Chemische Technik - Bibliothek · 2007. 3. 6. · 2 Mechanische Verfahrenstechnik Matthias Bohnet,...

Chemische Technik

Prozesse und Produkte

Band 1

Methodische GrundlagenHerausgegeben von

Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa,Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH

WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

Inhalt

Vorwort XI

1 Zukunft der chemischen TechnikUtz-Helmuth Felcht 1

2 Mechanische Verfahrenstechnik

Matthias Bohnet, Reinhard Polke, Bernd Sachweh, Jürgen Raasch, Otto Molerus,

Kurt Leschonski, Friedrich Löfßer, Eberhardt Schmidt, Harald Anlauf, Klaus Schönert,

Helmar Schubert, Stefan Hogekamp, Karl Sommer, Jörg Schwedes 35

3 Thermische Verfahrenstechnik

Jürgen Cmehling, Michael Kleiber, Sven Steinigeweg 307

4 Chemische ReaktionstechnikManfred Baems, Albert Renken 453

5 KatalyseJens Weitkamp, Roger Gläser 645

6 Anlagen- und Arbeitssicherheit

Volker Pilz 719

7 Gewerblicher Rechtsschutz und Intellectual PropertyMatthias Schäfer, Volker Bugdahl, Oswald Helmling, Gerhard Olbricht 807

Stichwortverzeichnis 883

1

Zukunft der chemischen Technik

Utz-Helmuth Felcht

1 Einleitung 3

2 , Chemie - Schlüsseltechnologie mit Zukunft 4

2.1 Meilensteine der Chemie 42.1.1 Vor 150 Jahren 42.1.2 Vor 100 Jahren 52.1.3 Vor 50 Jahren 52.2 Chemie im 21. Jahrhundert 6

3 Chemische Industrie - ein fundamentaler Wirtschaftsfaktor 73.1 Internationale Positionierung 73.2 Struktur der chemischen Industrie 10

4 Unternehmen im Wandel 114.1 Konsolidierung und Fokus sierurig 114.2 Geschäftsmodelle der Zukunft 134.3 Wandel durch Innovation 164.3.1 Beispiel Werkstoffe 184.3.2 Beispiel neue Methoden 19A3.3 Beispiel Nanomaterialien 204.3.4 Beispiel Biotechnologie 214.3.5 Beispiel Pflanzenschutz 224.4 Industrie und Wissenschaft 23

5 Nachhaltigkeit in der Chemie 265.1 Responsible Care 275.1.1 Umweltschutz 285.1.2 Produktverantwortung 285.1.3 Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz 295.1.4 Anlagensicherheit und Gefahrenabwehr 295.1.5 Transportsicherheit 305.1.6 Dialog 30

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 1: Methodische Grundlagen.Copyright © 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-30767-2

2j 1 Zukunft der chemischen Technik

5.2 Corporate Citizen 305.3 Green Chemistry 33

6 Trends und Perspektiven 34

Chemische Technik


Band 2

Neue TechnologienHerausgegeben von

Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa,

Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


Inhalt

Vorwort XI

1 Integrierter Umweltschutz 1

Ulrich Bornewasser, Ute Müller-Eisen, Jürgen Wiesner

2 Umwelttechnik 41

Jürgen Wiesner, Helmut Seifert, Thomas Kolb, Martin Kranert, Erwin Thomanetz,

Gernot Mayer-Schwinning, Götz-Gerald Borger, Stefan Neumann, Jürgen Klein

3 Prozessanalyse und -Synthese: Modellierung, Simulation und Optimierung 161

Ulf Plöcker, Ralf Janowsky, Heiko Briesen, Wolfgang Marquardt

4 Prozessleittechnik in der chemischen Industrie 327Hans Schuler, Michael Kloska, Andreas Steinweg

5 Hochdurchsatz-Untersuchungen 549

Ferdi Schüth

6 Biotechnologie 587

Barbara Diehl, Karlheinz Drauz, Andreas Karau, Oliver May

7 Gentechnologie 727

Sabine Minol, Hans Günter Gassen

8 MikroVerfahrenstechnik 759

Elias Klemm, Markus Rudek, Georg Markowz, Rüdiger Schütte

9 Nanomaterialien und Nanotechnologie 821

Karsten Wegner, Sotiris E. Pratsinis, Michael Köhler


1Integrierter Umweltschutz

Ulrich Bornewasser, Ute Müller-Eisen, Jürgen Wiesner

1 Geschichte des Umweltschutzes 21.1 Auf dem Weg zu einem nachhaltigen Umweltschutz 21.2 Additive Maßnahmen 41.3 Grenzen der Entsorgung 5

2 Integrierte Maßnahmen 6

2.1 Ansatzpunkte 62.2 Beispiele aus der Praxis 102.2.1 Silicone 102.2.2 Adipinsäure 112.2.3 Toluylendiisocyanat (TDI) 132.2.4 Styrol-Acrylnitril (SAN) 142.2.5 Latex 152.2.6 Chlorherstellung 172.2.7 Herstellung von hydriertem Nitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) 202.2.8 Herstellung von Bisphenol A 212.3 Vernetzter Umweltschutz 212.4 Resultate des produktionsintegrierten Umweltschutzes 23

