14.1 Chemische productieprocessen (14, 15, 19)
Elk proces kan vereenvoudigd worden weergegeven in een processchema/blokschema. In elk
blok wordt de procesnaam van weergegeven en soms worden ook de reactieomstandigheden
hierin vermeld (temperatuur, druk, katalysator). De stofstromen worden met pijlen aangegeven,
terwijl boven of onder de pijlen de stoffen in woorden of formules staan. Als niet-gereageerde
beginstoffen elders weer in het proces worden ingevoerd, is dat recirculatie (T38B).
Er zijn 2 soorten reactieprocessen: batchproces en continuproces. Een batchproces wordt
toegepast bij kleinere hoeveelheden, een continuproces bij grotere hoeveelheden vloeistoffen of
gassen die continu moeten worden verwerkt.
Batchproces: het reactievat wordt gesloten en met de benodigde grondstoffen gevuld. Na de reactie
wordt het geleegd en het reactiemengsel verder verwerkt. Het geleegde vat wordt gereinigd en
opnieuw gebruikt, waarna het proces zich herhaalt. Een batchproces wordt vooral gebruikt in de
fijnchemie, waarbij kleinere hoeveelheden onder nauwkeurig bepaalde omstandigheden moeten
worden gemaakt. Het is minder geschikt voor sterk exotherme reacties, omdat de vrijkomende
warmte niet goed kan worden afgevoerd. Het is wel geschikt voor langzamere reacties, omdat de
verblijftijd hoog kan zijn.
Continuproces: wordt vooral gebruikt in de bulkchemie, waarbij grotere hoeveelheden
geproduceerd moeten worden en waarbij de zuiverheid van de stoffen en nauwkeurigheid van de
procesomstandigheden minder van belang zijn. Een continuproces gaat 24/7 door en er is constante
aan- en afvoer van stoffen. Voor vloeistoffen wordt vaak een continu geroerde tankreactor gebruikt
(CSTR) en voor gassen een buisreactor. Een installatie voor een continuproces is vaak voor één
proces bruikbaar, omdat tijdens de doorvoer van de reactanten de procesinstellingen voor een
bepaald proces op elkaar moeten zijn afgestemd.
Grondstoffen moeten vaak worden voorbewerkt om ze bruikbaar te maken als beginstof. Het
zuiveren en vergroten van de verdelingsgraad (fijnmalen) van de grondstof is belangrijk. Ook spelen
reactieomstandigheden als temperatuur, druk en aanwezigheid van een katalysator een belangrijke
rol bij de reactie. Een katalysator kan de insteltijd van een evenwicht sterk verkorten. De ligging
van het evenwicht blijft ongewijzigd. Katalysatoren zijn vaak metalen als platina, palladium en
rhodium. Ook kan met katalysator vaak energie bespaard worden, want de druk en temperatuur
kunnen omlaag. Katalysatoren kunnen als heterogene of homogene katalysatoren aanwezig zijn.
14.2 Energievoorziening
Voor elk proces geldt dat de energie die ene proces ingaat er ook weer uitkomt. Om die energie te
berekenen, moet ook de chemische energie van de in- en uitgaande stoffen berekend worden. Met
de dikte van de pijlen kan de hoeveelheid aangegeven worden (afbeelding 10). Overtollige hete
stoom onder druk is vaak goed te gebruiken om bijv. een compressor aan te drijven:
warmtekrachtkoppeling.
Om de warmte-energie uit een exotherm proces in een endotherme te gebruiken, wordt deze
overgebracht met een warmtewisselaar. Hierin stromen in 2 buizen 2 vloeistoffen tegengesteld
aan elkaar langs elkaar, waardoor er max. warmteoverdracht is. Het contactopp. tussen de buizen is
zo groot mogelijk gemaakt.
Een multifuel vergassercentrale is veel schoner, omdat deze vóór verbranding de verontreinigingen
uit de brandstof haalt.
14.3 Principes van de groene chemie
Groene chemie houdt in dat er in de chemische industrie wordt gekeken naar hoe nadelige
invloeden op mens en omgeving op korte en lange termijn kunnen worden geminimaliseerd. In
T97F staan de 12 uitgangspunten (ook T37H).
Elk productieproces heeft een massabalans: alle massa die een proces ingaat, is gelijk aan de
massa die het proces verlaat.
Vaak wordt in de chemische industrie gekozen voor een productieproces dat het hoogste
rendement heeft. Zo kan van elke reactiestap het rendement (T37H+97F) berekend worden
praktische opbrengst
volgens: rendement = ∙ 100%. De praktische opbrengst is de hoeveelheid
theoretische opbrengst
stof die in de praktijk wordt gevormd. De theoretische opbrengst is de hoeveelheid stof die, in
dezelfde eenheid, volgens de reactievergelijking theoretisch kan worden gevormd indien deze
reactie aflopend zou zijn. Elke stap levert een bepaald rendement op.
