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Chemische Prozesskunde („Stoffflüsse“)
- Seite 2 und 3: Produktionsmengen wichtiger Chemika
- Seite 4 und 5: Produktionswerte BR Deutschland
- Seite 6 und 7: Chemische Prozesskunde: Von Rohstof
- Seite 8 und 9: Erdöl Siedebereiche (°C) C3/C4 bi
- Seite 10 und 11: Produkte von Kraftstoffraffinerien:
- Seite 12 und 13: Erdöl Thermisches Cracken Mittel-/
- Seite 14 und 15: Aufarbeitung der Steamcracker-Gase
- Seite 16 und 17: Erdöl Katalytisches Cracken - 2-st
- Seite 18 und 19: Erdöl
- Seite 20 und 21: Erdöl Organische Grundstoffe (petr
- Seite 22 und 23: Organische Grundstoffe
- Seite 24 und 25: Organische Grundstoffe Erdöl
- Seite 26 und 27: Erdgas Substitution von Kohle
- Seite 28 und 29: Kohle Synthesegas (CO, H 2 ) Metha
- Seite 30 und 31: Kohle Synthesegas zu Methanol ( „
- Seite 32 und 33: Erdöl/Erdgas vs. Kohle Fischer-Tro
- Seite 34: Erdöl vs. Kohle
- Seite 40 und 41: Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
- Seite 42 und 43: Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
- Seite 44 und 45: Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
- Seite 46 und 47: Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
- Seite 48 und 49: Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
- Seite 50 und 51: Holz: Chemischer Aufschluss Hauptwe
Chemische Prozesskunde<br />
(„Stoffflüsse“)
Produktionsmengen wichtiger Chemikalien (Mio. t / Jahr)<br />
Welt 2001 Deutschland 2001 / 2005<br />
Schwefelsäure ~180 3.1 / 4.6<br />
Chlor 41 3.1 / 5.1<br />
Ammoniak 106 2.5 / 2.8<br />
Ethylen 92 5.0 / 5.4<br />
Propylen 51 3.4 / 3.6<br />
Benzen 31 2.6 / 2.2<br />
Toluen 14 0.6 / 0.7<br />
Styren 20 0.7 / 0.8<br />
Methanol 28 1.9 / 2.0<br />
Stickstoffdüngemittel 88<br />
Phosphatdüngemittel 36<br />
Kalisalze 25<br />
Chemiefasern 31<br />
Kunststoffe 182<br />
Synthesekautschuk 11<br />
Farben & Lacke 24 2.2 / 2.4<br />
Titandioxid 4
Produktionswerte<br />
EU
Produktionswerte<br />
BR Deutschland
World‘s top chemical companies (excluding pharmaceuticals)
Chemische Prozesskunde:<br />
Von Rohstoffen zu Grundchemikalien und Zwischenprodukten<br />
Erdöl / Erdgas und Kohle<br />
Elementzusammensetzungen (%)<br />
Erdöl Braunkohle Steinkohle<br />
(Anthrazit)<br />
Kohlenstoff 85 – 90 65 – 70* > 91,5*<br />
Wasserstoff 10 – 14 7* < 3,8*<br />
Sauerstoff 0 - 2 28 – 23* < 2,5*<br />
Stickstoff 0,1 - 2<br />
Schwefel 0,1 - 7<br />
Metalle Spuren<br />
Flüchtige Anteile 55 – 50 < 12<br />
Wasser 60 – 35 < 1<br />
* … bezogen auf wasser- und aschefreie<br />
Kohlesubstanz
Zusammensetzung – Verbindungsklassen<br />
- Nichtcyklische Alkane (Paraffine)<br />
- Cycloalkane (Naphthene)<br />
- Aromaten<br />
- Schwefelverbindungen<br />
Raffinerien<br />
Erdöl<br />
• Kraftstoff<br />
• Petrochemie<br />
Rektifikation (Destillation)<br />
Extraktion (l/l)<br />
Katalytische Reaktoren<br />
- Hydrotreater (HT) Entfernung von Katalysatorgiften (S-haltig)<br />