3 Produktintegrierter Umweltschutz 24

3.1 Bewertungssysteme für Produkte 253.2 Individuelle Entwicklungen für produktintegrierten Umweltschutz 293.2.1 Bioabbaubare Dispergiermittel und Komplexbildner 293.2.2 Enzyme als Textilhilfsmittel 313.2.3 Saatgutbehandlung-weniger Wirkstoff durch gezielte Anwendung 323.3 Kooperationen für produktintegrierten Umweltschutz 343.3.1 Lackierung von Automobilkarossen 343.3.2 Kooperationen entlang der Produktionskette textiler Bodenbeläge 36

4 Literatur 39

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 2: Neue Technologien.Copyright © 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-31032-0

Winnaclcer * Küchler

Chemische Technik


Band 3

Anorganische Grundstoffe, ZwischenprodukteHerausgegeben vonRoland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa,Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


Inhalt

Vorwort XI

1 Schwefel und anorganische Schwefelverbindungen 1

Kurt-Wilhelm Eichenhofer, Karin Huder, Egon Winkler, Karl H. Daum

2 Anorganische Stickstoffverbindungen 173

Thomas Böhland, Ernst Gail, Stephen Cos, Theo van Hoek, Rupprecht Kulzer,

Bernd Langanke, Willi Ripperger, Peter M. Schalke, Hans Jörg Wilfinger

3 Phosphor und Phosphorverbindungen 343

Heinz Harnisch, Gero Heymer, Werner Klose und Klaus Schrödter

Bearbeitet und aktualisiert von Rob de Ruiter und Willem Schipper

4 Chlor, Alkalien und anorganische Chlorverbindungen 427

Klaus Blum, Peter Schmittinger

5 Natriumchlorid und Alkalicarbonate 545

Andreas Leckzik, Franz Götzfried, Leon Ninane

6 Anorganische Verbindungen des Fluors 599

Albrecht Marhold, Jens Peter Joschek

7 Borverbindungen 657

Birgit Bertsch-Frank, Cordula Terbrack

8 Peroxoverbindungen 675

GustaafGoor, Eberhard Hagel, Sylvia Jacobi, Wolfgang Leonhardt, Werner Zeiss,

Klaus Zimmermann

9 Carbide und Kalkstickstoff 767

Friedrich Wilhelm Dorn, Herwig Höger, Klaus Liethschmidt, Georg Strauß

Neu bearbeitet von Klaus Englmaier

VI | Inhalt

10 Siliciumverbindungen 803Dieter Kerner, Norbert Schall, Wolfgang Schmidt, Ralf Schmoll, Jost Schürtz

11 KohlenstofFprodukte 891Gerd Collin, Wilhelm Frohs, Jürgen Behnisch, Gerd-Peter Blümer,

Peter K. Bachmann, Peter Scharf

12 Wasser 1041Jutta Jahnel, Markus Ziegmann, Fritz H. Frimmel


1

Schwefel und anorganische Schwefel Verbindungen

Kurt-Wilhelm Eichenhofer (1, 3-7), Karin Huder (2), Egon Winkler (3, 4),

Karl H. Daum (3, 4)

1 Erzeugung und Verbrauch von Schwefel und anorganischen

Schwefelverbindungen 5

1.1 Rohstoffsituation von Schwefel und Schwefel-Äquivalenten 51.2 Mengenentwicklung von Schwefel- und Schwefelsäureerzeugung/

-verbrauch 71.3 Verwendung von Schwefel und Schwefelsäure 13

2 Elementarer Schwefel 16

2.1 Eigenschaften 162.1.1 Physikalische Eigenschaften 162.1.2 Chemische Eigenschaften 182.2 Entschwefelung von Erdgas, Erdöl und Kohle 202.2.1 Entschwefelung von Erdöl 202.2.2 Entschwefelung von Gasen 212.2.2.1 Absorption mit Hilfe von chemischen oder physikalischen Lösemitteln,

Herstellung von Gasen mit aufkonzentriertem H2S 212.2.2.2 Direkte Umsetzung von H2S in Redox-Prozessen 222.2.2.3 Biologische Entfernung 222.2.2.4 Claus-Verfahren 222.2.2.5 Selectox 252.3 Entgasung 252.4 Reinheit 262.5 Endgasreinigung 272.5.1 Katalytische Reinigung von Claus-Tailgas oberhalb des

Schwefeltaupunktes 272.5.2 Katalytische Reinigung von Claus-Tailgas unterhalb des

Schwefeltaupunktes 272.5.3 Prozesse basierend auf Claus-Tailgas in flüssiger Phase 292.5.4 Prozesse mit reduziertem Claus-Tailgas 302.5.5 Weitere Prozessvarianten 302.6 Verfestigung, Lagerung und Transport von Schwefel 32

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 3: Anorganische Grundstoffe, Zwischenprodukte.Copyright © 2005 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-30768-0

1 Schwefel und anorganische Schwefelverbindungen

2.6.1 Verfestigung 322.6.2 Lagerung und Transport 33

3 Schwefeldioxid 343.1 Eigenschaften von Schwefeldioxid 343.2 Bereitstellung schwefeldioxidhaltiger Gase 353.2.1 Überstöchiometrische Schwefelverbrennung 373.2.2 Unterstöchiometrische Schwefelverbrennung 403.2.3 Herstellung von Dampf bei der Schwefelverbrennung 423.2.4 SO2-haltige Gase aus Rost-und Spaltprozessen für die

