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Chemische Reaktionstechnik



Die Chemische Reaktionstechnik ist ein Untergebiet der Technischen Chemie bzw. der Chemischen Verfahrenstechnik.

Kernaufgabe ist die Auslegung von chemischen Reaktoren. Im chemischen Reaktor finden neben der gewünschten chemischen Umsetzung von Ausgangsstoffen in Zielprodukte oft noch unerwünschte Neben- und Folgereaktionen statt. Der chemische Reaktor wird oft als das "Herz der Chemieanlage" bezeichnet. An ihn schließen sich oft aufwändige Trennprozesse (z.B. Destillation) an, durch die das gewünschte Produkt von Nebenprodukten und nicht umgesetzten Ausgangsprodukten abgetrennt wird. Ziel ist ein optimaler Reaktor hinsichlich seiner Betriebs- und Investitionskosten. Erstere sind im Wesentlichen vom Energiebedarf und von der Selektivität des Reaktors bestimmt.

Zur Lösung dieser Aufgabe muss der Reaktionstechniker nicht nur Kenntnis über die physikalischen Stoffeigenschaften (z.B. Dichte, Viskosität) der einzelnen Stoffe haben, sondern es muß auch die Geschwindigkeit der einzelnen Reaktionen bekannt sein. Die Geschwindigkeit der chemischen Reaktionen wird auch als Reaktionskinetik bezeichnet. Sie hängt stark von Temperatur und Zusammensetzung der Reaktionsmischung ab, oft auch vom Druck (wenn Gase an der Reaktion beteiligt sind). Oft ist im Reaktor ein Katalysator vorhanden, der die gewünschte Reaktion beschleunigt und so eine Reaktion oft erst ermöglicht.

Wichtige Auslegungsparameter für einen Reaktor sind die durchschnittliche Verweilzeit der Reaktionsmischung im Reaktor, Temperatur und Druck sowie der sich daraus ergebende Umsatzgrad und Ausbeute des gewünschten Produktes. Hinzu kommen oft noch Parameter, die vom Katalysator bestimmt sind, wie z.B. seine Standzeit oder seine aktive Oberfläche. Schliesslich können auch Parameter, die mit einer nicht idealen Vermischung im Reaktor zusammenhängen, eine entscheidende Rolle spielen, hier zu nennen ist z.B. die Verweilzeitverteilung.




     
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