H15 Industriële chemie
Chemische industrie in Nederland
- De chemische industrie maakt grondstoffen en eindproducten. Een groot deel van de productie
bestaat uit tussenproducten die in andere fabrieken verder worden verwerkt.
- Ons land kent zes grote chemieclusters. Elk cluster heeft zijn eigen specialiteit. Binnen de
chemieclusters vindt samenwerking plaats op het gebied van veiligheid, energievoorziening,
afval en logistiek.
Het laboratorium
- Het laboratorium is een belangrijk onderdeel van de chemische industrie om te controleren of
bestaande processen goed verlopen. Maar ook doen chemici op de afdeling Research &
Development (R&D) onderzoek naar nieuwe productieprocessen. Ze beginnen met een
proefopstelling op laboratoriumniveau.
- Het onderzoek richtte zich in het verleden vooral op een winstgevend proces, maar door
toenemende energie- en grondstoffenschaarste ligt de nadruk nu steeds meer op het
ontwikkelen van 'groenere' processen. Er wordt daarbij vaak gezocht naar betere katalysatoren.
Een geschikte katalysator verlaagt de activeringsenergie van een reactie. Daardoor wordt
energie bespaard en kan per uur meer van het gewenste product worden geproduceerd.
- In het laboratorium wordt ook onderzocht onder welke omstandigheden de beginstoffen het
best met elkaar reageren en in welke vorm de katalysator daarbij aanwezig moet zijn om tot een
optimale opbrengst te komen.
De proeffabriek
- De volgende stap in het ontwikkelproces is een proeffabriek op grotere schaal. Bij het opschalen
worden allerlei variabelen getest. Daarmee wordt nagegaan of het productieproces ook op
grotere schaal goed verloopt. Ook het energie- en grondstoffenverbruik wordt getest. Tevens
wordt de productie van ongewenste bijproducten gemeten. Daarna wordt aan de hand van de
testresultaten de beslissing genomen om wel of niet door te gaan en een echte fabriek te
bouwen.
De echte fabriek
- Bij elke stap in het productieproces van laboratorium naar fabriek wordt kritisch gekeken naar
alle gegevens. Als alles klopt, gaan chemisch technologen samen met economen aan de slag om
te bekijken of de fabriek economisch rendabel kan zijn. Pas wanneer aan alle economische en
milieutechnische voorwaarden is voldaan, wordt de fabriek gebouwd.
Productzuivering
- Bij vrijwel elk productieproces in
de chemische industrie worden
scheidingsmethoden gebruikt.
Het doel hiervan is om het
mengsel gereed te maken voor
de volgende processtap of om
een product met de gewenste
fase en zuiverheid in handen te
krijgen.
, - Bij sommige productieprocessen ontstaat slechts één stof. Maar vaak is het niet mogelijk om een
productieproces zonder de vorming van een bijproduct uit te voeren. Een bijproduct -> een stof
die ook ontstaat in het productieproces, maar die niet het bedoelde hoofdproduct is.
- Dit bijproduct moet uit het reactiemengsel worden gezuiverd. Een bijproduct kan ook het gevolg
zijn van een nevenreactie -> een ongewenste reactie die onder de gegeven
reactieomstandigheden ook optreedt.
- Bijproducten zijn soms afval, maar door voortdurend chemisch onderzoek kunnen steeds vaker
nuttige toepassingen voor de bijproducten worden gevonden.
Fijnchemie en bulkchemie
- De chemische industrie bestaat uit twee soorten chemie.
1. Fijnchemie -> worden relatief kleinere hoeveelheden stoffen geproduceerd die aan hoge
eisen moeten voldoen wat betreft zuiverheid en betrouwbaarheid. Vaak heel duur en een
batchproces wordt toegepast.
2. Bulkchemie -> worden veel grotere hoeveelheden stoffen geproduceerd die aan minder
hoge eisen hoeven te voldoen, maar waarvan grote hoeveelheden nodig zijn. Vaak minder
duur en een continuproces wordt toegepast.