Schwefelsäureherstellung 443.2.4.1 SO2-haltige Gase aus metallurgischen Prozessen 443.2.4.2 SO2-haltige Gase aus der thermischen Spaltung von flüssigen

schwefelsäurehaltigen Abfällen 443.2.4.3 SO2-haltige Gase aus der thermischen Spaltung von Eisensulfat und

Abfallsäure bei der Titandioxidherstellung 473.2.4.4 SO2-haltige Gase aus der thermischen Spaltung von Calciumsulfaten 493.3 Reinigung von SO2-haltigen Gasen 503.3.1 Kühlung und Elektrostatische Gasreinigung (EGR) 523.3.2 Waschverfahren 523.3.3 Quecksilberabtrennung 553.3.4 Arsenentfernung 573.4 Herstellung von flüssigem SO2 583.5 Lagerung und Verwendung von flüssigem SO2 63

4 Schwefelsäure 644.1 Eigenschaften von Schwefelsäure und Oleum 654.2 Herstellung von SO3 aus SO2 durch Katalyse 674.2.1 Katalysatoren 73 .4.2.2 Technische Umsetzung der Gleichgewichtsreaktion 764.2.2.1 Unsteady-State-Verfahren 804.2.2.2 Einfachkatalyse und Doppelkatalyse (Steady-State-Verfahren) 814.2.3 Verbleib des Katalysators 874.3 Absorption von SO3 in Schwefelsäure 894.3.1 Gegenstrom-und Gleichstromabsorption 894.3.2 Arbeitsbereich der Schwefelsäureabsorption 904.4 Verfahrensschritte des Schwefelsäureprozesses 924.4.1 Gasteil 924.4.1.1 Kontaktapparat, Kontakthorde 934.4.1.2 Gas/Gas-Wärmeaustauscher 964.4.1.3 Luftvorwärmung 974.4.1.4 Verdichter 974.4.1.5 Kamin 984.4.2 Säureteil 994.4.2.1 Trockner und Absorber 100

7 Schwefel und anorganische Schwefeherbindungen | 3

4.4.2.2 Säurekühler 1034.4.2.3 Pumpen 1064.4.2.4 Gasfilter 1074.4.2.5 NOx-Entfernung 1094.4.3 Dampfteil 1104.4.3.1 Speisewasservorwärmung 1104.4.3.2 Dampfkessel 1104.4.3.3 Economiser 1124.4.3.4 Überhitzer 1124.4.3.5 Dampfturbine 1134.5 Energiegewinnung im Schwefelsäureprozess 1134.5.1 Gesamtprozess 1144.5.2 Energiebetrachtung bei der Kontaktierung 1164.6 Abgasreinigung 1174.7 Verfahrensdarstellung einer Anlage mit Schwefelverbrennung und

Doppelkatalyse 1204.8 Verfahrensdarstellung einer Anlage mit Erzröstung und

Doppelkatalyse 1224.9 Verfahrensdarstellung einer Anlage für niedere SO2-Gehalte mit

Einfachkatalyse und Endgaswäsche 1234.10 Herstellung von Oleum und Schwefeltrioxid 1244.11 S chwefelsäurekonzentrierung 1274.12 Einstellung verschiedener Schwefelsäure- und Oleum-

Konzentrationen 1294.13 Lagerung und Transport von Schwefelsäure und Oleum 1294.14 Werkstoffe 1304.15 Prozessüberwachung, Qualität und Analytik 133

5 Herstellung und Verwendung der anorganischenSchwefelverbindungen 136

5.1 Bisulfite 1365.1.1 Natriumbisulfit 1365.1.2 Magnesiumbisulfit (Mg(HSO3)2) 1375.1.3 Ammoniumbisulfit (NH4HSO3) 1385.2 Natrium/Kalium-Sulfit/Disulfit 1385.2.1 Natriumsulfit (Na3SO3) 1385.2.2 Kaliumsulfit (K2SO3) 1395.2.3 Natriumdisulfit (Na2S2O5) 1395.2.4 Kaliumdisulfit (K2S2O5) 1405.2.5 Magnesiumsulfit (MgSO3) 1405.3 Thiosulfat 1415.3.1 Ammoniumthiosulfat ((NH4)2S2O3) 1415.3.2 Natriumthiosulfat (Na2S2O3) 1425.4 Natriumdithionit (Na2S2O4) 1435.5 Natriumhydrogensulfid (NaHS) und Natriumsulfid (Na2S) 146

4 | 7 Schwefel und anorganische Schwefeherbindungen

5.6 Schwefelchloride 1465.7 Thionylchlorid (SOC12) 1475.8 Sulfurylchlorid (SO2C12) 1485.9 Anorganische Sulfonsäuren 2495.10 Schwefelsäure electronic grade (H2SO4) 2505.11 Natriumhydrogensulfat (NaHSO4) 1525.12 Natriumsulfat/Kaliumsulfat 2525.13 Ammoniumsulfat ((NH4)2SO4) 2545.14 Calciumsulfate (CaSO4 • xH2O) 2555.15 Zinksulfat (ZnSO4) 2575.16 Bariumsulfat (BaSO4) 1585.17 Eisensulfate (Fe(II), Fe(III)SO4) 2585.18 Schwefelkohlenstoff (CS2) 160

