15.1 Van Grondstof tot Product
Doel: productie goedkoper, veiliger en/of groener maken
- Betere syntheseroutes
- (Betere) katalysatoren: werken energiebesparend, want het verlaagt de activeringsenergie
waardoor het productieproces bij een lagere temperatuur kan plaatsvinden
- Kan nevenreacties terugdringen, waardoor er minder ongewenste bijproducten
worden gevormd en er minder chemisch afval ontstaat
Variabelen in proeffabriek:
- Het verbruik en de benodigde zuiverheid van grondstoffen
- Invloed van temperatuur, druk en katalysator
- Rendement van het proces
- Vorming van bij- en afvalproducten
- Energieverbruik
- Onderhoud van installatie
- Veiligheids- en milieuaspecten
Procesomstandigheden: efficiënte fabriek maakt zo veel mogelijk producten per uur tegen zo laag
mogelijke kosten
1) Temperatuur: elke reactie verloopt sneller bij een hoger temperatuur
- Verwarmen van reactor verhoogt de opbrengst per uur, maar dit moet wel de hogere
energierekening compenseren en de extra veiligheidsmaatregelen die erbij komen
kijken
- Beginstoffen kunnen door de hoge temperatuur ontleden, wat de opbrengst
vermindert
- Evenwichtsreactie: er moet rekening gehouden worden met de ligging van het
evenwicht
- Hoge temperatuur: K veranderd -> evenwicht verschuift naar endotherme
kant, wat niet in alle gevallen gunstig is
- Insteltijd is korter, dus reactiesnelheden zijn verhoogd, waardoor
opbrengst per uur groter kan zijn dan bij lagere temperatuur
2) Druk: bij gassen
- Stijging van druk: alle concentraties worden groter, waardoor de reacties sneller
verlopen
- Wanden van reactoren moeten dikker zijn
- Veiligheidsventielen moeten worden ingebouwd
- Risico van explosie
- Evenwichtsreactie: evenwicht verschuift naar kant met minste aantal deeltjes
3) Katalysator: altijd gunstig, omdat het de activeringsenergie verlaagt, waardoor de reactie bij
een lagere temperatuur en/of druk kan plaatsvinden zonder dat de reactiesnelheid te laag
wordt, waardoor veel energie wordt bespaard
- Homogene katalysatoren (zuren/enzymen): vloeibare systemen
- Heterogene katalysatoren (platina, palladium, rhodium): reacties tussen gassen
- Evenwichtsreactie: katalysator zal de insteltijd van evenwicht verkorten, waarbij de
ligging van het evenwicht ongewijzigd blijft
, - Prijs is niet van belang, want katalysatoren kunnen steeds opnieuw worden gebruikt
Blokschema = vereenvoudigde weergave van een productieproces waarbij elke blok voor een
procesonderdeel in de fabriek staat (tabel 38B1- 38B2 - 38B3)
1) Voorbewerking (bijvoorbeeld door fijn te malen)
2) Voorbewerkte grondstoffen in reactor/scheidingsinstallatie geleid waar een chemische
reactie plaatsvindt
- Reactieomstandigheden kunnen in het blokschema worden vermeld
Recirculatie = hergebruik van niet-gereageerde beginstoffen waardoor de nettoverblijfsduur van
beginstoffen in de reactor wordt verlengd waardoor meer beginstof wordt omgezet, wat de
opbrengst verhoogd
Rendement = verhouding tussen praktische en theoretische opbrengst van het gewenste product
(tabel 37H - 97H)
- Uitgedrukt in een percentage
- Theoretische opbrengst = hoeveelheid gewenst product die op basis van een
reactievergelijking maximaal uit een hoeveelheid beginstof kan ontstaan
- Praktische opbrengst = hoeveelheid die daadwerkelijk wordt gemaakt
- Vaak lager dan theoretische opbrengst
- Ontstaan van bijproducten verlaagt het rendement
- Een hoeveelheid product gaat bij elke zuiveringsstap verloren wat het rendement verlaagt
- Recirculatie verhoogt het rendement
Nevenreactie = in de reactor treedt, naast de gewenste reactie, een andere reactie op
- Bijproducten = ontstaan uit nevenreacties
Atoomeconomie = geeft aan welk massapercentage van de beginstoffen volgens de
reactievergelijking in het gewenste product terecht kan komen (tabel 37H - 97F)
