Technische Chemie 3e

ISBN-13: 9783527345748 / Niemiecki / Twarda / 2023 / 800 str.

Manfred Baerns

Spis treści

TEIL I: Einführung in die Technische Chemie CHEMISCHE PROZESSE UND CHEMISCHE INDUSTRIE Besonderheiten chemischer Prozesse Chemie und Umwelt Chemiewirtschaft Struktur von Chemieunternehmen Bedeutung von Forschung und Entwicklung für die chemische Industrie Entwicklungstendenzen und Zukunftsaussichten der chemischen Industrie CHARAKTERISIERUNG CHEMISCHER PRODUKTIONSVERFAHREN Laborverfahren und technische Verfahren Gliederung chemischer Produktionsverfahren Darstellung chemischer Verfahren und Anlagen durch Fließschemata KATALYSE ALS SCHLÜSSELTECHNOLOGIE DER CHEMISCHEN INDUSTRIE Was ist Katalyse? Arten von Katalysatoren Besondere Anwendungsformen in homogener und heterogener Katalyse TEIL II: Chemische Reaktionstechnik GRUNDLAGEN DER CHEMISCHEN REAKTIONSTECHNIK Grundbegriffe und Grundphänomene Chemische Thermodynamik Stoff- und Wärmetransportvorgänge KINETIK CHEMISCHER REAKTIONEN Mikrokinetik chemischer Reaktionen Ermittlung der Kinetik chemischer Reaktionen Makrokinetik chemischer Reaktionen - Zusammenwirken von chemischer Reaktion und Transportvorgängen CHEMISCHE REAKTOREN UND DEREN REAKTIONSTECHNISCHE MODELLIERUNG Allgemeine Stoff- und Energiebilanzen Absatzweise betriebene Rührkesselreaktoren Halbkontinuierlich betriebene Rührkesselreaktoren Kontinuierlich betriebener idealer Rührkesselreaktor Ideale Strömungsrohrreaktoren Kombination idealer Reaktoren Reale homogene und quasihomogene Reaktoren Reale Mehrphasenreaktoren AUSWAHL UND AUSLEGUNG CHEMISCHER REAKTOREN Reaktorauswahl und reaktionstechnische Optimierung Thermische Prozesssicherheit Mikrostrukturierte Reaktoren TEIL III: Grundoperationen THERMODYNAMISCHE GRUNDLAGEN FÜR DIE BERECHNUNG VON PHASENGLEICHGEWICHTEN Phasengleichgewichtsbeziehung Dampf-Flüssig-Gleichgewicht Vorausberechnung von Phasengleichgewichten Konzentrationsabhängigkeit des Trennfaktors binärer Systeme Flüssig-Flüssig-Gleichgewicht Gaslöslichkeit Fest-Flüssig-Gleichgewicht Phasengleichgewicht für die überkritische Extraktion Adsorptionsgleichgewichte Osmotischer Druck AUSLEGUNG THERMISCHER TRENNVERFAHREN Konzept der idealen Trennstufe Realisierung mehrerer Trennstufen Kontinuierliche Rektifikation Trennung azeotroper und eng siedender Systeme Reaktive Rektifikation Zahl der Kolonnen und mögliche Trennsequenzen Diskontinuierliche Rektifikation Auslegung von Rektifikationskolonnen Absorption Flüssig-Flüssig-Extraktion Fest-Flüssig-Extraktion Extraktion mit überkritischen Fluiden Kristallisation Adsorption Entfernung der Restfeuchten, Entwässern und Trocknen Membrantrennverfahren MECHANISCHE GRUNDOPERATIONEN Strömungslehre - Fluiddynamik in Reaktoren, Kolonnen und Rohrleitungen Erzeugen von Förderströmen - Pumpen, Komprimieren, Evakuieren Mischen fluider Phasen Mechanische Trennverfahren Verarbeiten von Feststoffen TEIL IV: Verfahrensentwicklung GESICHTSPUNKTE DER VERFAHRENSAUSWAHL Das Konzept der Nachhaltigkeit Stoffliche Gesichtspunkte (Rohstoffauswahl und Syntheseroute) Energieaufwand Sicherheit Umweltschutz im Sinne der Nachhaltigkeit Betriebsweise VERFAHRENSGRUNDLAGEN Ausgangssituation und Ablauf Verfahrensinformationen Stoff- und Energiebilanzen Versuchsanlagen Auswertung und Optimierung WIRTSCHAFTLICHKEIT VON VERFAHREN UND PRODUKTIONSANLAGEN Erlöse, Kosten und Gewinn Herstellkosten Kapazitätsauslastung und Wirtschaftlichkeit Wirtschaftlichkeit von Projekten PLANUNG UND BAU VON ANLAGEN Projektablauf Projektorganisation Genehmigungsverfahren für Chemieanlagen Anlagenplanung Projektabwicklung TEIL V: Chemische Prozesse ORGANISCHE ROHSTOFFE Erdöl Erdgas Kohle Nachwachsende Rohstoffe ORGANISCHE GRUNDCHEMIKALIEN Alkane Alkene Aromaten Acetylen Synthesegas ORGANISCHE ZWISCHENPRODUKTE Sauerstoffhaltige Verbindungen Stickstoffhaltige Verbindungen Halogenhaltige Verbindungen ANORGANISCHE GRUND- UND MASSENPRODUKTE Anorganische Schwefelverbindungen Anorganische Stickstoffverbindungen Chlor und Alkalien Phosphorverbindungen Technische Gase Düngemittel Metalle CHEMISCHE ENDPRODUKTE Polymere Tenside und Waschmittel Farbstoffe Pharmaka Pflanzenschutzmittel Metallorganische Verbindungen Silicone Zeolithe