6 Vorschriften in Deutschland/EU 2626.1 Bestimmungen der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft in

Deutschland 1626.2 Best available techniques (BAT) für Schwefel- und

Schwefelsäureproduktion 2646.3 Verordnungen 2656.3.1 Störfallstoffe SO2) SO3 2656.3.2 Luftgrenzwerte für SO2, SO3, H2SO4 2666.3.3 Krebserzeugende Wirkung von schwefelsäurehaltigen Aerosolen 167

7 Literatur 268

Chemische Technik


Band 4

Energieträger, Organische GrundstoffeHerausgegeben von

Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa,Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


Inhalt

Vorwort XI

1 Aufsuchung, Gewinnung und Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen 1Kurt M. Reinicke, Norbert Liermann, Rolf Remer, Gunter Alfke

2 Verarbeitung von Stein-und Braunkohle 231Wolfgang Wanzl mit Einzelbeiträgen von Bernhard Bonn, Reiner Janitschek,

Ingomar Köhler, Udo Maerz, Peter C. W. Stephan, Franz Verfuß,

unter Mitarbeit von K.-H. Kathöwer, S. Schäfer, F. Stormanns

Roman Kurtz, Jörg Abraham, Andree Henze unter Mitarbeit von Friedrich Berg

3 Chemierohstoffe aus Erdöl und Erdgas 523Stefan Ernst, Wilfried Petzny

4 Chemierohstoffe aus Kohle 661Gerd Collin,Jörg Schmalfeld, Manfred Kaiser, Jörg Talbiersky, Roudolf Aust

5 Verfahren auf Basis Synthesegas 783Walter Boll, Michael Claeys, Boy Cornils, Wilhelm Keim, Frank Rößner, Eric van Steen

6 Industriegase 899Heinz-Wolfgang Häring, Heinz Bauer, Michael Berger, Harald Klein,

Matthias Meilinger, Johann Raab, Harald Ranke, Jaco Reijerkerk, Hans Schmidt,

Dirk Schwenk, Hermann Stenger, Dieter Tillmann, Bernhard Valentin, Kurt Wilde

7 Wasserstofftechnologie 1107Joachim Wolf, Oliver Weinmann, Michael Bracha, Katharina Seitz, Gerhard Sextl


1

Aufsuchung, Gewinnung und Verarbeitung von

Kohlenwasserstoffen

1: Aufsuchung und Gewinnung von Kohlenwasserstoffen

Kurt M. Reinicke, Norbert Liermann, RolfRemer

2: Die Verarbeitung von Erdöl

Gunter Alfke

1 Aufsuchung und Gewinnung von Kohlenwasserstoffen 6

1.1 Einleitung 61.1.1 Geschichtliche Entwicklung 61.1.2 Energiebedarf und Vorrats Situation 91.1.3 Reserven und Förderung 111.1.4 Ressourcen 121.1.4.1 Ölsande, Teersande 141.1.4.2 Ölschiefer 141.1.4.3 Erdgas aus dichten Lagerstätten 251.1.4.4 Kohleflözgas 161.1.4.5 Gashydrate 161.1.4.6 Aquifergas 171.2 Entstehung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenwasserstoff-

Lagerstätten 171.3 Lagerstätteninhalt und Eigenschaften von Erdöl und Erdgas 201.3.1 Lagerstätteninhalt, statisch (Volumetrie) 201.3.1.1 Lagerstättendruck 211.3.1.2 Lagerstättentemperatur 211.3.2 Lagerstätteninhalt, dynamisch (PVT-Beziehungen) 211.3.2.1 Druck-Temperaturbeziehungen 221.3.2.2 Druck-Volumenbeziehungen für Erdöle 231.3.2.3 Formations-Volumen-Faktor 241.3.2.4 Viskosität 241.3.2.5 Realgasfaktor 251.3.3 Lagerstätten, dynamisch (Fließbewegungen) 25

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 4: Energieträger, Organische Grundstoffe.Copyright © 2005 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-30769-9

7 Aufsuchung, Gewinnung und Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen

1.3.3.1 Materialbilanzrechnungen und Verdrängungstheorien 261.3.3.2 Lagerstättensimulation 271.3.4 Verhalten von Erdöl und Erdgas bei Förderung, Aufbereitung und

Transport 271.3.4.1 Ölfeldaufbereitung 281.3.4.2 Verhalten von Erdgas bei Druckentspannung 281.3.4.3 Verhalten von Erdgas bei Verdichtung 291.3.4.4 Erdgashydrate 301.3.5 Rohrströmung von Erdöl und Erdgas 301.3.5.1 Rohrströmung von Erdöl 311.3.5.2 Rohrströmung von Erdgas 311.3.6 Kohlenwasserstoffe als Brennstoffe 311.4 Suche nach Erdöl und Erdgas 331.4.1 Beckenanalyse 331.4.2 Geophysikalische Messungen 341.4.3 Seismische Verfahren 34IAA Umweltschutz 371.4.5 Beckenmodellierungen 371.5 Bohren nach Erdöl und Erdgas 371.5.1 Bohrverfahren 381.5.1.1 Das Rotary Verfahren 391.5.1.2 Spezielle Rotary Antriebe: »Top-Drive« und

Untertageantrieb 421.5.1.3 Spezielle Bohrtechniken: Ablenkungen, Horizontalbohrungen,