Batchproces
- Chemische reacties in de industrie vinden bijna altijd plaats in een
reactievat -> de reactor. Bij een batchproces wordt de reactor
met de benodigde grondstoffen gevuld en wordt het reactievat
gesloten. Gedurende een bepaalde tijd en onder omstandigheden
die nauwkeurig instelbaar zijn reageren de grondstoffen met
elkaar. Dan wordt de reactor geleegd.
- De eindproducten kunnen verder worden verwerkt, waarna het
geleegde reactievat wordt gereinigd en opnieuw wordt gevuld
met grondstoffen, waarna het proces zich herhaalt.
- Een batchreactor is bruikbaar voor verschillende productieprocessen, dus niet specifiek voor
slechts één proces. Dit maakt het batchproces flexibel. Maar een batchreactor moet zeer goed
worden schoongemaakt als wordt overgegaan op een ander proces. Zo'n schoonmaakprocedure
kost geld en menskracht. Bij een batchproces is veel arbeidskracht nodig; er zijn weinig
geautomatiseerde handelingen.
Continuproces
- In een continuproces vindt 24/7 een constante aan-en afvoer van stoffen plaats. Het kan
daarom worden toegepast als er grotere hoeveelheden vloeistoffen of gassen continu moeten
worden verwerkt. Dit vraagt een uitgebreide
automatisering van het gehele proces van grondstof tot
product. Daardoor is deze productiemethode duur bij de
ontwikkeling, maar weer goedkoop in benodigde
menskracht als het proces eenmaal draait. Een
continuproces is daarom vaak pas rendabel in de
bulkchemie, waarbij een grotere hoeveelheid van één
bepaald product kan worden geproduceerd. Het proces
kan in één reactievat of in meerdere achter elkaar geplaatste reactievaten en scheidingsruimten
plaatsvinden. De reactievaten zijn vaak langgerekt, zodat de verblijfsduur in het vat lang genoeg
is, ondanks de constante doorstroom van stoffen.
Chemische industrie in Nederland
- De chemische industrie maakt grondstoffen en eindproducten. Een groot deel van de productie
bestaat uit tussenproducten die in andere fabrieken verder worden verwerkt.
- Ons land kent zes grote chemieclusters. Elk cluster heeft zijn eigen specialiteit. Binnen de
chemieclusters vindt samenwerking plaats op het gebied van veiligheid, energievoorziening,
afval en logistiek.
Het laboratorium
- Het laboratorium is een belangrijk onderdeel van de chemische industrie om te controleren of
bestaande processen goed verlopen. Maar ook doen chemici op de afdeling Research &
Development (R&D) onderzoek naar nieuwe productieprocessen. Ze beginnen met een
proefopstelling op laboratoriumniveau.
- Het onderzoek richtte zich in het verleden vooral op een winstgevend proces, maar door
toenemende energie- en grondstoffenschaarste ligt de nadruk nu steeds meer op het
ontwikkelen van 'groenere' processen. Er wordt daarbij vaak gezocht naar betere katalysatoren.
Een geschikte katalysator verlaagt de activeringsenergie van een reactie. Daardoor wordt
energie bespaard en kan per uur meer van het gewenste product worden geproduceerd.
- In het laboratorium wordt ook onderzocht onder welke omstandigheden de beginstoffen het
best met elkaar reageren en in welke vorm de katalysator daarbij aanwezig moet zijn om tot een
optimale opbrengst te komen.
De proeffabriek
- De volgende stap in het ontwikkelproces is een proeffabriek op grotere schaal. Bij het opschalen
worden allerlei variabelen getest. Daarmee wordt nagegaan of het productieproces ook op
grotere schaal goed verloopt. Ook het energie- en grondstoffenverbruik wordt getest. Tevens
wordt de productie van ongewenste bijproducten gemeten. Daarna wordt aan de hand van de
testresultaten de beslissing genomen om wel of niet door te gaan en een echte fabriek te
bouwen.