- Reformer Umwandlung Naphtha in Vergaserkraftstoff<br />
- Catcracker Spaltung langkettiger Paraffine<br />
- Hydrocracker Spaltung / Hydrierung langkettiger<br />
Paraffine<br />
Thermische Reaktoren<br />
- Steamcracker Spaltung<br />
- Coker Spaltung und Herstellung von Koks
Erdöl<br />
Siedebereiche<br />
(°C)<br />
C3/C4<br />
bis 20<br />
20 – 75<br />
75 – 175<br />
175 – 225<br />
225 – 350
Erdöl
Produkte von Kraftstoffraffinerien:<br />
Erdöl<br />
Kraftstofftypen<br />
- Vergaserkraftstoff Octanzahl „Klopffestigkeit“<br />
- Diesel Cetanzahl „Zündwilligkeit“<br />
- Kerosin<br />
- Heizöl<br />
- Schmieröl<br />
Research-Octanzahl (ROZ)<br />
Cetanzahl<br />
n-Heptan 0 α-Methylnaphthalin 0<br />
Cyclohexan 25 n-Hexadecan 100<br />
Isooctan 100 (Cetan)<br />
Benzen 106<br />
Toluen 115<br />
Methanol 110<br />
Rohbenzin (Destillat) 60-75 Dieselkraftstoff 45-50<br />
Hydrocracker-Benzin 85<br />
Catcracker-Benzin 90-92<br />
Reformat-Benzin 95-99<br />
Pyrolyse-Benzin 97-100
Erdöl<br />
Thermisches Cracken - „Visbreaking“<br />
T < 500°C<br />
(470-490°C)<br />
8 – 50 bar<br />
Rückstand der<br />
Atmosphärendestillation<br />
kurze Verweilzeit<br />
Umwandlung höher siedender Erdölfraktionen<br />
in Benzin, Diesel, Heizöl und Koks<br />
R-CH 2<br />
-CH 2<br />
-CH 2<br />
-CH 2<br />
-R‘ R-CH 2<br />
-CH 3<br />
+ CH 2<br />
=CH-R‘
Erdöl<br />
Thermisches Cracken<br />
Mittel-/ Hochtemperaturpyrolyse<br />
T > 500°C<br />
Fokus:<br />
Synthese von reaktionsfähigen<br />
niedermolekularen Verbindungen<br />
800 - 900°C:<br />
Ethen, Propen<br />
1300°C:<br />
Ethin<br />
thermodynamisch<br />
instabiler als C + H 2<br />
kurze Verweilzeit
Mittel-/ Hochtemperaturpyrolyse<br />
„Steamcracker“<br />
Erdöl<br />
Vorheizung 110°C<br />
Abkühlung<br />
(Quenchen)<br />
Mischung<br />
400°C 200°C<br />
L = 60-80 m; d = 0,1 m<br />
Typische Produktverteilung @ 810 – 880 °C (Ultrakurzzeit: 0,2 – 0,3 sec)<br />
Methan 15%<br />
Ethen 30%<br />
Propen 14%<br />
Butadien 4%<br />
Buten 4%<br />
Pyrolysebenzin (> C5) 28%
Aufar<strong>bei</strong>tung der Steamcracker-Gase<br />
Erdöl<br />
80-100 Böden<br />
150-200 Böden<br />
35 bar<br />
Ethanolamin<br />
als Waschmittel
Erdöl<br />
Katalytisches Cracken – „FCC“<br />
Katalysator: Zeolith Einsatz: Vakuumdestillat<br />
480 - 540°C<br />
Hauptproblem:<br />
Ablagerung von<br />
Koks auf Katalysator<br />
Anlagen bis 15.000 t/d<br />
Vorteile im Vergleich zum thermischen Cracken:<br />
- höhere Reaktionsgeschwindigkeit<br />
- hoher Anteil an C3/C4 Kohlenwasserstoffen im Crackgas<br />
- hoher Anteil an verzweigten Kohlenwasserstoffen im Crackbenzin
Erdöl<br />
Katalytisches Cracken – 2-stufiger Hydrocracker<br />
Katalysator: Zeolith, 300 - 450°C Einsatz: Vakuumdestillat, Rückstände<br />
1. Stufe: Hydrotreater<br />
(Entschwefelung)<br />
2. Stufe: Hydrocracker<br />
R-CH 2<br />
-SH + H 2<br />
R-CH 3<br />
+ H 2<br />
S<br />
R-CH 2<br />
-CH 2<br />
-CH 2<br />
-CH 2<br />
-R‘ + H 2<br />
R-CH 2<br />