Een reactie met een hoog rendement wordt vaak toegepast in de chemische industrie. Om de
hoeveelheid afval zo klein mogelijk te houden, moet je ervoor zorgen dat zo veel mogelijk atomen
Elk proces kan vereenvoudigd worden weergegeven in een processchema/blokschema. In elk
blok wordt de procesnaam van weergegeven en soms worden ook de reactieomstandigheden
hierin vermeld (temperatuur, druk, katalysator). De stofstromen worden met pijlen aangegeven,
terwijl boven of onder de pijlen de stoffen in woorden of formules staan. Als niet-gereageerde
beginstoffen elders weer in het proces worden ingevoerd, is dat recirculatie (T38B).
Er zijn 2 soorten reactieprocessen: batchproces en continuproces. Een batchproces wordt
toegepast bij kleinere hoeveelheden, een continuproces bij grotere hoeveelheden vloeistoffen of
gassen die continu moeten worden verwerkt.
Batchproces: het reactievat wordt gesloten en met de benodigde grondstoffen gevuld. Na de reactie
wordt het geleegd en het reactiemengsel verder verwerkt. Het geleegde vat wordt gereinigd en
opnieuw gebruikt, waarna het proces zich herhaalt. Een batchproces wordt vooral gebruikt in de
fijnchemie, waarbij kleinere hoeveelheden onder nauwkeurig bepaalde omstandigheden moeten
worden gemaakt. Het is minder geschikt voor sterk exotherme reacties, omdat de vrijkomende
warmte niet goed kan worden afgevoerd. Het is wel geschikt voor langzamere reacties, omdat de
verblijftijd hoog kan zijn.
Continuproces: wordt vooral gebruikt in de bulkchemie, waarbij grotere hoeveelheden
geproduceerd moeten worden en waarbij de zuiverheid van de stoffen en nauwkeurigheid van de
procesomstandigheden minder van belang zijn. Een continuproces gaat 24/7 door en er is constante
aan- en afvoer van stoffen. Voor vloeistoffen wordt vaak een continu geroerde tankreactor gebruikt
(CSTR) en voor gassen een buisreactor. Een installatie voor een continuproces is vaak voor één
proces bruikbaar, omdat tijdens de doorvoer van de reactanten de procesinstellingen voor een
bepaald proces op elkaar moeten zijn afgestemd.
Grondstoffen moeten vaak worden voorbewerkt om ze bruikbaar te maken als beginstof. Het
zuiveren en vergroten van de verdelingsgraad (fijnmalen) van de grondstof is belangrijk. Ook spelen
reactieomstandigheden als temperatuur, druk en aanwezigheid van een katalysator een belangrijke
rol bij de reactie. Een katalysator kan de insteltijd van een evenwicht sterk verkorten. De ligging
van het evenwicht blijft ongewijzigd. Katalysatoren zijn vaak metalen als platina, palladium en
rhodium. Ook kan met katalysator vaak energie bespaard worden, want de druk en temperatuur
kunnen omlaag. Katalysatoren kunnen als heterogene of homogene katalysatoren aanwezig zijn.
14.2 Energievoorziening
Voor elk proces geldt dat de energie die ene proces ingaat er ook weer uitkomt. Om die energie te
berekenen, moet ook de chemische energie van de in- en uitgaande stoffen berekend worden. Met
de dikte van de pijlen kan de hoeveelheid aangegeven worden (afbeelding 10). Overtollige hete
stoom onder druk is vaak goed te gebruiken om bijv. een compressor aan te drijven:
warmtekrachtkoppeling.
Om de warmte-energie uit een exotherm proces in een endotherme te gebruiken, wordt deze
overgebracht met een warmtewisselaar. Hierin stromen in 2 buizen 2 vloeistoffen tegengesteld
aan elkaar langs elkaar, waardoor er max. warmteoverdracht is. Het contactopp. tussen de buizen is
zo groot mogelijk gemaakt.
Een multifuel vergassercentrale is veel schoner, omdat deze vóór verbranding de verontreinigingen
uit de brandstof haalt.
14.3 Principes van de groene chemie
Groene chemie houdt in dat er in de chemische industrie wordt gekeken naar hoe nadelige
invloeden op mens en omgeving op korte en lange termijn kunnen worden geminimaliseerd. In
T97F staan de 12 uitgangspunten (ook T37H).
Elk productieproces heeft een massabalans: alle massa die een proces ingaat, is gelijk aan de
massa die het proces verlaat.
Vaak wordt in de chemische industrie gekozen voor een productieproces dat het hoogste
rendement heeft. Zo kan van elke reactiestap het rendement (T37H+97F) berekend worden
praktische opbrengst
volgens: rendement = ∙ 100%. De praktische opbrengst is de hoeveelheid
theoretische opbrengst
stof die in de praktijk wordt gevormd. De theoretische opbrengst is de hoeveelheid stof die, in
dezelfde eenheid, volgens de reactievergelijking theoretisch kan worden gevormd indien deze
reactie aflopend zou zijn. Elke stap levert een bepaald rendement op.
Een reactie met een hoog rendement wordt vaak toegepast in de chemische industrie. Om de
hoeveelheid afval zo klein mogelijk te houden, moet je ervoor zorgen dat zo veel mogelijk atomen
