlenstoffabscheidung und -lagerung) dient dazu, einen Großteil des entstehenden Kohlendioxids aus Prozessabgasen abzufangen und zu speichern, damit es nicht in die Atmosphäre gelangt und zu einem Fortschreiten des Klimawandels beiträgt.

Kompaktkurs Adsorption

Im Kurs werden die Grundbegriffe und Vorgänge bei der Adsorption behandelt sowie technisch bedeutsame Adsorbentien besprochen. Das Material beinhaltet außerdem verschiedene Verfahren zur Stoffrennung und -reinigung mittels Adsorption. Im Praktikumsteil kann ein fernsteuerbarer Versuch zur adsorptiven Trennung eines Stickstoff/Methan-Gemisches durchgeführt werden, der zur Festigung des erlernten Wissens beitragen soll.

Kompaktkurs Rektifikation

Im Kurs lernen Sie die wesentlichsten Aspekte zur Rektifikation kennen. Neben der Beschreibung der Phasengleichgewichte und der Grundlagen zur Auslegung von Trennkolonnen, wird der Aufbau von technischen Trennkolonnen beschrieben. Es werden verschiedene Rektifikationsverfahren vorgestellt, mit denen auch schwierige Trennprobleme gelöst werden können.

Kompaktkurs Wärmetransport

Im Kurs lernen Sie die wichtigsten Vorgänge beim Wärmetransport kennen. Es wird detailliert auf die Arten des Wärmetransportes eingegangen. Hiervon ausgehend werden technische Wärmeübertrager vorgestellt und deren Auslegung gezeigt. Der Kurs beinhaltet fernsteuerbare Versuche zur Wärmeübertragung mittels Doppelrohrwärmeübertrager, die der Festigung des erlernten Wissens dienen.

Methanol zu OlefinenLevel 230 min.

Eine steigende Nachfrage nach Ethen und Propen sowie ein steigender Rohölpreis haben in den letzten Jahrzehnten dazu geführt, dass die Umwandlung von Methanol in höherwertige Produkte einen Aufschwung erlebt hat.

Methanol zu WasserstoffLevel 245 min.

Waren bislang fast ausschließlich die fossilen Energieträger wie Erdöl, Erdgas und Kohle unsere primäre Energiequelle, werden in Zukunft die so genannten erneuerbaren Energien Biomasse, Windkraft und Solarenergie eine zunehmend wichtige Rolle spielen. Wasserstoff ist ein Energieträger der aus erneuerbaren Energien, z.B. Biomasse oder aus elektrischem Strom durch das Verfahren der Elektrolyse hergestellt werden kann. Deshalb werden auch Verfahren erforscht, die Wasserstoff in Form von flüssigen chemischen Energieträgern speichern.

Praktikum Adsorption (Methan bei 1200 hPa)Level 260 min.

Im Material werden die Grundbegriffe und Vorgänge der Adsorption behandelt. Es dient zur Vor- und Nachbereitung des Praktikums Adsorption sowie zur Durchführung von Adsorptionsversuchen an einem fernsteuerbaren Versuchsstand.

Praktikum RektifikationLevel 290 min.

Im Lernmodul werden die theoretischen Grundlagen der Rektifikation aufgefrischt. Die Praktikumsanlage zur Rektifikation wird dargestellt. Die angebotenen Lerninhalte dienen insbesondere der Vor- und Nachbereitung des Praktikums Rektifikation.

Praktikum Wärmetransport (Einfluss Strömungsverhalten)Level 250 min.

Im Material werden die theoretischen Grundlagen zum Wärmetransport aufgefrischt und wesentliche technische Wärmeübertrager behandelt. Weiterhin dient es zur Vor- und Nachbereitung des Praktikums Wärmetransport sowie zur Durchführung von Wärmetransportversuchen an einem ferngesteuerten Versuchsstand.

Rektifikation: Funktion und Aufbau von RektifikationsanlagenLevel 245 min.

Ausgehend von den Besonderheiten der Stofftrennung mittels Rektifikation, werden die Besonderheiten der Prozessführung dargestellt. Dafür werden die verfahrenstypischen Größen unter Bezugnahme auf die thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten vorgestellt. Anhand mehrerer typischer Beispiele werden die Apparaturen für die Gestaltung der technischen Prozesse behandelt.

RektifikationsverfahrenLevel 345 min.

Die Rektifikation ist ein sehr häufig angewendetes Trennverfahren. Neben den einfachen Trennverfahren, bei denen ein Gemisch in einer oder mehreren Kolonnen getrennt wird, gibt es auch eine große Anzahl an Verfahren, die für spezielle Trennprobleme, z.B. ungünstige Trennverfahren, eingesetzt werden.