-CH 3<br />
+ CH 2<br />
-CH 2<br />
-R‘<br />
sehr flexibles Verfahren (<strong>bei</strong> hohem Aufwand) - Anlagen bis 500.000 t/a
Erdöl<br />
Reforming (katalytisch)<br />
Katalysator: Aluminiumoxid / Platin, 490 – 550°C<br />
Wesentliche Reaktionen:<br />
1. Isomerisierung von n-Alkanen zu iso-Alkanen<br />
2. Isomerisierung von Naphthenen<br />
3. Dehydrierung von Naphthenen zu Aromaten (+ Wasserstoff)<br />
4. Dehydrocyclisierung von n-Alkanen zu Naphthenen (+ Wasserstoff)<br />
CH 3<br />
C H 3<br />
R<br />
C H 3<br />
R<br />
H 3<br />
C<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
+ 3 H 2<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
H 3<br />
C<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
+ H 2
Erdöl
Erdöl<br />
Effizientere<br />
Fahrzeuge<br />
Substitution<br />
durch Erdgas
Erdöl<br />
Organische Grundstoffe<br />
(petrochemische Raffinerie Steamcracker)<br />
PVC<br />
92 Mio t/a
Erdöl<br />
Organische Grundstoffe<br />
51 Mio t/a<br />
vgl.:<br />
Kunststoffe 182 Mio t/a<br />
davon PE & PP ~ 40%
Organische<br />
Grundstoffe
Organische Grundstoffe<br />
Erdöl
Organische Grundstoffe<br />
Erdöl
Erdgas<br />
Erdgasaufbereitung<br />
* )<br />
* )<br />
part. Oxidation CH 4 + 1,5 O 2 CO + 2 H 2 O<br />
Steamreforming CH 4 + H 2 O CO + 2 H 2<br />
Synthesegas
Erdgas<br />
Substitution<br />
von Kohle
Kohle<br />
1400°C, anaerob<br />
v.a. H 2 , CH 4<br />
< 150 t/a<br />
(inkl. Erdöl-basiert)<br />
„historisch“
Kohle<br />
Synthesegas (CO, H 2<br />
)<br />
Methanolsynthese,<br />
Hydroformylierung,<br />
Ammoniaksynthese<br />
Reduktionsgas (CO, H 2<br />
, CH 4<br />
)<br />
Erzreduktion<br />
Stadtgas (H 2<br />
, CH 4<br />
, CO, CO 2<br />
)<br />
Heizung<br />
C + O 2<br />
CO 2<br />
C + 2 H 2<br />
CH 4<br />
CO + 3 H 2<br />
CH 4<br />
+ H 2<br />
O<br />
C + CO 2<br />
2 CO<br />
CO + H 2<br />
O CO 2<br />
+ H 2<br />
C + H 2<br />
O CO + H 2
Kohle<br />
Winkler-Verfahren<br />
zur Kohlevergasung<br />
H 2<br />
O
Kohle<br />
Synthesegas zu Methanol ( „C1-Chemie“ Brennstoff)<br />
Katalysator: CuO/ZnO/Al 2<br />
O 3<br />
CO + 2 H 2<br />
CH 3<br />
OH -98 kJ/mol<br />
CO 2<br />
+ 3 H 2<br />
CH 3<br />
OH + H 2<br />
O -58 kJ/mol
Erdöl/Erdgas vs. Kohle<br />
Kat.:<br />
Fe/Co<br />
* )<br />
Kat.:<br />
Zeolite<br />
* )<br />
part. Oxidation<br />
Steamreforming<br />
Synthesegas
Erdöl/Erdgas vs. Kohle<br />
Fischer-Tropsch Verfahren (1925, Mülheim/R.)<br />
Katalysatoren auf Basis Co, Fe, Ni, Ru<br />
Alkane<br />
Alkene<br />
Alkohole
Erdöl/Erdgas vs. Kohle<br />
Methanol-to-Gasoline Verfahren (Mobile)<br />
Zeolit-Katalysatoren<br />
Exxon Mobile
Erdöl vs. Kohle
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Übersicht<br />
Gesamt Biomasse:<br />
Getreide<br />
170 * 10 9 t/a<br />
~2 * 10 9 t/a<br />
„erneuerbar“<br />
Holz ~2 * 10 9 t/a davon ~13% „chemisch“ genutzt<br />
Öle/Fette<br />
< 0.1 * 10 9 t/a<br />
82% pflanzlich<br />
(Soja, Raps, Sonnenblume, Palme)<br />