O autorze

Prof. Dr. Manfred Baerns ist seit 2006 Gastwissenschaftler am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin. Er war, nach 5-jähriger Industrietätigkeit, Professor für Technische Chemie an der Ruhr-Universität Bochum (1974), wo er 1999 emeritierte. 1991 bis 1997 war er Mitglied des Vorstands der DECHEMA (Titanplakette), später wissenschaftlicher Direktor des Instituts für Angewandte Chemie Berlin-Adlershof e.V.. Er arbeitet vorwiegend auf den Gebieten Katalyse mit dem Schwerpunkt heterogene Katalyse und der chemischen Reaktionstechnik. Prof. Baerns schrieb ca. 300 wissenschaftliche Artikel, sowie das Buch "Basic Principles of Applied Catalysis" und hat zahlreiche Patente. Unter anderem, wurde er Honorarprofessor in Berlin an der Humboldt-Universität und der Technischen Hochschule und Ehrenmitglied des Instituts für Katalyse an der Universität Rostock.Prof. Dr. Arno Behr ist Leiter des Lehrstuhls Chemische Prozessentwicklung an der Universität Dortmund, war 10 Jahre Abteilungsleiter (1987) und Hauptbevollmächtigter (1991) bei der Henkel KGaA/ Düsseldorf und ist seit 1997 mehrfach an GDCh-Kursen beteiligt. 1999 bis 2001 war er Dekan der Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen. Er beschäftigt sich überwiegend mit den Forschungsgebieten Technische Katalyse, Petrochemie, Nachwachsende Rohstoffe, Kohlendioxid-Aktivierung und Miniplant-Technologie. Von ihm existieren zahlreiche Bücher, über 120 wissenschaftliche Veröffentlichungen und zahlreiche Patente. Sein neuestes Werk ist "Angewandte Homogene Katalyse" (2008), welches auch in Englisch erhältlich ist ("Applied Homogeneous Catalysis", 2012).Prof. Dr. Axel Brehm ist seit 1985 Professor für Technische Chemie an der Universität Oldenburg. Bis 1997 schrieb er 24 Beiträge in DECHEMA-Monographien und es folgten 14 weitere bis 2006. Im Mittelpunkt seiner Forschungsaktivitäten stehen Fragestellungen aus dem Gebiet der chemischen Reaktionstechnik, Untersuchungen zum Stoff- und Wärmetransport im Dreiphasensystem Gas/ Flüssigkeit/ Katalysator, Mehrphasenreaktionstechnik, Verbesserung mikro- und makrokinetisch limitierter Reaktionsabläufe, Fixierung von Zeolithen an formgebenden Substraten, sowie Austesten derartiger Komposit-Katalysatoren in dafür entwickelten Laborreaktoren.Prof. Dr. Jürgen Gmehling ist Professor für Technische Chemie an der Universität Oldenburg, CEO der DDBST GmbH, sowie Direktor der Laboratory for Thermophysical Properties (LTP) GmbH. Seine Forschungsgebiete belaufen sich auf die computergestützte Auslegung und Optimierung chemischer Prozesse (Messungen, Datensammlungen, Modell- und Softwareentwicklung). Er hat neben zahllosen wissenschaftlichen Artikeln auch Lehrbücher zur Thermodynamik, zu Grundoperationen und zur Technischen veröffentlicht und ist Mitherausgeber von drei wissenschaftlichen Zeitschriften. Prof. Gmehling wurde mit der Arnold-Eucken-Preis (1982), dem "Rossini Lectureship Award" (2008) und der Gmelin-Beilstein-Denkmünze (2010) ausgezeichnet.Prof. em. Dr. Ulfert Onken ist Professor für Technische Chemie an der Universität Dortmund. Von 1958 bis 1971 war er Leiter des Bereiches Chemische Verfahrenstechnik bei der Hoechst AG . Seine Forschungsgebiete sind Biotechnologie, Gas-Flüssigkeits-Reaktoren und Mischphasenthermodynamik. Aufbau der Dortmunder Datenbank für Phasengleichgewichte (mit J. Gmehling). Prof. Onken ist Autor von Monographien und Tabellenwerken, sowie Ehrenmitglied der Czech Society of Chemical Engineering und gab Gastprofessuren u. a. in Kyoto (Japan, 1985). Im Jahr 2000, wurde er mit der Emil-Kirschbaum-Medaille der Deutschen Vereinigung für Chemie- und Verfahrenstechnik ausgezeichnet (DVCV).Prof. Dr. Albert Renken ist seit 1977 Professor für Chemische (Mikro-)Reaktionstechnik an der Eidgenössischen TH Lausanne, Schweiz. Von 1992 bis 2006 war er Mitglied der Kommission für Technologie und Innovation (KTI). Seine Forschung gilt der Polymerisationstechnik, Heterogene Katalyse, Instationäre Prozessführung chemischer Reaktoren