それならリューデスハイムまで行って翌朝寝坊を。

空港駅から１５分ごとに出るSバーン（３２～３７分）で終点のヴィースバーデンへ。フランクフルト中央発１７時５３分のには接続が間に合いませんが、次（最終）の１９時５３分のには、便が遅れても間に合います。ヴィースバーデン発は２０時２８分です。ただ、リューデスハイムには２１時着となります。まだ明るいので歩いて５～１５分にある多くのホテルまでは心配ないですが。夜のワイン酒場・レストラン街つぐみ横丁（楽しいです）へもホテルから５分ほどで行けるかと。

そうすれば、朝ゆっくり寝られます。ラインで泊るならライン下りの出発点であるリューデスハイムが最適です。ラインワイン造りで有名な町でホテル,YHが計数十軒もあります。

追伸。荷物について

多くの方が大きな荷物を持って観光船に乗っています。置く場所もあります。
ザンクトゴアールの港→駅もすぐなので大きなトランクくらい大丈夫です。ただ、列車に乗せるとき少し大変ですが。
荷物だけを考えると、フランク中央駅そばのホテル泊がいいかも知れません。中央駅に預けて、ピックアップして、そのままハイデルベルク行き列車に乗れます。

ライン下りはデッキチェアに寝そべり、ラインワインを口に左右のお城を眺めていればいいので、少しも疲れませんよ。

６時間以上もハイデルベルク散策ができるので、午後はそのまま、ハイデルベルクがいいと思いますが、ラインで１日を過ごすなら右岸のザンクトゴアルスハウゼンで下船してローレライの頂上へ、列車でコブレンツに出てバスでモーゼル川との合流点を見下ろす岩山の城砦、コブレンツから左岸を走る列車に乗り、バハラッハで下車。歩いて２０分のライン一望のお城のYHまで行くのがライン１日フルコースとなります。

この場合は荷物はフランクなどに預けていくことになります。