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Tagungsbericht - 9. Kolloquium des Arbeitskreises Prozessanalysentechnik PAT - 28. und 29. November 2013 bei der BASF in Ludwigshafen
 

Tagungsbericht - Rückschau und Vortragsabstracts

 
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Die Vorträge
 
Das diesjährige Schwerpunkthema des 9. Kolloquiums des Arbeitskreises Prozessanalysentechnik PAT
ist die Prozessanalytik in Produktionsverfahren :

Prozessführung und -automatisierung


 
Begrüßung und Einstimmung


Dr. Matthias Fankhänel, BASF SE, Ludwigshafen

Die BASF als "global player" wurde von Dr. Fankhänel in seiner Begrüßung der Tagungsteilnehmer anhand einiger nüchterner Zahlen verdeutlicht -
                                                 110.000 Angestellte und 1.170 Patente im Jahr 2012 sowie
                                                 3 Milliarden EURO an Investitionen p.a. und
                                                 1.6 Milliarden EURO p.a. für die Instandhaltung

Die Ammoniak-Synthese kann in ihrer Bedeutung für die Entwicklung der BASF und für die Ernährung der stark wachsenden Weltbevölkerung kaum hoch genug eingeschätzt werden.
Die Entwicklung des Haber-Bosch-Verfahrens zur Prozessreife machte wesentliche, neuartige technische Voraussetzungen notwendig. Beim Haber-Bosch-Verfahren wird ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Stickstoff an einem Eisenoxid-Mischkatalysator bei etwa 300 bar Druck und 450 °C zur Reaktion gebracht.
In den Jahren 1908 bis 1912 wird das Verfahren zur großtechnischen Reife geführt, 1913 wurde die erste Ammoniaksynthesefabrik eingeweiht.
Um das Verhältnis der Gase Stickstoff und Wasserstoff für die Ammoniaksynthese messtechnisch zu erfassen, wurde das erste prozessanalytisches Instrument, der Pfeifenanalysator, entwickelt, für den am 22. Mai 1922 das Patent erteilt wurde.
Allerdings war das Pfeifen dann doch so störend, dass er nach vier Jahren außer Betrieb gesetzt wurde.

Die Ammoniaksynthese gilt daher als eine der größten Errungenschaften der Chemie im letzten Jahrhundert. Einige Wissenschaftler, die dazu beigetragen haben :

Justus von Liebig Chemiker 1803 – 1873
Justus von Liebig experimentierte schon früh in der Werkstatt seines Vaters. Schnell war sein Interesse für die Chemie geweckt. Justus von Liebig entdeckte, dass Pflanzen Mineralstoffe aus dem Boden aufnehmen, darunter Stickstoffverbindungen, die sie zum Aufbau des für die Ernährung von Mensch und Tier wichtigen Eiweißes (Protein) verwenden. Daraus entwickelte er die Idee der Mineraldüngung, bei der Pflanzen auch Stickstoff in Form von Verbindungen auf Ammoniakbasis zugeführt wird.

Fritz Haber Chemiker 1868 – 1934
Der deutsche Chemiker Fritz Haber untersuchte in den Jahren 1903 bis 1909 die Reaktion zwischen Stickstoff und Wasserstoff unter hohem Druck an einem Edelmetallkatalysator. Zusätzlich erkannte er die Möglichkeit, das entstandene Ammoniak abzutrennen, die nicht verbrauchten Einsatzstoffe aber in die Synthese zurückzuführen. 1909 tropfte das erste synthetisch hergestellte Ammoniak aus seiner Versuchsapparatur im Labor.
Die Arbeiten von Fritz Haber lassen die technische Synthese von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff erstmals möglich erscheinen. Notwendig sind hohe Temperaturen, hoher Druck und Katalysatoren.
1918 wurde Fritz Haber für die Entwicklung der Ammoniaksynthese mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.

Carl Bosch Chemiker 1874 – 1940
Bei der Einführung des Ammoniaksynthese-Verfahrens in die Technik bereitete die Frage des Ofenmaterials große Schwierigkeiten. Die Öfen mussten bei hohen Temperaturen und Drücken gegenüber dem leicht diffundierenden und leicht brennbaren Wasserstoff dicht und widerstandsfähig sein. Carl Bosch gelang es, in nur vier Jahren den Laborversuch von Fritz Haber auf die großtechnische Produktion der BASF zu übertragen. Er entwickelte gefahrlose und betriebssichere Apparaturen mit speziellen Reaktionsöfen und neuen Stahlarten. Das Verfahren zur Ammoniaksynthese wurde nach seinen Entwicklern als „Haber-Bosch-Verfahren“ benannt.
Von 1919 bis 1925 war Carl Bosch Vorstandsvorsitzender der BASF und später Vorsitzender des Aufsichtsrats der I.G. Farben. 1931 erhielt er für seine Arbeiten zur großtechnischen Ammoniaksynthese den Nobelpreis für Chemie.

Alwin Mittasch Chemiker 1869 – 1953
Der Chemiker Alwin Mitasch leitete von 1912 bis 1932 das Ammoniaklaboratorium der BASF und war der engste Mitarbeiter von Carl Bosch. Er fand 1910 nach Tausenden von Versuchen die Rezeptur für einen brauchbaren und wirtschaftlich sinnvollen Katalysator: Eisen mit Oxidanteilen aus Aluminium, Calcium und Kalium. Auch heute noch ist Eisen die Grundlage für Katalysatorsysteme in der Ammoniaksynthese.

Textquelle : BASF Corporate Site



 

 

Der Pfeifenanalysator für die
Ammoniaksynthese
-
Das erste Prozessanalysenmessgerät
mit dem
Patent von 1913 für Paul Gmelin
,
Mitarbeiter der BASF



Der Ammoniaksysnthese-Reaktor
im Park am Gesellschaftshaus -
für mehr als 800.000 Tonnen NH3
in 55 Jahren
mehr zur Synthese

zur gesellschaftlichen Bedeutung
als Düngemittel (Animation)

   

Das Programm des 9. Kolloquiums

Zugriff auf die Dateien für Tagungsteilnehmer (passwortgeschützt)

Das 10. Kolloquium wird am 25./26. November 2014
in
Gerlingen b. Stuttgart bei Endress+Hauser stattfinden.


Themenschwerpunkte wird die Prozessanalytik in der
Chemischen Industrie sein :
Prozessanalytik in der Biochemie

 


 

 

 


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