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EKATO

Hydrierung

Hocheffizienter Stoffübergang und zuverlässiger Wärmetransport

Hydrierungen sind häufig anzutreffende Reaktionen mit Wasserstoff als Reaktionspartner. Es handelt sich in der Regel um heterogen katalysierte Reaktionen, bei denen gasförmiger Wasserstoff bei hohem Reaktionsdruck in Lösung gebracht werden muss.

Das Rührsystem hat in erster Linie die folgenden Aufgaben:

  • Intensivierung des Stoffübergang des Wasserstoffs von der Gas- in die Flüssigphase
  • Abfuhr der Reaktionswärme durch Anströmen der Wärmetauscher im Reaktor
  • Suspendieren des Katalysator
  • Homogenisieren des Reaktorinhalts
  • Vermeiden von Konzentrations- und Temperaturunterschiede
Da fast alle Hydrierreaktionen unter stoffübergangslimitierten Bedingungen ablaufen, erlaubt der EKATO Hydrierreaktor, ausgestattet mit der einzigartigen EKATO Kombibegasung und einem leistungsstarken Kühlsystem erhöhte Stoffumsätze und damit höhere Raum-Zeit-Ausbeuten bei meist verbesserter Produktqualität.

EKATO ist seit über 85 Jahren auf dem Gebiet der Hydrierung tätig und bietet mit mehr als 500 aktiven Referenzen ein umfangreiches Produkt- und Serviceportfolio rund um die Hydrierung – von Versuchen im EKATO-F&E-Technikum, dem daraus abgeleiteten Scale-Up bis hin zu Anlagenkomponenten und schlüsselfertigen Hydrieranlagen.

Ein Hersteller von Spezialchemikalien für die Farbenindustrie konnte durch Versuche in dem Hydriertechnikum bei EKATO in Schopfheim feststellen, dass es möglich ist, die Katalysatorbeladung von 2,5% auf 1,0% und die Reaktionszeit von vier auf zwei Stunden zu reduzieren, wenn die Dispergierung des Wasserstoffs und die Kühlleistung des Reaktors verbessert werden. Der anschließende Umbau des existierenden Hydrierreaktors wurde von EKATO verfahrenstechnisch und mechanisch geplant und durchgeführt. Kernelemente des Umbaus war eine Umrüstung des Reaktors mit 2 m3 Nutzvolumen auf die einzigartige EKATO Kombibegasung, sowie eine Optimierung des existierenden Kühlsystems. Bei 1200 Ansätzen pro Jahr konnten jährlich 3.600 kg eines Pd/C Katalysators gespart werden, was Einsparungen in der Höhe von ca. 400.000,00 Euro pro Jahr zur Folge hatte.

Erfolgreiche Optimierung eines Hydrierreaktors gemeinsam mit EKATO

  • jährliche Einsparung von 3.600 kg Pd/C Katalysator
  • Einsparung von ca. 400.000€ pro Jahr
Die vorqualifizierten Module unserer neuen Hydrieranlage wurden noch am Tag der Ankunft installiert und wir haben noch im selben Monat mit der Produktion begonnen.
Hydrierung ist ein häufig vorkommender Syntheseschritt in der pharmazeutischen Wirkstoffproduktion. Erfolgsfaktoren in dieser Branche sind die schnelle Markteinführung neuer Substanzen, maximale Effizienz und größtmögliche Flexibilität in der Produktion. Ein europäischer Wirkstoffhersteller konnte gemeinsam mit EKATO seine Investition in eine neue Hydrieranlage mit einer Projektlaufzeit von weniger als 12 Monaten vom Konzept bis zur Inbetriebnahme realisieren und gewann so den entscheidenden Marktvorteil: Die schnellstmögliche Produktionsaufnahme (""time-to-market""). Die Anlage wurde vollständig von EKATO geplant, gefertigt und getestet und umfasst vier funktionsfähige Anlagenmodule (Skids), die vor Ort in ein von EKATO konzipiertes Gebäude eingebracht wurden. EKATO vereint durch modulare Anlagenkonzepte die Planung, Fertigung und Montage der Anlagenmodule unter einem Dach und setzt so seine Fähigkeiten und Ressourcen als Lieferant schlüsselfertiger Anlagen optimal ein.

Sorbitol ist ein Zuckeralkohol, der durch die Hydrierung von Glukose gewonnen wird. Zuckeralkohole finden Verwendung als Zuckeraustauschstoff in der Lebensmittelindustrie und sind darüber hinaus wichtige Grundstoffe für zahlreiche andere Anwendungen und Märkte.
Um beste Produktqualität bei steigenden Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit sicherzustellen, hat EKATO umfangreiche Entwicklungsstudien durchgeführt, um die Hydrierung von Zuckern zu Zuckeralkoholen wie z.B. Sorbitol, Xylitol und Mannitol zu analysieren und zu optimieren. Ziel dieser Entwicklungsstudien war es, die Raum-Zeit-Ausbeute zu erhöhen, den Gehalt verbleibender reduzierender Zucker zu minimieren, die Bildung von Gluconsäure zu unterdrücken und die Lebensdauer des Katalysators zu verbessern.
Auf Basis dieser umfangreichen Untersuchungen wurde eine neue, optimierte Standard-Baureihe an Hydrierreaktoren für die Herstellung von Zuckeralkoholen mit Füllvolumina von bis zu 88 m3 entwickelt. Neben der verfahrenstechnischen Optimierung, wurde die neue Reaktorbaureihe mittels FEM untersucht, um das Versagen von Reaktoreinbauten unter zyklischen Belastungen auszuschließen.

Wettbewerbsfähigste Hydrierungstechnologie für Polyolderivate:

  • Hochleistungs-Reaktortechnologie
  • Robuste und zuverlässige Ausrüstung
  • Geringe Investitionskosten
  • Geringe Betriebskosten
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Modal Analyse von Rohrschlangen Die Auswirkungen von Anregefrequenzen auf z.B. Rohrschlangen können mittels FEA berechnet und dargestellt und das Design optimiert werden.

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