Handbuch Verfahrenstechnik und Anlagenbau

Neben Grundbegriffen aus der Chemie werden Vorgänge und Verfahren aufgeführt, die nach Personen benannt sind. Die dabei verwendeten Abkürzungen bedeuten: BS = Beispiel; E. = Effekt; G. = Gleichgewicht; Gr. = Gruppe; K. = Kondensation; R. = Reaktion; S. = Synthese; U. = Umlagerung; V. = Verfahren. <C₆H₆> = Benzolring; BS: <C₆H₅ > OH = Phenol; H₃C <C₆H₄> OH = p-Cresol; <C₆Cl₆> = Hexachlorbenzol; usw.

Dieses Kapitel behandelt wichtige Stoffe der organischen Chemie, ihre Eigenschaften und Stoffwerte, ihre Verwendung sowie Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Reihung ist alphabetisch. Bestimmten Stoffgruppen (Alkanen, Alkoholen, Ethern usw.) und der Petrochemie sind zusammenfassende Übersichten gewidmet. Erklärungen zu den in den Tabellen verwendeten Symbolen findet man in der Bucheinleitung.

Das Zellgewebe von Holz und Einjahrespflanzen besteht aus drei Hauptbestandteilen: Zellulose (40 ÷ 50%), Hemizellulose (20 ÷ 35%) und Lignin (20 ÷ 30%). Daneben enthält es noch andere Komponenten wie Harze, Pektine und Mineralstoffe, vor allem Kaliumverbindungen und Silikate. Zellulose und Hemizellulose, beide oft unter der Bezeichnung Holozellulose / holocellulose zusammengefaßt, sind aus Polysacchariden mit vorwiegend kettenförmiger Struktur aufgebaut.

Die Eigenschaften der reinen Metalle, ihre Gewinnung und ihre Verwendung werden im Abschnitt 3.10 behandelt. Metallische Werkstoffe sind in den meisten Fällen Legierungen verschiedener Metalle oder solche von Metallen mit Nichtmetallen. Für den Verfahrenstechniker steht i.a. das Korrosionsverhalten im Mittelpunkt des Interesses. Daneben sind Festigkeit und Verhalten bei hohen und tiefen Temperaturen von Bedeutung. Während nämlich bei mäßigen Drücken, Temperaturen und mechanischen Beanspruchungen im Apparate- und Rohrleitungsbau in zunehmendem Maße Kunststoffe an die Stelle der Metallegierungen treten, ist das Gebiet höherer mechanischer und thermischer Beanspruchungen noch immer eine Domäne der Metalle. Allerdings läßt sich hier in vielen Fällen durch eine Schutzbeschichtung die mechanische Festigkeit der Metallegierung mit der Korrosionsbeständigkeit nichtmetallischer Werkstoffe verbinden.

Verfahrenstechnische Anlagen bestehen einerseits aus Bauelementen spezifisch prozeßtechnischer Art wie Kolonnen, Zentrifugen, Filter, Mühlen, Reaktoren usw., andererseits aus Maschinen und Apparaten, die auch in anderen Sparten Einsatz finden, wie Pumpen, Verdichter, Wärmeaustauscher usw. Den Planungsingenieur interessieren beide Gruppen von Bauelementen, ihr Aufbau und ihre Einsatzmöglichkeiten, die Kriterien für ihre Auswahl, ihre Leistungscharakteristiken und Verbrauchszahlen, Abmessungen und Gewicht, und schließlich ihr Preis. Das folgende Kapitel gibt eine Übersicht über Apparate, Maschinen und Systeme allgemeiner Art, die als Bauteile oder Versorgungseinheiten von Prozeßanlagen vorkommen, und — wo immer möglich — Richtlinien und Richtwerte zur Beantwortung der den Praktiker interessierenden Fragen.

Aufgabe des Mischers ist es, Stoffmassen gleichen oder verschiedenen Aggregatzustandes miteinander zu vermengen. Das kann zum Zwecke der Herstellung eines homogenen, physikalischen Gemisches geschehen, in manchen Fällen auch nur zum Ausgleich von Temperatur- und Konzentrationsunterschieden, oder aber dazu, die Stoffe miteinander zur Reaktion zu bringen. Es sei daher zunächst auf die chemische Reaktion und ihre Kinetik eingegangen.

Der Begriff der Feststofftrocknung umschreibt die Entfernung von Flüssigkeit, in den meisten Fällen von Wasser, aus Feststoffen auf thermischem Wege, also durch Verdampfen, Verdunsten oder Sublimieren. Die thermische Trocknung ist stets mit einem erheblichen Ernergieaufwand verbunden. Sie sollte erst in Betracht gezogen werden, wenn alle Möglichkeiten des mechanischen Flüssigkeitsentzuges ausgeschöpft sind oder grundsätzlich nicht in Frage kommen.

Im folgenden geht es um die Ermittlung der Kosten einer Investition und deren Rentabilität. Im Mittelpunkt des in Bild 10.1/1 gezeigten Szenariums steht das Investitionsobjekt, die Anlage, und das mit ihr zu erzeugende Produkt. Es mag Alternativen zu dem Projekt geben. Der Projektträger, also der Unternehmer, der investiert und die Bereitstellung der Mittel besorgt, wird der für ihn vorteilhaftesten den Vorzug geben. Um diese Entscheidung vorzubereiten, wird er die voraussichtlichen Kosten der Anlage der zu erwartenden Rendite gegenüberstellen. Der Investor ist nicht unbedingt identisch mit der Betriebsgesellschaft, welche die Produktion übernimmt. Für die Planung und Kostenermittlung bedarf es einer Ingenieurorganisation. Ist die Entscheidung über die Errichtung der Anlage gefallen, wird einer Anlagenbaugesellschaft die Abwicklung des Projekts übertragen. Zahlreiche Zulieferfirmen übernehmen die Bereitstellung von Material und Leistungen. Wird das Investitionskapital nicht aus Mitteln des Projektträgers bzw. seiner Unterorganisationen bereitgestellt, so müssen Banken zur Finanzierung eingeschaltet werden.

Das Zahlungsmittel Geld verliert im Laufe der Zeit ständig an Kaufkraft. Dieser Wertverlust betrifft Waren und Dienstleistungen in unterschiedlichem Maße. Für den Anlagenbauer ist dies in zweierlei Hinsicht von Bedeutung: Zum ersten können Kosten von ausgeführten Anlagen nicht ohne Korrektur bei Neuplanungen übernommen werden. Zweitens müssen die Preise von Lieferverträgen mit längeren Laufzeiten — nicht selten erstreckt sich die Abwicklung größerer Anlagenprojekte über Zeiträume von mehreren Jahren — der während dieser Zeit eintretenden Geldentwertung Rechnung tragen. Sicherheitszuschläge lassen sich beim Käufer in der Regel nicht durchsetzen, eher dagegen eine Bindung des endgültigen Preises an Indexwerte.