Sekrete/Extrakte<br />
z.B.: Kautschuk<br />
4 * 10 6 t/a<br />
~ 3% genutzt:<br />
- Nahrungsmittel<br />
- Energieträger<br />
- Werkstoff / Material<br />
rel. schnelle<br />
Steigerung<br />
Erdöl<br />
Erdgas<br />
~4 * 10 9 t/a<br />
~2 * 10 9 t/a
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Pflanzliche<br />
Biomasse<br />
© Cargill
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
aber:<br />
größerer,<br />
stark steigender<br />
Anteil an<br />
Deckung des<br />
Energiebedarfs
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Herstellung fettchemischer Grundchemikalien<br />
Soja<br />
Palm<br />
Raps<br />
Sonnenbl.<br />
Pressen<br />
Extrahieren<br />
Schmelzen<br />
Mitteldruck<br />
(170°C, 6-12 bar, Kat.)<br />
Hochdruck<br />
(260°C, 55 bar)<br />
(250°C, Kat.)<br />
(240°C, 90 bar)<br />
(200-250°C,<br />
200-300 bar)
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Derivate fettchemischer Grundchemikalien<br />
~90% Umwandlung an Carboxylgruppe<br />
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Kraftstoff auf fettchemischer Basis: Biodiesel<br />
Kapazität<br />
pro Anlage:<br />
bis 500.000 t/a<br />
(Lurgi)<br />
Ertrag an Rapssaat<br />
3–5 t/ha<br />
Produktion an Biodiesel (D):<br />
1,1 Mio. t (2001) 5 Mio. t (2005)
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Biodiesel<br />
- wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt<br />
- ist schwefelfrei (< 0,001 %)<br />
- senkt deutlich die Ruß-Emission (bis zu ca. 50%)<br />
- gibt <strong>bei</strong> der Verbrennung etwa soviel CO 2<br />
ab wie die Pflanze <strong>bei</strong>m Wachstum<br />
aufgenommen hat (geschlossener CO 2<br />
-Kreislauf)<br />
- enthält kein Benzol und keine anderen Aromaten<br />
- verringert die Kohlenwasserstoff-Emission (vor allem die Emission von polycyclischen<br />
aromatischen Kohlenwasserstoff)<br />
- ist biologisch leicht abbaubar und gefährdet <strong>bei</strong> Unfällen nicht Boden und Grundwasser<br />
- ist kein Gefahrgut (der Flammpunkt liegt <strong>bei</strong> ca. 170° C)<br />
- besitzt eine hohe Schmierfähigkeit und schont den Motor<br />
- ist eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichem Diesel
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Holz:<br />
Wichtige chemische<br />
Verbindungen<br />
40-55%<br />
30-35%<br />
20-30%
Holz:<br />
Chemischer Aufschluss<br />
Hauptweg:<br />
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
NaOH teilw. Lösung von Lignin<br />
Na 2 S vollst. Lösung von Lignin,<br />
teilw. Lösung von Hemicellulose<br />
~130 Mio. t/a
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Cellulose:<br />
Chemische Derivatisierung und Verwendung<br />
R-OH + NaOH + CS 2 ROC(S)SNa<br />
ROC(S)SNa + H 2 SO 4 R-OH + CS 2 + Na 2 SO 4<br />
~130 Mio. t/a<br />
4-5 Mio. t/a<br />
Glycerin<br />
(Weichmacher)
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Stärke<br />
aus Mais, Weizen, Reis, Kartoffel<br />
