Samenvatting chemische procestechniek

Bij kp reacties let op of er gezegd word wat de
totale druk is

Kp= totale druk * equilibrium reactie met verzonnen
totaal aantal mol

Scheidingsmethoden Principen (eigenschappen) fysisch
homogeen

Scheidingsmethode Oorspronkelijke fase Hulpfase Eigenschap

Destillatie Liquid Gas Dampspanning/vluchtigheid
Deflegmatie Gas Liquid Dampspanning/vluchtigheid
Absorptie Gas Liquid oplosbaarheid
Adsorptie Gas of liquid Solid hechting
Extractie Liquid-1 Liquid-2 oplosbaarheid
(Extractiemiddel)
Kristallisatie Liquid (oplossing) Solid oplosbaarheid



Homogeen stelsel (zelfde fase)
Scheiding berust op verschil in fysische eigenschappen: kookpunt etc.
Stofoverdracht tussen de fasen: verrijking/verarming van 1 of meerdere
componenten in de fasen. Er is dus altijd een hulpfase nodig, het
component gaat dus (gedeeltelijk) over in de hulpfase. Deze
stofoverdracht heet Faseoverdrachtproces.

Kristallisatie
Deel van de vloeibare fase wordt L (=opgeloste stof) wordt door koeling
overgebracht naar de vaste fase s  gefractioneerde kristallisatie
(oplosbaarheid).


Heterogeen stelsel (verschillende fase) mechanische
scheidingsmethoden
Scheiding van verschillende fasen zonder stofuitwisseling
tussen de fasen fasescheidingsproces
Samenstelling van een fase verandert niet!

,Reactiesystemen mechanische methoden (heterogeen)
principe fase reactiesysteem
Dichtheid/soortelijke Solid-solid Trommelzeef-
massa/grootte deeltjes spitzkasten
(Zeven en
classificeren)
Traagheid/ gas-Liquid Demister
dichtheidsverschil
Dichtheidsverschil en Cycloon-filtratie
centrifugale kracht Gas-solid (en liquid- (stofzakken)
solid) Voor l-s hydrocycloon
dichtheid Liquid-liquid Laval-centrifuge
Bezinking(zwaartekrac Liquid-solid Hydrocycloon (Sneller
ht) door
Dichtheid (verschil in centrifugaalkracht)
soortelijke massa)
Filtratiecentrifuge(sn
Filtratie verschil in eller door
grootte van vaste stof centrifugaalkracht).
en vloeistof deeltjes
Reactoren
-Homogene reactie= systeem waarbij de reactanten in verschillende
fasen aanwezig zijn, maar de reactie in een fase plaats vindt.
-Heterogene reactie= Systeem waarbij de reactie aan het grensvlak van
een vaste katalysator plaats vindt.

Beide systemen zijn heterogene systemen
In beide systemen stoftransport naar de fase waarin (1) of waaraan (2)
de reactie plaats vindt.

1. Heterogene reactiesystemen: homogene reactie
Vb: gasabsorptie met chemische reactie
Een component uit de gasfasevloeistoffase en reageert met een in de
vloeistof opgeloste stof

CO2 in rookgas wordt geabsorbeerd in natronloog waarbij Na2CO3
ontstaat. (twee fasen reactor)

Zuiveren van rookgassenbeperken CO2 emissie

, 2. Heterogene reactiesystemen: heterogene reactie
Vb: gekatalyseerde reactie van waterstof en zuurstof tot water
(heterogene reactor, g-s en heterogene reactie g-s) dus twee fasenreactor


Opgaven pp6 maken
Hoofdlijn productie
-ammoniak (schema/processtappen)
De vorming van ammoniak uit de elementen:
N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g)
Hf = -45,3 kJ/mol NH3
vereist een synthesegas dat waterstof en stikstof bevat in een molaire
verhouding tussen 2,5 en 3, met een minimale concentratie aan inert
(edelgassen) of voor het proces (lees: de katalysatoren) ongewenste
bestanddelen als methaan en zuurstofverbindingen.

De volgende productiestappen zijn nodig om ammoniak uit methaan te
bereiden (zie ook pagina 58 voor het blokschema):


a. Conversie van methaan met stoom In reformer-reactor 1 vindt deze
omzetting plaats onder druk en verhoogde temperatuur, waardoor een
gasvormig product wordt verkregen dat CO, CO2, H2, H2O en een kleine
hoeveelheid niet omgezet methaan bevat.
55


b. Partiële oxidatie In reformer 2 wordt in reformer 1 verkregen gas
gedeeltelijk geoxideerd met een hoeveelheid lucht, om uiteindelijk een
molaire verhouding H2/N2 van 2,5 tot 3 te verkrijgen. Hierbij wordt
gebruik gemaakt van een ander type nikkelkatalysator en een hogere
temperatuur.

c. Koeling In de waste heat boiler wordt het uit reformer 2 komende gas
door warmteuitwisseling in een stoomketel gekoeld. Hierbij ontstaat hoge
druk stoom.

d. Conversie van koolstofmonoxide met stoom In de CO-shift convertor
wordt CO omgezet in CO2 en nog extra H2.

e. Koeling Het grootste deel van de stoom in het uit de CO-shiftconvertor
verkregen gas wordt verwijderd.

f. Absorptie In een gaswasser wordt het gasmengsel ontdaan van de CO2.

g. COx-methanisering Sporen koolstofoxiden (CO en CO2), die nadelig
werken op de katalysator van de ammoniaksynthese, worden bij het
methaniseren uit het synthesegas verwijderd.