Hoofdstuk 15: Industriële chemie
§1 Van grondstof tot product
Elk productieproces in de chemische industrie begint met experimenten in een laboratorium.
Chemici doen op de afdeling R&D onderzoek naar nieuwe productieprocessen. Daarna wordt het
productieproces opgeschaald in een proeffabriek en test men allerlei variabelen. Na verwerking
van de geven van de proeffabriek wordt de echte fabriek opgebouwd.
Om zo veel mogelijk producten per uur tegen zo laag mogelijke kosten te produceren, moet
gekozen worden voor de meest gunstige reactieomstandigheden. Daarbij zijn vooral temperatuur,
druk en een katalysator van belang:
● Temperatuur: elke reactie verloopt sneller bij een hogere temperatuur. Maar er zullen wel
meer veiligheidsmaatregelen genomen moeten worden en het kost meer energie, dus geld.
● Druk: als de druk stijgt, worden de concentraties van gassen groter waardoor alle reacties
sneller verlopen. De kans op explosies is wel groter, dus meer veiligheidsmaatregelen.
● Katalysator: verlaagt de activeringsenergie, hierdoor kan de reactie plaatsvinden bij lagere
temperatuur en/of druk, zonder dat de reactiesnelheid te laag wordt. Hierdoor kan veel
energie worden bespaard.
Elk productieproces kan vereenvoudigd worden weergeven in een blokschema. Elk blokje staat
voor een procesonderdeel (met eventueel omstandigheden) in de fabriek en bij de pijlen staan de
stoffen. Het hergebruik van niet-reageerde beginstoffen heet recirculatie, verhoogd de opbrengst.
Het is belangrijk voor het bedrijf en het milieu om een zo hoog mogelijke rendement te behalen.
Nevenreacties (ongewenste reacties), waarbij bijproducten ontstaan, verlagen het rendement.
𝑃𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡
● Rendement = 𝑇ℎ𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡
·100%.
Een hoog rendement betekent niet altijd dat het totale productieproces ook efficiënt is. De
atoomeconomie geeft daarom aan welk massapercentage van de beginstoffen volgens de reactie
verlijmen in het gewenste product terecht kan komen.
𝑚𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡
● Atoomeconomie = 𝑚𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
·100%.
Een hoger atoomeconomie betekent een groener proces door minder afval.
§2 Prodcutieprocessen
In elk proces doorlopen grondstoffen verschillende stadia tot eindproduct. Je hebt twee
verschillende productieprocessen: batchproces of als continu proces.
● Batchproces: flexibel proces dat vaak wordt toegepast bij kleine hoeveelheden (fijnchemie).
Bij een batchproces wordt een reactievat met de benodigde beginstoffen gevuld. Na afloop
van de reactie wordt het vat geleegd en wordt het reactiemengsel eventueel verder
verwerkt.
● Continuproces: gaat 24/7 door en er vindt constante aan- en afvoer van stoffen plaats. Het
wordt in de bulkchemie toegepast, waar heel grote hoeveelheden moeten worden
geproduceerd. Tijdens het productieproces worden de reactieomstandigheden zoals
temperatuur en druk continu gecontroleerd en (automatische) bijgestuurd.
Elke fabriek kent een massabalans: er gaat evenveel massa de fabriek in als er ook weer uitkomt.
§1 Van grondstof tot product
Elk productieproces in de chemische industrie begint met experimenten in een laboratorium.
Chemici doen op de afdeling R&D onderzoek naar nieuwe productieprocessen. Daarna wordt het
productieproces opgeschaald in een proeffabriek en test men allerlei variabelen. Na verwerking
van de geven van de proeffabriek wordt de echte fabriek opgebouwd.
Om zo veel mogelijk producten per uur tegen zo laag mogelijke kosten te produceren, moet
gekozen worden voor de meest gunstige reactieomstandigheden. Daarbij zijn vooral temperatuur,
druk en een katalysator van belang:
● Temperatuur: elke reactie verloopt sneller bij een hogere temperatuur. Maar er zullen wel
meer veiligheidsmaatregelen genomen moeten worden en het kost meer energie, dus geld.
● Druk: als de druk stijgt, worden de concentraties van gassen groter waardoor alle reacties
sneller verlopen. De kans op explosies is wel groter, dus meer veiligheidsmaatregelen.
● Katalysator: verlaagt de activeringsenergie, hierdoor kan de reactie plaatsvinden bij lagere
temperatuur en/of druk, zonder dat de reactiesnelheid te laag wordt. Hierdoor kan veel
energie worden bespaard.
Elk productieproces kan vereenvoudigd worden weergeven in een blokschema. Elk blokje staat
voor een procesonderdeel (met eventueel omstandigheden) in de fabriek en bij de pijlen staan de
stoffen. Het hergebruik van niet-reageerde beginstoffen heet recirculatie, verhoogd de opbrengst.
Het is belangrijk voor het bedrijf en het milieu om een zo hoog mogelijke rendement te behalen.
Nevenreacties (ongewenste reacties), waarbij bijproducten ontstaan, verlagen het rendement.
𝑃𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡
● Rendement = 𝑇ℎ𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡
·100%.
Een hoog rendement betekent niet altijd dat het totale productieproces ook efficiënt is. De
atoomeconomie geeft daarom aan welk massapercentage van de beginstoffen volgens de reactie
verlijmen in het gewenste product terecht kan komen.
𝑚𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡
● Atoomeconomie = 𝑚𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
·100%.
Een hoger atoomeconomie betekent een groener proces door minder afval.
§2 Prodcutieprocessen
In elk proces doorlopen grondstoffen verschillende stadia tot eindproduct. Je hebt twee
verschillende productieprocessen: batchproces of als continu proces.
● Batchproces: flexibel proces dat vaak wordt toegepast bij kleine hoeveelheden (fijnchemie).
Bij een batchproces wordt een reactievat met de benodigde beginstoffen gevuld. Na afloop
van de reactie wordt het vat geleegd en wordt het reactiemengsel eventueel verder
verwerkt.
● Continuproces: gaat 24/7 door en er vindt constante aan- en afvoer van stoffen plaats. Het
wordt in de bulkchemie toegepast, waar heel grote hoeveelheden moeten worden
geproduceerd. Tijdens het productieproces worden de reactieomstandigheden zoals
temperatuur en druk continu gecontroleerd en (automatische) bijgestuurd.
Elke fabriek kent een massabalans: er gaat evenveel massa de fabriek in als er ook weer uitkomt.