„traditionell“ (ca. 1990: 1 Mrd. t/a):<br />
überwiegend Ernährung
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Stärke:<br />
Chemische Verar<strong>bei</strong>tung und Verwendung<br />
*<br />
* siehe „Bioraffinerie“
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Zucker:<br />
Fermentative Verar<strong>bei</strong>tung und Verwendung<br />
aus Zuckerrohr, Rüben<br />
v.a.<br />
Saccharose<br />
Enzyme
Kraftstoff auf zuckerchemischer Basis: Bioethanol<br />
traditionell:<br />
aus Rohr- oder Rübenzucker<br />
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
in Kombination mit neuen Enzymen (z.B. Cellulasen):<br />
auch aus Cellulose oder anderen Polysaccharid-Quellen<br />
Ausfällung von<br />
Nichtzucker<br />
mit CaCO 3
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Bioethanol<br />
Anlagengrößen bis 500.000 t/a<br />
2001 2008<br />
Brasilien 10.000 >17.000<br />
USA 3.500 >28.000<br />
D 0 800<br />
Welt >60.000<br />
Mio. L /a
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
„Bio-Raffinerie“ als integriertes Konzept:<br />
Alternative und nachhaltige Wege von Rohstoffen zu chemischen Produkten<br />
(interdisziplinäre Entwicklung „Green Chemistry“)<br />
© FhI UMSICHT
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)
Petrochemische Raffinerie vs. Bioraffinerie<br />
Ressourcen<br />
chemische Reaktionen und Prozesse<br />
Produkte<br />
Raffinerie auf Basis fossiler Rohstoffe<br />
Ölfeld<br />
Erdöl<br />
Raffinerie<br />
Rektifikation<br />
Cracken<br />
Reforming<br />
Chemische<br />
Synthese und<br />
Reaktionstechnik<br />
Formulierung,<br />
Verar<strong>bei</strong>tung<br />
Raffinerie auf Basis nachwachsender Rohstoffe<br />
Feld Verar<strong>bei</strong>tung<br />
Landwirtschaft mechanisch<br />
Biomasse Extraktion<br />
Biochemische<br />
Transformation<br />
Chemische<br />
Transformation<br />
Formulierung,<br />
Verar<strong>bei</strong>tung<br />
Führende Rolle der Chemie<br />
Führende Rolle der Biotechnologie<br />
Gemeinsame Führung durch Chemie und Biotechnologie
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
©B. Kamm
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
©B. Kamm
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
Getreide-Bioraffinerie<br />
Grüne Bioraffinerie<br />
LCF-Bioraffinerie<br />
©B. Kamm
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
• Fraktionierung:<br />
z.B. Extraktion
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
© FhI UMSICHT<br />
Biokraftstoffe der 2. Generation:<br />
a) Pellet Niederdruckvergasung<br />
SynGas Fischer-Tropsch<br />
b) „BioSlurry“ Flash-Pyrolyse „Crude Oil“<br />
Status (Lurgi): 7 kg Stroh 1 L Kraftstoff @ 90 Cent
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
Herstellung flüssiger Kraftstoffe<br />
BioK 1. Generation<br />
BioK 2./3. Generation<br />
G. H. Vogel, CIT, 2007
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
© FhI UMSICHT<br />
Zwei-Plattformkonzept:<br />