Multilateralbohrungen, Low-Head-/Under-Balanced-Drilling,Slim-Hole-Drilling 42

1.5.2 Spezielle Verrohrungstechniken: Expandable Technologie 441.5.3 Meeresbohrtechnik 451.5.4 Bohrungsplanung 451.5.5 Umweltschutz 461.5.6 Bohrungsüberwachung 471.5.7 Bohrungskomplettierung 481.6 Entwicklung von Erdöl-und Erdgasvorkommen 491.6.1 Beobachtungen 501.6.2 Interpretationen 501.6.3 Berechnungen 511.6.4 Entwicklungsentscheidungen 511.6.5 Onshore-Entwicklungen 521.6.6 Offshore-Entwicklungen 521.6.7 Technische Regeln für die Entwicklung 551.7 Gewinnung von Erdöl und Erdgas 551.7.1 Bohrungen 561.7.1.1 Einfluss der Lagerstätteneigenschaften 561.7.1.2 Verfahren zur Verbesserung der Zuflussbedingungen 571.7.1.3 Messungen zur Kontrolle der Ausbeute einer Lagerstätte 58

7 Aufsuchung, Gewinnung und Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen I 3

1.7.1.4 Einfluss der produzierten und injizierten Fluide auf dasBohrungsverhalten 59

1.7.1.5 Förderung von Erdöl 601.7.1.6 Förderung von Erdgas 621.7.2 Aufbereitung von Erdöl und Erdgas 631.7.2.1 Verfahrens schritte zur Aufbereitung von Erdöl und Erdgas 641.7.2.2 Aufbereitung von Erdöl 671.7.2.3 Aufbereitung von Erdgas 671.7.2.4 Erdgasverflüssigung 711.7.2.5 Allgemeine Sicherheit und Umweltschutz 741.8 Transport von Erdöl und Erdgas 751.8.1 Leitungstransport 761.8.1.1 Leitungstransport Onshore 781.8.1.2 Leitungstransport Offshore 791.8.2 Schiffstransport bei Offshore-Produktion 801.8.3 Schiffstransport von Erdgas 811.9 Speicherung von Erdöl und Erdgas 821.9.1 Untertagespeicher 821.9.1.1 Kavernenspeicher 841.9.1.2 Porenspeicher 841.9.1.3 Röhrenspeicher 851.9.2 Übertagespeicher 851.10 Prozesssteuerung und intelligente Überwachung bei Gewinnung,

Transport und Speicherung 861.11 Rückbau und Rekultivierung der Produktions-, Transport- und

Speicheranlagen 871.11.1 Onshore 881.11.2 Offshore 891.12 Wirtschaftliche Bedeutung von Erdöl und Erdgas 901.13 Literatur 92

2 Die Verarbeitung von Erdöl 98

2.1 Einleitung 982.1.1 Ein kurzer Blick in Geschichte und Bedeutung 982.1.2 Verbrauch, Versorgung und Verarbeitung 101"2.2 Chemie des Erdöls - Grundlage seiner Verarbeitungsverfahren 1042.3 Die Produkte der Raffinerie 1112.3.1 Raffineriegas 1152.3.2 Flüssiggas 1162.3.3 Rohbenzin 1162.3.4 Ottokraftstoffe 1172.3.5 Flugbenzin 1212.3.6 Flugturbinenkraftstoff 1222.3.7 Leuchtpetroleum 1222.3.8 Dieselkraftstoff 123

7 Aufsuchung, Gewinnung und Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen

2.3.9 Leichtes Heizöl 1252.3.10 Schmieröle und -fette 1262.3.11 Schweres Heizöl 1282.3.12 Schiffsbrennstoffe 1302.3.13 Bitumen 1312.3.14 Petrolkoks 1332.3.15 Wachse, Paraffine, Vaseline 1332.3.16 Schwefel 1342.4 Chemie erdölfremder Stoffe in Erdölprodukten und Prozessen 1342.4.1 Sauerstoffhaltige Kraftstoffkomponenten 1352.4.2 Additive 1362.4.3 Synthetische Schmierstoffe 1372.4.4 Katalysatoren 1372.5 Auswirkungen der Umweltpolitik auf die Raffinerieverarbeitung 1382.5.1 Anlagenbezogene Regelungen 1392.5.1.1 Luft und Lärm 1392.5.1.2 Wasser 1412.5.1.3 Boden (Bodenschutzgesetz) 1412.5.2 Produktbezogene Regelungen 1422.5.2.1 Blei 1422.5.2.2 Schwefel 1442.5.2.3 Bestimmte Kohlenwasserstoffe 2482.5.2.4 Altöl 1502.6 Vom Rohöl zur Komponente - der Weg durch die

Verarbeitungsanlagen 1502.6.1 Trennverfahren 1532.6.1.1 Rohöldestillation unter Atmosphärendruck 1532.6.1.2 Vakuumdestillation 1612.6.1.3 Deisopentanizer 1622.6.2 Umwandlungsverfahren 1632.6.2.1 Katalytisches Reformieren 1632.6.2.2 Isomerisieren 1662.6.2.3 Alkylieren 2662.6.2.4 MTBE, ETBEundTAME 268 -2.6.2.5 Thermisches Cracken 2692.6.2.6 Visbreaking 2692.6.2.7 Katalytisches Cracken 2722.6.2.8 Hydrocracken 2752.6.2.9 Petrolkoksherstellung 2772.6.2.10 Bitumenherstellung 2792.6.2.11 Wasserstoffanlage/Synthesegaserzeugung 2802.6.3 Nachbehandlung 2822.6.3.1 Süßung von Benzin 2822.6.3.2 Katalytisches Entschwefeln 2822.6.3.3 Adsorptive Entschwefelung 285