Stoff- und Wärmetransport

Zum Inhalt der Trajektorie Stoff- und Wärmetransport: Im Kapitel "Stoff- und Wärmetransport" werden die verschiedenen Transporterscheinungen zusammenfassend dargestellt. Die Kapitel "Grundlagen Wärmetransport", "Wärmeleitung", "Wärmekonvektion", "Wärmestrahlung" und "Energetische Stoffgrößen" befassen sich detailliert mit den Wärmetransportvorgängen sowie den benötigten Stoffgrößen. Das Kapitel "Beispiel 1: Wärmetransport" vertieft den Sachverhalt Wärmetransport anhand der Beobachtung und Steuerung eines Energiesparhauses. Das Kapitel "Beispiel 2: Wärmetransport" behandelt die Temperaturkontrolle bei Polymerisationsreaktionen und das Kapitel "Beispiel 3: Wärmetransport" zeigt Aspekte der Wärmedämmung mit geschäumten Polystyrol. Die Kapitel "Stofftransport: Diffusion" und "Stofftransport: Membranen" befassen sich wiederum mit Stofftransportvorgängen.

Versuch 1a: Adsorption von Methan bei 1200 hPaLevel 160 min.

In dieser Lerneinheit führen Sie die Adsorption von Methan aus einem Methan / Stickstoffgemisch bei einem Systemdruck von 1200 hPa durch. Der Versuch findet an einer online-steuerbaren Versuchsanlage statt.

Versuch 1b: Adsorption von Methan bei 8000 hPaLevel 160 min.

In dieser Lerneinheit führen Sie die Adsortion von Methan aus einem Methan / Stickstoffgemisch bei einem Systemdruck von 8000 hPa durch. Der Versuch findet an einer Online steuerbaren Versuchsanlage statt.

Versuch 1c: Adsorption von Kohlendioxid bei 1200 hPaLevel 160 min.

In dieser Lerneinheit führen Sie die Adsorption von Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid / Stickstoffgemisch bei einem Systemdruck von 1200 hPa durch. Der Versuch findet an einer Online steuerbaren Versuchsanlage statt.

Versuch 1d: Adsorption von Kohlendioxid bei 8000 hPaLevel 160 min.

In dieser Lerneinheit führen Sie die Adsortion von Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid / Stickstoffgemisch bei einem Systemdruck von 8000 hPa durch. Der Versuch findet an einer Online steuerbaren Versuchsanlage statt.

Versuch 2: Adsorption eines MehrkomponentengemischesLevel 280 min.

In dieser Lerneinheit führen Sie eine Mehrkomponentenadsorption von Methan und Kohlendioxid aus einem Gemisch beider Gase mit Stickstoff bei Systemdrücken von 1200 hPa oder 8000 hPa durch. Der Versuch findet an einer online-steuerbaren Versuchsanlage statt.

Versuch 3: DruckwechseladsorptionLevel 4100 min.

In dieser Lerneinheit führen Sie die Druckwechseladsorption zur Trennung von Methan und Kohlenstoffdioxid an Aktivkohle an einer online-gesteuerten Versuchsanlage durch.

WärmeaustauschLevel 360 min.

Die Lerneinheit behandelt den Wärmeaustausch und zeigt, wie industrielle Wärmeübertrager ausgelegt werden.

WärmedehnungLevel 460 min.

In dieser Lerneinheit wird der Einfluss der Wärmedehnung beschrieben.

WärmedurchgangLevel 360 min.

Diese Lerneinheit behandelt den Wärmedurchgang durch ebene Wände und insbesondere den in der industriellen Anwendung wichtigen Wärmedurchgang durch Rohrwände.

Wärmeleitung durch WändeLevel 230 min.

Diese Lerneinheit behandelt die Wärmeleitung durch ebene einschichtige und ebene mehrschichtige Wände sowie die Wärmeleitung durch zylindrische einschichtige und zylindrische mehrschichtige Wände.

Wärmetransport durch StrahlungLevel 360 min.

Diese Lerneinheit zeigt, wie Wärme durch Strahlung übertragen werden kann.

Wärmeübergang (Wärmetransport durch Konvektion)Level 290 min.

Diese Lerneinheit behandelt den konvektiven Wärmetransport (Wärmeübergang). Dabei wird auch auf dimesionslose Kenngrößen wie die Prandtl-Zahl eingegangen.