Verfahrenstechnische Probleme bei der Verfahrensentwicklung

Abstract

Eine sehr wichtige Aufgabe bei der Verfahrensentwicklung ist die Ausarbeitung und Festlegung der ,,richtigen" Reaktionsfuhrung. Von den verschiedenen Kriterien des ,,rich@" ist die VergroBerbarkeit nur ein, wenn auch wichtiges Kriterium. Am Beispiel der Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung von Phthalimid aus Phthalsaureanhydrid und Ammoniak wird gezeigt, in welchen typischen Schritten eine solche auf die chemische Reaktionstechnik gerichtete Verfahrensentwicklung verlaufi. Wichtige Merkmale der Reaktion konnen schon im Laboratoriumsmaflstab untersucht werden. Solche Merkmale sind Warmetonung, chemisches Gleichgewicht und Reaktionsgeschwindigkeit. Die Laboratoriumsversuche fuhrten zu dem Ergebnis, dai3 eine mehrstufige Bodenkolonne, der am Kopf geschmolzenes Phthalsaureanhydrid und im Sumpf gasformiges Ammoniak zugefuhrt wird, der geeignetste Reaktor sein wurde. Ein Versuchsbetrieb nach diesem Prinzip in sehr kleinem MaBstab lieferte ein Urteil uber die relative Bedeutung von Reaktionsgeschwindigkeit und Stoffubergang. Aus den Ergebnissen des Versuchsbetriebes konnten alle wesentlichen Unterlagen zum Bau einer grofltechnischen Anlage ermittelt werden.Die Aufgabe der technischen Chemie besteht in der Entwicklung einer Reaktion, die sich im Laboratorium als aussichtsreich erwiesen bat, zu einem im technischen Maflstab durchfuhrbaren bzw. auch durchgefuhrten Verfahren. Nimmt man als Kriterium die Anzahl der Publikationen in wissenschafilichen Zeitschrifien, so drangt sich der Eindruck auf, dafl in den letzten Jahren im Vordergrund des Interesses der Bearbeiter ein Teilaspekt der Verfahrensentwicklung steht, namlich die Obertragung einer festgelegten Anordnung von Reaktionsapparxen und Nebenapparaturen in den grofltechnischen Magstab sowie die quantitative Optimierung der Gesamtheit diesrr Apparaturen unter Benutzung von mathematischen Modellen. Die Bedeutung dieser Beitrage in der Schluflphase der Verfahrensentwicklung soll gewifl nicht bestritten werden. Es darf aber nicht ubersehen werden, dafl die technische Chemie schon in einem sehr viel fruheren Stadium der \ erfahrensentwicklung einen sehr wichtigen ;:. Vortrag auf der GdCh-Hauptversammlung am 11. September 1975 in Koln.