7 Aufsuchung, Gewinnung und Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen 5

2.6.3.4 Schwefelgewinnung 1852.6.3.5 Schmierölherstellung 2882.6.3.6 Herstellung von Schmierfetten 2932.6.3.7 Paraffine, Wachse und Vaseline 1942.6.4 Mischanlage für Fertigprodukte - Inline-Blender 2942.6.5 Neben-und Hilfsanlagen 1952.6.5.1 Kraftwerk/Kesselhaus. Brennstoffversorgung 1952.6.5.2 Kühlsysteme 1972.6.5.3 Wasserversorgung und Abwasserreinigung 2982.6.5.4 Tanklager 2012.6.5.5 Verladung von Fertigprodukten 2022.6.6 Sicherheitsfragen 2032.7 Transport und Transportmittel 2052.7.1 Rohöltransport mit Tankern 2062.7.2 Produktentransport 2092.7.2.1 Schiene 2092.7.2.2 Straße 2092.7.2.3 Wasserweg 2092.7.2.4 Leitungstransport 2202.8 Randfragen oder Zukunft? Welche Energiequellen gibt es als Ersatz für

Erdöl? 2202.8.1 Alternative Kraftstoffe 2202.8.1.1 Wasserstoff 2102.8.1.2 Erdgas 2222.8.1.3 Alkohole: Methanol und Ethanol 2222.8.1.4 Kohlebenzin 2132.8.1.5 Biodiesel 2242.8.2 Ölschiefer, Ölsande und Naturbitumen 2142.8.2.1 Ölschiefer und Ölsande 2242.8.2.2 Naturbitumen und Schwersterdöle 2152.8.2.3 Glossar 2262.9 Literatur 224

Chemische Technik


Band 5

Organische Zwischenverbindungen, PolymereHerausgegeben vonRoland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa,Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


Inhalt

Vorwort XV

1 Aliphatische Zwischenprodukte 1Arno Behr mit Beiträgen von Jörg Arnold, Philip Bahke, Arno Behr, Dietmar Dehn,

Michael Dettmer, Markus Dugal, Achim Fischer, Roland Fornika, Matthias

Frauenkron, Bernhard Gutsche, Andreas Heidbreder, Wilhelm Keim, Joachim Knebel,

Johann-Peter Melder, Ingolf Mielke, Klaus Noweck, Gerit Pelzer, Sonja Rothstock,

Rene Schöbet, Joachim Schuler, Christian Schulte, Albrecht Schwerin, Joachim Seuster,

Gerhard Wegener und Andreas Wölfert

2 Aromatische Zwischenprodukte 267Marcel Liauw, Thomas Prinz, Hans-Martin Weber, Andreas Reitzmann

basierend auf dem Beitrag aus der 4. Auflage von Heinz Ulrich Blank, Walter

Hohmann, Dietrich Liebsch, Siegbert Rittner, Klaus Warning, Rudolf Wirtz

3 Kunststoffe 465

Klaus Albrecht, Franz-Erich Baumann, Burkhard Boeke, Ludwig Böhm,

Radu Bordeianu, Davide Brizzolara, Harald Cherdron, Jürgen Fietz, Gerhard Fink,

Herbert Fitz, Andreas Frahm, Wolfgang Friederichs, Thorsten Goldacker, Heinrich

Hähnsen, Wilfried Hatke, Hanno Hückstädt, Oliver Jünger, Wilhelm Keim, Klaus

Konejung, Mirko Kreitschmann, Udo Maier, Marta Martin-Portugues, Gerben Meier,

Thierry Meyer, Karl-Fried rieh Mück, Philip Nising, Georg Oenb'rink, Jochem Pater,

Janosch Recker, Oliver Reese, Gunter Reitzel, Gerhard Reuschel, Thomas Rüb, Eva

Rüba, Günter Sehen, Theodorus J.B. Schroots, Joachim Seibring, Dirk Steinmeister,

Hans-Guido Wirtz, Peter Zugenmaier

4 Elastomere 821Michael Arndt-Rosenau

5 Chemiefasern 897Thomas Gries, Helmut Sattler

VI Inhalt

6 Silicone 1095Bernd Pachaly, Frank Achenbach, Christian Herzig und Konrad Mautner

7 Chemisch-technische Verwertung von Biomasse 1215Walter Kaminsky, Dietrich Meier, Jürgen Puls

8 Mikrobiologische Herstellung chemischer Grundstoffe 1377

Udo Kragl, basiert auf dem Kapitel der 4. Auflage von Uwe Faust


1

Aliphatische Zwischenprodukte

Arno Behr

mit Beiträgen vonJörg Arnold, Philip Bahke, Arno Behr, Dietmar Dehn, Michael Dettmer, Markus Dugal,