Thermochemischer und biochemisch/chemischer Produktpfad<br />
in einer Bioraffinierie
Getreide-Bioraffinerie<br />
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
©B. Kamm
Ziel:<br />
Verar<strong>bei</strong>tungskapazität<br />
1,3 Mio t/Jahr
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Werkstoff auf Basis von Stärke (biologisch abbaubar)
Nachwachsende Rohstoffe (Biomasse)<br />
Werkstoff auf Basis von Stärke (biologisch abbaubar)<br />
Mater-Bi ® Produktionskapazität >100.000 t/Jahr<br />
© Novamont
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
Lignocellulose (LCF) Bioraffinerie<br />
©B. Kamm
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
O<br />
H<br />
O<br />
HO<br />
O<br />
H<br />
O<br />
HO<br />
O<br />
OH<br />
HO<br />
HO<br />
O<br />
OH<br />
OH
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
Monomer 1,3-propandiol (Bio-PDO)<br />
polymerisiert mit Terephthalsäure Sorona ® Polyester<br />
vgl. mit Nylon 6:<br />
30% Energieeinsparung, 55% weniger Treibhausgasemissionen<br />
© DuPont
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
HO<br />
OH<br />
O
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
Kapazität:<br />
140.000 t/a<br />
NatureWorks Biorefinery (Cargill), Blair, Nebraska, USA – seit 2002<br />
Maisstärke Polymilchsäure (PLA)<br />
= erste Synthesefaser 100% aus erneuerbaren Ressourcen
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie
Grüne Bioraffinerie<br />
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie<br />
©B. Kamm
Nachwachsende Rohstoffe – Bioraffinerie
Fließschemata
Fließschemata für verfahrenstechnische Anlagen<br />
(nach EN ISO 10628, 2000)<br />
Definitionen<br />
Verfahren (process): Ablauf von chemischen, physikalischen oder biologische<br />
Vorgängen zur Gewinnung, Transport oder Lagerung von Stoffen und Energie.<br />
Verfahrensabschnitt (process step): Teil eines Verfahrens, der in sich<br />
überwiegend geschlossen ist, umfasst einer oder mehrere Grundoperationen.<br />
Grundoperation (unit operation): nach der Lehre der Verfahrenstechnik der<br />
einfachste Vorgang <strong>bei</strong> der Durchführung eines Verfahrens.<br />
Werk (works): Örtliche Zusammenfassung von Anlagenkomplexen mit der<br />
dazugehörigen Infrastruktur.<br />
Anlagenkomplex (industrial complex): Anzahl einzelner oder miteinander<br />
verbundener verfahrenstechnischer Anlagen mit den dazugehörigen Gebäuden<br />
Verfahrenstechnische Anlage (process plant): für die Durchführung eines<br />
Verfahrens notwendige Einrichtungen und Bauten.<br />
Teilanlage (plant section): Teil einer verfahrenstechnischen Anlage, der<br />
zumindest zeitweise selbständig betrieben werden kann.<br />
Anlagenteil (equipment): Ausrüstungsteil einer verfahrenstechnischen Anlage<br />
wie Behälter, Kolonne, Wärmeaustauscher, Pumpe oder Kompressor.<br />
Fließschema (flow diagram): Zeichnerische Darstellung der Ablaufs, Aufbaus<br />
und der Funktion einer verfahrenstechnischen Anlage oder Anlagenteils.