De echte fabriek
- Bij elke stap in het productieproces van laboratorium naar fabriek wordt kritisch gekeken naar
alle gegevens. Als alles klopt, gaan chemisch technologen samen met economen aan de slag om
te bekijken of de fabriek economisch rendabel kan zijn. Pas wanneer aan alle economische en
milieutechnische voorwaarden is voldaan, wordt de fabriek gebouwd.
Productzuivering
- Bij vrijwel elk productieproces in
de chemische industrie worden
scheidingsmethoden gebruikt.
Het doel hiervan is om het
mengsel gereed te maken voor
de volgende processtap of om
een product met de gewenste
fase en zuiverheid in handen te
krijgen.
, - Bij sommige productieprocessen ontstaat slechts één stof. Maar vaak is het niet mogelijk om een
productieproces zonder de vorming van een bijproduct uit te voeren. Een bijproduct -> een stof
die ook ontstaat in het productieproces, maar die niet het bedoelde hoofdproduct is.
- Dit bijproduct moet uit het reactiemengsel worden gezuiverd. Een bijproduct kan ook het gevolg
zijn van een nevenreactie -> een ongewenste reactie die onder de gegeven
reactieomstandigheden ook optreedt.
- Bijproducten zijn soms afval, maar door voortdurend chemisch onderzoek kunnen steeds vaker
nuttige toepassingen voor de bijproducten worden gevonden.
Fijnchemie en bulkchemie
- De chemische industrie bestaat uit twee soorten chemie.
1. Fijnchemie -> worden relatief kleinere hoeveelheden stoffen geproduceerd die aan hoge
eisen moeten voldoen wat betreft zuiverheid en betrouwbaarheid. Vaak heel duur en een
batchproces wordt toegepast.
2. Bulkchemie -> worden veel grotere hoeveelheden stoffen geproduceerd die aan minder
hoge eisen hoeven te voldoen, maar waarvan grote hoeveelheden nodig zijn. Vaak minder
duur en een continuproces wordt toegepast.
Batchproces
- Chemische reacties in de industrie vinden bijna altijd plaats in een
reactievat -> de reactor. Bij een batchproces wordt de reactor
met de benodigde grondstoffen gevuld en wordt het reactievat
gesloten. Gedurende een bepaalde tijd en onder omstandigheden
die nauwkeurig instelbaar zijn reageren de grondstoffen met
elkaar. Dan wordt de reactor geleegd.
- De eindproducten kunnen verder worden verwerkt, waarna het
geleegde reactievat wordt gereinigd en opnieuw wordt gevuld
met grondstoffen, waarna het proces zich herhaalt.
- Een batchreactor is bruikbaar voor verschillende productieprocessen, dus niet specifiek voor
slechts één proces. Dit maakt het batchproces flexibel. Maar een batchreactor moet zeer goed
worden schoongemaakt als wordt overgegaan op een ander proces. Zo'n schoonmaakprocedure
kost geld en menskracht. Bij een batchproces is veel arbeidskracht nodig; er zijn weinig
geautomatiseerde handelingen.
Continuproces
- In een continuproces vindt 24/7 een constante aan-en afvoer van stoffen plaats. Het kan
daarom worden toegepast als er grotere hoeveelheden vloeistoffen of gassen continu moeten
worden verwerkt. Dit vraagt een uitgebreide
automatisering van het gehele proces van grondstof tot
product. Daardoor is deze productiemethode duur bij de
ontwikkeling, maar weer goedkoop in benodigde
menskracht als het proces eenmaal draait. Een
continuproces is daarom vaak pas rendabel in de
bulkchemie, waarbij een grotere hoeveelheid van één
bepaald product kan worden geproduceerd. Het proces
kan in één reactievat of in meerdere achter elkaar geplaatste reactievaten en scheidingsruimten
plaatsvinden. De reactievaten zijn vaak langgerekt, zodat de verblijfsduur in het vat lang genoeg
is, ondanks de constante doorstroom van stoffen.