Achim Fischer, Roland Fornika, Matthias Frauenkron, Bernhard Gutsche, Andreas

Heidbreder, Wilhelm Keim, Joachim Knebel, Johann-Peter Melder, Ingolf Mielke, Klaus

Noweck, Gerit Pelzer, Sonja Rothstock, Rena Schöbel, Joachim Schuler, Christian Schulte,

Albrecht Schwerin, Joachim Seuster, Gerhard Wegener und Andreas Wölfert

1

22.12.1.12.1.1.12.1.1.22.1.22.1.2.12.1.2.22.1.2.32.1.32.1.42.1.4.12.1.4.22.1.4.32.1.4.42.1.52.1.62.1.6.12.1.6.22.1.6.32.1.72.1.7.12.1.7.22.1.7.3

Einleitung 7

Halogenverbindungen 7Chlorverbindungen 9Methylchlorid 11Hydrochlorierung von Methanol 12Verwendung 13Methylenchlorid 13Methanchlorierung 13Oxychlorierung von Methan 17Verwendung 27Chloroform 17Tetrachlorkohlenstoff 17Stöchiometrische Methanchlorierung 18Chlorierung von Schwefelkohlenstoff 18Chlorolyse-Reaktionen 18Verwendung 2 9Ethylchlorid 191,2-Dichlorethan 20Chloraddition an Ethen 21Oxychlorierung von Ethen 22Verwendung 24Vinylchlorid 251,2-Dichlorethan-Spaltung 25Andere Verfahren 27Kombinationsprozesse 27

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 5: Organische Zwischenverbindungen, Polymere.Copyright © 2005 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-30770-2

7 Aliphatische Zwischenprodukte

2.1.7.4 Verwendung 282.1.8 I,l,l-Trichlorethanundl,l-Dichlorethen 282.1.9 Trichlorethen und Tetrachlor ethen 302.1.10 Allylchlorid 322.1.11 Chloropren 332.1.12 Längerkettige Chloraliphaten 342.2 Fluorverbindungen 35

3 Alkohole 383.1 Kurzkettige Alkohole (C2 bis C4) 393.1.1 Ethanol 423.1.1.1 Indirekte Hydratisierung von Ethen 433.1.1.2 Direkte Hydratisierung von Ethen 433.1.1.3 Neue Verfahrensentwicklungen 453.1.1.4 Verwendung 453.1.2 Propanole 463.1.2.1 n-Propanol 463.1.2.2 Isopropanol 473.1.3 Butanole 503.1.3.1 n-Butanol und Isobutanol 523.1.3.2 Sek- und tert-Butanol 523.1.3.3 Verwendung 533.1.4 Allylalkohol 533.1.4.1 Herstellungsverfahren 533.1.4.2 Verwendung 543.2 Langkettige Alkohole 553.2.1 Gesättigte lineare Alkohole 563.2.1.1 Natürliche Rohstoffe 563.2.1.2 Hydrierung von Fettsäuren und Fettsäureestern 573.2.1.3 Ziegler-Alkohol-Verfahren 623.2.1.4 Hydroformylierung 653.2.1.5 Sonstige Herstellungsverfahren 673.2.2 Ungesättigte lineare Alkohole 693.2.3 Verzweigte Alkohole 703.3 Cyclische Alkohole 703.3.1 Cyclohexanol und Cyclohexanon 703.3.1.1 Herstellungsverfahren 723.3.1.2 Verwendung 743.3.2 Cyclododecanol und Cydododecanon 743.3.2.1 Herstellungsverfahren 753.3.2.2 Verwendung 753.4 Mehrwertige Alkohole 773.4.1 Diole 773.4.2 Triole und Tetrole 79

7 Aliphatische Zwischenprodukte 3

44.14.1.14.1.24.1.34.24.2.14.2.2

55.15.1.15.1.1.15.1.1.25.1.25.1.2.15.1.2.25.1.2.35.1.2.45.25.2.15.2.25.2.2.15.2.2.25.2.35.2.45.3

66.16.1.16.1.1.16.1.1.26.1.1.36.1.26.1.2.16.1.2.26.1.2.36.1.2.46.1.36.1.3.16.1.3.26.1.3.36.26.2.1

Ether 82Nichtcyclische Ether 83Dimethylether 83Diethylether 83Methyl-tert-butylether 83Cyclische Ether 86Tetrahydrofuran 861,4-Dioxan 86

Epoxide 88Ethenoxid 89Herstellungsverfahren 89Chlorhydr inverfahren 89Direktoxidation von Ethen 90Anwendungen und Derivate 94Ethylenglykol und oligomere Glykole 95Alkylglykolether 96Polyethoxylate 97Ethanolamine 97Propylenoxid 98Herstellung über Chlorhydrinverfahren 99Herstellung über indirekte Oxidationsverfahren 103Koppelproduktverfahren 203Koppelproduktfreie Verfahren 208Neue Verfahrensentwicklungen - Direktoxidationsverfahren 222Anwendungen 223Epichlorhydrin 225

Aldehyde 226Gesättigte Aldehyde 226Formaldehyd 226Oxidative Dehydrierung von Methanol 228Oxidation von Methanol 120Verwendung 222Acetaldehyd 122Wacker-Hoechst-Verfahren 122Dehydrierung von Ethanol 227Acetaldehyd aus Methanol oder Methylacetat 128Verwendung 228Butanale 229Low-Pressure Oxo-Verfahren 232Ruhrchemie/Rhone-Poulenc-Verfahren 232Verwendung 234Ungesättigte Aldehyde 135Acrolein 135