Doel: productie goedkoper, veiliger en/of groener maken
- Betere syntheseroutes
- (Betere) katalysatoren: werken energiebesparend, want het verlaagt de activeringsenergie
waardoor het productieproces bij een lagere temperatuur kan plaatsvinden
- Kan nevenreacties terugdringen, waardoor er minder ongewenste bijproducten
worden gevormd en er minder chemisch afval ontstaat
Variabelen in proeffabriek:
- Het verbruik en de benodigde zuiverheid van grondstoffen
- Invloed van temperatuur, druk en katalysator
- Rendement van het proces
- Vorming van bij- en afvalproducten
- Energieverbruik
- Onderhoud van installatie
- Veiligheids- en milieuaspecten
Procesomstandigheden: efficiënte fabriek maakt zo veel mogelijk producten per uur tegen zo laag
mogelijke kosten
1) Temperatuur: elke reactie verloopt sneller bij een hoger temperatuur
- Verwarmen van reactor verhoogt de opbrengst per uur, maar dit moet wel de hogere
energierekening compenseren en de extra veiligheidsmaatregelen die erbij komen
kijken
- Beginstoffen kunnen door de hoge temperatuur ontleden, wat de opbrengst
vermindert
- Evenwichtsreactie: er moet rekening gehouden worden met de ligging van het
evenwicht
- Hoge temperatuur: K veranderd -> evenwicht verschuift naar endotherme
kant, wat niet in alle gevallen gunstig is
- Insteltijd is korter, dus reactiesnelheden zijn verhoogd, waardoor
opbrengst per uur groter kan zijn dan bij lagere temperatuur
2) Druk: bij gassen
- Stijging van druk: alle concentraties worden groter, waardoor de reacties sneller
verlopen
- Wanden van reactoren moeten dikker zijn
- Veiligheidsventielen moeten worden ingebouwd
- Risico van explosie
- Evenwichtsreactie: evenwicht verschuift naar kant met minste aantal deeltjes
3) Katalysator: altijd gunstig, omdat het de activeringsenergie verlaagt, waardoor de reactie bij
een lagere temperatuur en/of druk kan plaatsvinden zonder dat de reactiesnelheid te laag
wordt, waardoor veel energie wordt bespaard
- Homogene katalysatoren (zuren/enzymen): vloeibare systemen
- Heterogene katalysatoren (platina, palladium, rhodium): reacties tussen gassen
- Evenwichtsreactie: katalysator zal de insteltijd van evenwicht verkorten, waarbij de
ligging van het evenwicht ongewijzigd blijft
, - Prijs is niet van belang, want katalysatoren kunnen steeds opnieuw worden gebruikt
Blokschema = vereenvoudigde weergave van een productieproces waarbij elke blok voor een
procesonderdeel in de fabriek staat (tabel 38B1- 38B2 - 38B3)
1) Voorbewerking (bijvoorbeeld door fijn te malen)
2) Voorbewerkte grondstoffen in reactor/scheidingsinstallatie geleid waar een chemische
reactie plaatsvindt
- Reactieomstandigheden kunnen in het blokschema worden vermeld
Recirculatie = hergebruik van niet-gereageerde beginstoffen waardoor de nettoverblijfsduur van
beginstoffen in de reactor wordt verlengd waardoor meer beginstof wordt omgezet, wat de
opbrengst verhoogd
Rendement = verhouding tussen praktische en theoretische opbrengst van het gewenste product
(tabel 37H - 97H)
- Uitgedrukt in een percentage
- Theoretische opbrengst = hoeveelheid gewenst product die op basis van een
reactievergelijking maximaal uit een hoeveelheid beginstof kan ontstaan
- Praktische opbrengst = hoeveelheid die daadwerkelijk wordt gemaakt
- Vaak lager dan theoretische opbrengst
- Ontstaan van bijproducten verlaagt het rendement
- Een hoeveelheid product gaat bij elke zuiveringsstap verloren wat het rendement verlaagt
- Recirculatie verhoogt het rendement
Nevenreactie = in de reactor treedt, naast de gewenste reactie, een andere reactie op
- Bijproducten = ontstaan uit nevenreacties
Atoomeconomie = geeft aan welk massapercentage van de beginstoffen volgens de
reactievergelijking in het gewenste product terecht kan komen (tabel 37H - 97F)
