15.1: Van grondstof tot product
Chemici onderzoeken nieuwe producten en ontwikkelen nieuwe productieprocessen voor bestaande
producten.
Doel: goedkoper/veiliger/groener
Er wordt op zoek gegaan naar betere synthesereacties en goede katalysatoren
Een goede katalysator is energie besparend (want deze verlaagd de activeringsenergie E act waardoor
de productie bij een lagere temperatuur kan plaatsvinden).
Ook dringt het het aantal nevenreacties terug, waardoor minder gewenste bij producten gevormd
worden en dus minder chemisch afval ontstaat.
In het laboratorium wordt onderzocht onder welke omstandigheden de beginstoffen met elkaar
reageren en in welke vorm de katalysator aanwezig moet zijn.
Daarna wordt een proeffabriek gebouwd, waar onderzocht wordt of de productie op een
middelgrote schaal werkt en beheersbaar blijft bij verstoringen en calamiteiten. Er wordt getest op:
- Rendement - Energieverbruik - Onderhoud
- Invloed temperatuur, druk en katalysator - Vorming bij en afvalproducten
- Verbruik en benodigde zuiverheid van grondstoffen - Veiligheids- en milieuaspecten
Daarna wordt de echte fabriek gebouwd. Deze moet efficiënt zijn: er moeten zoveel mogelijk
producten per uur worden geproduceerd voor een zo laag mogelijk prijs. Er moeten dus gunstige
reactieomstandigheden zijn.
Hierbij zijn temperatuur, druk en katalysator van belang omdat deze de reactiesnelheid, kosten en
veiligheidsaspecten beïnvloeden.
Bij een evenwichtsreactie moet rekening worden gehouden met de ligging van het evenwicht.
Temperatuur:
Elke reactie verloopt sneller bij een hogere temperatuur.
Bij een evenwichtsreactie verschuift het evenwicht dat naar de endotherme kant.
Voordelen:
De opbrengst per uur wordt verhoogd
Bij een evenwichtsreactie: kortere insteltijd, dus hogere opbrengst per uur.
Nadelen:
Hogere energierekening
Extra veiligheidsmaatregelen
Beginstoffen kunnen bij een te hoge temperatuur ontleden (lagere opbrengst)
, Druk:
De druk speelt alleen een rol bij gassen.
Bij een stijging van de druk worden de concentraties van de gassen hoger, waardoor de
reactiesnelheid toeneemt.
Bij een evenwichtsreactie verschuift het evenwicht bij toenemende druk naar de kant met de minst
aantal deeltjes.
Voordelen:
Hogere opbrengst per uur
Nadelen:
Extra eisen aan materialen (dikkere wanden van de reactoren, extra veiligheidsventielen)
Risico op explosie
Katalysator:
Een katalysator verlaagt Eact, waardoor de reactie bij een lagere temperatuur kan plaatsnemen
zonder dat de reactiesnelheid te laag wordt.
Dit bespaart veel energie.
Vloeibaar systeem: homogene katalysator (=dezelfde fase als reactanten), vb. zuren en
enzymen
Gassen: heterogene katalysator (=andere fase dan reactanten), vb. kostbare metalen.
Bij een evenwichtsreactie verkort de katalysator de insteltijd, maar de ligging van het evenwicht blijft
hetzelfde.
Katalysatoren worden herbruikt en hebben dus geen effect op de prijs van de productie.
Een productieproces kan eenvoudig worden weergegeven door een blokschema (binas 38B1, 38B2,
38B3). Hierbij is elk blok een procesonderdeel in de fabriek.
! pijltjes tegen de blokken aan!
De pijlen staan voor de pijpleidingen in de fabriek die de reactoren en scheidingsinstallaties met
elkaar verbinden.
Bij elke pijl wordt aangegeven welke stoffen zich in de stoffenstroom verbinden tussen twee
onderdelen.
Om het proces zo efficiënt mogelijk te laten verlopen worden massa en energie zoveel mogelijk
herbruikt.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller annemijnwoelders. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.42. You're not tied to anything after your purchase.