• Entwicklung und Optimierung neuer energieeffizienter Absorbtionsverfahren für die Synthesegasreinigung in der chemischen Industrie

In der chemischen Industrie fallen in großem Umfang gasförmige Ströme an, aus denen so genannte Sauergase (insbesondere CO2) abgetrennt werden müssen. Die für diese Trennaufgabe eingesetzten Absorptionsverfahren haben einen hohen Energiebedarf und tragen wesentlich zum Gesamtenergiebedarf der chemischen Industrie bei. Für substantielle Verbesserungen dieser Verfahren müssen sowohl eine neue Generation von Absorbentien mit überlegenem Eigenschaftsprofil, als auch innovative verfahrenstechnische Prozessentwürfe gefunden werden, die auf die neuen Absorbentien zugeschnitten sind. Einige speziell für das Projekt synthetisierte Amine bieten vielversprechende Stoffeigenschaften zur Abtrennung von Sauergasen. Im Vergleich zum Stand der Technik zeichnen sich die Komponenten durch größere Sauergashübe, geringe Absorptionsenthalpien, ein geringeres Korrosionspotenzial und eine gute chemische Stabilität aus.

Das Ziel des Projektes ist es, dieses Potenzial für die industrielle Praxis zu erschließen. Mit den Industriepartnern Evonik Industries AG und ThyssenKrupp Industrial Solutions werden neue Absorbentien für die Reinigung von CO2 aus Synthesegas untersucht und bewertet. Ausgehend davon werden für die als vielversprechend bewerteten Absorbentien die physikalischen und thermodynamischen Stoffgrößen bestimmt und in ein thermodynamisches Modell integriert. Das Modell soll in einen Prozesssimulator implementiert werden, wodurch die Optimierung und Bewertung des neuen Absorptionsprozesses ermöglicht wird. Für eine Überprüfung des Modells können die aus der Simulation generierten Prozessdaten mit Messwerten aus Versuchen in einer Pilotanlage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden.

Laufende studentische Arbeiten:

• keine

Betreute studentische Arbeiten:

• Bachelorarbeit: Untersuchung des Zweiphasendruckverlustmodells von Beggs & Brill
• Studienarbeit: Physikalisch-chemische Stoffeigenschaften von wässrigen Aminlösungen für die Reaktivabsorption von Kohlendioxid
• Bachelorarbeit: Screening neuer Aminmischungen für die Abtrennung von CO2 aus Synthesegas mittels Reaktivabsorption
• Masterarbeit: NMR spektroskopische Untersuchung der Carbamatbildung eines Amins in kohlendioxidhaltigen wässrigen Lösungen
• RISE Projekt: Investigation on the kinetics of carbamate formations in CO2 loaded aqueous amine solutions using pH-measurement and NMR spectroscopy
• Forschungsarbeit: NMR spektroskopische Untersuchung der Carbamat- und Carbonatbildung von den Aminen EvA02, EvA03 und EvA07 in kohlendioxidhaltigen wässrigen Lösungen
• RISE Projekt: From titration curves to temperature dependent dissociation constants of weak multiple bases
• RISE Projekt: Amine based CO2 absorption: Investigation of EvA24 by quantitative NMR spectroscopy
• Forschungsarbeit: Weiterentwicklung und Test einer Doppelrührzelle zur Messung der Kinetik von Absorptionsprozessen
• Masterarbeit: Inbetriebnahme einer neuen Apparatur zur Untersuchung von Flüssig-flüssig Gleichgewichten in Mehrkomponentensystemen mit quantitativer NMR Spektroskopie
• Forschungsarbeit: NMR spektroskopische Untersuchung der Carbamat- und Carbonatbildung von den Aminen EvA06, EvA31 und EvA36 in kohlendioxidhaltigen wässrigen Lösungen
• Bachelorarbeit: Entwicklung eines thermodynamischen Modells zur Beschreibung des Dampf-Flüssigkeits Gleichgewichts im System EvA34, H2O, CO2

Ich bin ständig auf der Suche nach laborerfahrenen Studenten für die Messung von Stoffdaten im Labor. Bei Interesse einfach per Email anschreiben oder in meinem Büro vorbei kommen.

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B. Willy, R. Schneider, J. Rolker, I. Muhammad, M. Neumann, R. Steglich, H. Hasse, E. von Harbou, E. Kessler, D. Vasiliu, L. Ninni Schäfer: Deutsches Patent: DE102016204929 - Absorptionsmedium, Verfahren und Vorrichtung zur Absorption saurer Gase aus Gasmischungen,  28.09.2017

E.Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, I. Muhammad, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Structure-Property Relationships for New Amines for Reactive CO2 absorption, Chemical Engineering Transactions 69 (2018) 109-114. DOI: 10.3303/CET1869019

R. Behrens, E. Kessler, K. Münnemann, H. Hasse, E. von Harbou: Monoalkylcarbonate formation in the system monoethanolamine-water-carbon dioxide, Fluid Phase Equilibria 486 (2019) 98-105. DOI: 10.1016/j.fluid.2018.12.031

E. Kessler: Calculation of single and two phase flow through a safety valve including the inlet and outlet line by using "user added modules": ChemCAD user meeting, Berlin, 13.09.2013