Grundfließbild<br />
(auch Prinzipschema - DIN 28004, EN ISO 10628)<br />
schematische Darstellung der Schritte eines Verfahrens<br />
Grundinformation:<br />
- Bezeichnung der einzelnen Verfahrensabschnitte<br />
(<strong>bei</strong> Einzelanlagen: Benennung der Grundoperationen,<br />
<strong>bei</strong> Anlagenkomplexen: Bennennung der Teilanlagen)<br />
- Benennung der Hauptstoffe (Ein- und Ausgangsstoffe) - Edukte und Produkte<br />
- Fließrichtung der Hauptstoffe<br />
Zusatzinformation:<br />
- Benennung der Stoffe zwischen den Verfahrensabschnitten<br />
- Benennung weiterer Stoffe außer den Hauptstoffen<br />
- Stoffströme bzw. Stoffmengen<br />
- Benennung der Energieart oder der Energieträger<br />
- Energieflüsse bzw. Mengen von Energieträgern<br />
- charakteristische Betriebsbedingungen
Industriekomplex<br />
Werk<br />
Anlage<br />
Teilanlage<br />
Anlagenteil
Verfahren<br />
Verfahrensabschnitt<br />
Grundoperation
Verfahrensfließbild<br />
(auch Verfahrensschema - DIN 28004, EN ISO 10628)<br />
zeigt die Ar<strong>bei</strong>tsweise eines Verfahrens, enthält alle für das Verfahren<br />
erforderlichen Apparate und Maschinen sowie deren Schaltungen<br />
Grundinformation:<br />
- alle für das Verfahren erforderlichen Apparate, Maschinen und<br />
Hauptfließrichtungen (Hauptrohrleitungen, Haupttransportwege)<br />
- Benennung und Durchflüsse oder Mengen der Hauptstoffe<br />
- Benennung der Energieart oder der Energieträger<br />
- charakteristische Betriebsbedingungen<br />
Zusatzinformation:<br />
- Benennung und Durchflüsse bzw. Mengen der weiteren Stoffe innerhalb<br />
des Verfahrens<br />
- Energieflüsse bzw. Mengen von Energieträgern<br />
- wesentliche Armaturen (z.B. Ventile, Schaugläser, Berstscheiben)<br />
- Angaben über Mess- und Regeltechnik<br />
- charakteristische Betriebsbedingungen<br />
- Angaben über Größen von Apparaten und Maschinen<br />
- Höhenlage von Apparaten und Maschinen
Rohrleitungs- und Instrumentenfließbild<br />
(RI-Fließbild – DIN 28004, EN ISO 10628)<br />
zeigt die gesamte technische Ausrüstung einer Anlage mit den konstruktive<br />
Einzelheiten<br />
Grundinformation:<br />
- alle Apparate und Maschinen einschließlich installierter Reserve,<br />
alle Rohrleitungen bzw. Transportwege und alle Armaturen<br />
- Nennwerte, Druckstufe, Werkstoff und Ausführung der Rohrleitungen<br />
- Angaben zur Wärmedämmung von Apparaten, Maschinen und Rohrleitungen<br />
- Aufgabenstellung für Messen, Steuern und Regeln<br />
- kennzeichnende Größen von Apparaten und Maschinen<br />
- kennzeichnende Daten von Antriebsmaschinen<br />
Zusatzinformation:<br />
- Benennung und Durchflüsse bzw. Mengen von Energie bzw. Energieträgern<br />
- wichtige Geräte für Messen, Steuern und Regeln<br />
- wichtige Werkstoffe von Apparaten und Maschinen<br />
- Höhenlage von Apparaten und Maschinen
Mess- und Regelschema
Fließschemata<br />
Beispiel: Rektifikation von Erdöl<br />
Grundfließbild
Fließschemata<br />
Beispiel: Rektifikation von Erdöl<br />
Verfahrensfließbild
Fließschemata<br />
Beispiel: Rektifikation von Erdöl<br />
R&I-Fließbild zum Verfahrensfließbild (Teil: Reindestillation)
Mengenfließbilder<br />
Mengenstrombild
Mengenfließbilder<br />
Wärmestrombild
Verfahrensablaufplan<br />
(<strong>bei</strong> diskontinuierlichem /<br />
Chargen-Verfahren)
Planung und Bau von Anlagen<br />
Montageschema<br />
Aufstellungsplan<br />
Anlagenmodelle:<br />
1. Layout-Modell<br />
2. Grundmodell (1:33 oder 1:25)<br />
3. Rohrleitungsmodell<br />
CAD-Modelle