E. Kessler: An Introduction in multi-criteria optimization of chemical process design by navigation on pareto sets: ChemCAD user meeting, Berlin, 19.09.2014

E. Kessler, R. Schneider, M. Irfan, B. Willy, A. Yazdani, D. Vasiliu, L. Ninni Schäfer, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Screening neuer Amine zur energieeffizienten CO2 Absorption aus Synthesegas: ProcessNet Jahrestreffen Fluidverfahrenstechnik, Köln, 08.-10.03.2017

E. Kessler, R. Schneider, M. Irfan, B. Willy, A. Yazdani, D. Vasiliu, L. Ninni Schäfer, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Screening new amines for energy efficient absorption of CO2 from synthesis gas: European Symposium on Applied Thermodynamics, Bukarest, Rumänien, 18.-21.05.2017

E. von Harbou, R. Behrens, E. Kessler, H. Hasse: Quantitative NMR Spectroscopic Study of Highly Diluted Key Components in Complex Reactive Mixtures: Aqueous Amine Solutions Loaded with CO2: Small Molecule NMR Conference, Baveno, Italien, 17.-20.09.2017.

E. Kessler, R. Schneider, M. Irfan, B. Willy, A. Yazdani, D. Vasiliu, L. Ninni Schäfer, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Screening new amines for energy efficient absorption of CO2 from synthesis gas: World Congress of Chemical Engineering, Barcelona, Spanien, 01.-05.10.2017

E. Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, M. Irfan, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Structure-property-relationships for new amines for reactive CO2 absorption: AICHE Spring Meeting, Orlando, USA, 22.-26.04.2018

E. Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, M. Irfan, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Structure-property-relationships for the design of amines for the reactive CO2 absorption: European Symposium on Applied Thermodynamics, Prague, Czech Republic, 10.-13.06.2018

E. Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, M. Irfan, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Structure-Property Relationships for New Amines for Reactive CO2 Absorption: Distillation and Absorption, Florence, Italy, 16.-19.09.2018

D. J. Holland, Y. Matviychuk, E. Steimers, E. Kessler, E. von Harbou: Quantitative NMR using a quantum mechanical spectral model: Quantitative NMR Methods for Reaction and Process Monitoring 2019, Kaiserslautern, 30-31.01.2019

E. Kessler, R. Schneider, M. Irfan, B. Willy, A. Yazdani, D. Vasiliu, L. Ninni Schäfer, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Screening neuer Amine zur energieeffizienten CO2 Absorption aus Synthesegas: ProcessNet Thermodynamik Kolloquium 2016, Kaiserslautern, 05-07.10.2016

E. Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, M. Irfan, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Investigation on carbamate formation in new amine based solvents for syngas purification by quantitative NMR spectroscopy: Quantitative NMR Methods for Reaction and Process Monitoring 2017, Kaiserslautern, 19-20.01.2017

E. Kessler, R. Schneider, M. Irfan, B. Willy, A. Yazdani, D. Vasiliu, L. Ninni Schäfer, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Screening neuer Amine zur energieeffizienten CO2 Absorption aus Prozessgasen: ProcessNet Jahrestreffen Gasreinigung 2017, Frankfurt, 21-22.03.2017

E. Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, M. Irfan, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Investigation on carbamate formation equilibria in new amine based solvents for syngas purification by quantitative NMR spectroscopy: ProcessNet Jahrestreffen Reaktionstechnik 2017, Würzburg, 22-24.05.2017

E. Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, M. Irfan, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Structure-property-relationship for amine based CO2 absorption by quantitative NMR spectroscopy: Small Molecules Are Still Hot (SMASH) NMR Conference 2017, Baveno, Italien, 17-20.09.2017

E. Kessler, L. Ninni Schäfer, B. Willy, R. Schneider, M. Irfan, J. Rolker, E. von Harbou, H. Hasse: Structure-property-relationships of amines for CO2 absorption: ProcessNet Thermodynamik Kolloquium 2017, Dresden, 27-29.09.2017

Y. Matviychuk, E. Steimers, E. Kessler, E. von Harbou, K. Münnemann, D.J. Holland: Assessment of Uncertainty in Quantification with Benchtop NMR using Bayesian Analysis: Small Molecules Are Still Hot (SMASH) NMR Conference 2018, Philadelphia, USA, 16-19.09.2018

Y. Matviychuk, E. Steimers, E. Kessler, E. von Harbou, K. Münnemann, D.J. Holland: Accurate Uncertainty Estimation in Model-Based qNMR: Quantitative NMR Methods for Reaction and Process Monitoring 2019, Kaiserslautern, 30-31.01.2019

10/2006 - 12/2012

Studium der Verfahrenstechnik an der Universität Stuttgart mit den Vertiefungen Chemisch/Thermische Verfahrenstechnik sowie Apparate- und Anlagentechnik (Abschluss M.Sc.)

01/2013 - 05/2014

Projektingenieur für Verfahrenstechnik und Anlagensicherheit bei der IBH Engineering GmbH in Ludwigshafen am Rhein

seit 06/2014

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD), Technische Universität Kaiserslautern

01/2018 - 04/2018

Forschungsaufenthalt am Chemical and Process Engineering Departement der University of Canterbury in Christchurch, Neuseeland