6.2.1.16.2.1.26.2.1.36.2.1.46.2.26.2.36.3

77.17.1.17.1.27.1.37.1.47.27.2.17.2.27.37.3.17.3.2

88.18.28.2.18.2.28.2.38.2.3.18.2.3.28.2.3.38.2.48.2.58.2.68.2.7

0.1118.2.7.28.2.88.2.8.18.2.8.28.2.98.2.108.2.118.2.128.38.3.1

Katalysatoren 136Verfahren 137Neue Entwicklungen 138Verwendung 139Crotonaldehyd 1392-Ethylhexenal 141Glyoxal 143

Ketone 143Aceton 144Cumolverfahren 144Dehydrierung von Isopropanol 145Oxidation von Propen 147Verwendung 148Methylethylketon 148Herstellungsverfahren 149Verwendung 149Methylisobutylketon 250Herstellung 150Verwendung 151

Carbonsäuren und Carbonsäure-Derivate 151Ameisensäure 152Essigsäure 154Oxidation von Acetaldehyd 156Oxidation von Kohlenwasserstoffen 258Carbonylierung von Methanol J60BASF-Cobalt-Prozess 161Monsanto-Rhodiumverfahren 162BP-Cativa-Prozess 163Weitere Verfahren zur Essigsäureherstellung 166Verwendung 268Essigsäureester 269Vinylacetat 171

Herstellung 171Verwendung 175Essigsäureanhydrid 275Herstellung 275Verwendung 177Keten und Diketen 178Chloressigsäuren 279Glykolsäure und Glyoxylsäure 180Peressigsäure 282C3-Säuren 282Propionsäure 183

7 Aliphatische Zwischenprodukte I 5

8.3.1.1 Herstellung 1838.3.2 Milchsäure 2848.4 Fettsäuren 1858.4.1 Native Fettsäuren 186 '8.4.1.1 Hydrolyse von Ölen und Fetten 2868.4.1.2 Fettsäurehärtung 1878.4.2 Synthetische Fettsäuren 1888.4.3 Spezielle Fettsäuren 1888.4.3.1 Oleochemische Dicarbonsäuren 188 ,8.4.3.2 Dimerfettsäuren 1898.4.3.3 Fettsäuren für Gesundheit und Ernährung 1908.4.3.4 Konjugierte Linolsäure 1918.4.4 Fettsäure-Derivate 1918.4.4.1 Fettsäureester 1928.4.4.2 Fettamme 196SA A3 Fettsäureamide 1978.5 Verzweigte Carbonsäuren 1978.6 Dicarbonsäuren 1988.6.1 Adipinsäure 2018.6.2 Adiponitril 2048.6.2.1 Herstellung aus Adipinsäure 2058.6.2.2 Herstellung aus Butadien 2058.6.2.3 Herstellung aus Acrylnitril 2078.7 Ungesättigte Carbonsäuren 2108.7.1 Acrylsäure und Acrylsäureester 2108.7.2 Acrylnitril 2178.7.3 Acrylamid 2208.7.4 Methacrylsäure und Methacrylsäuremethylester 2228.7.5 Spezialacrylate und -methacrylate 2258.8 Ungesättigte Dicarbonsäuren 232

9 Amine 2349.1 Herstellungsverfahren 2359.1.1 Alkoholaminierung 2359.1.2 Reduktive Aminierung 2359.1.3 Nitrilhydrierung 2369.1.4 Hydroaminierung 2369.1.5 Sonstige Herstellungsprozesse 2369.1.6 Übersicht über die Herstellungsverfahren 2379.2 Synthese kurzkettiger Amine 2389.2.1 Methylamine 2389.2.2 C2-C6-Alkylamine 2399.2.3 Spezialamine 2409.2.4 tert-Butylamin 2409.3 Fettamine 242


9.4 Ethylenamine 2429.5 Hexamethylendiamin 2429.6 Cyclische Amine 244

10 Isocyanate 244

11 Schwefelverbindungen 24711.1 Dialkylsulfate 24711.2 Sulfonsäuren und Sulfonate 24811.3 Thiole 250

12 Metallorganische Verbindungen 25012.1 Lithiumorganische Verbindungen 25212.2 Magnesiumorganische Verbindungen 25212.3 Bor- und Aluminiumorganische Verbindungen 2S212.4 Silicium-, Zinn-und Bleiorganische Verbindungen 254

13 Literatur 255

Winnacker • KüchlerChemische Technik


Band 6a

MetalleHerausgegeben von


Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


Inhalt

Vorwort XI

1 Metalle 1Günter Gottstein, Myrjam Winning; Bernhard Friedrich u. Mitarbeiter

2 Rohstoffaufbereitung 69

Eberhard Gock, Volker Vogt, Jörg Köhler

3 Eisen und Stahl 203Hans Bodo Lungen, Wolfgang Pluschkell, Rolf Steffen, Dieter Janke, Olena Volkova,

Dieter Senk, Michael Degner, Christoph Lackinger, Paul-Josef Mauk, Dirk Ponge

basiert teilweise auf dem Beitrag der 4. Auflage von J. Fröber, H.-W. Klapp, W. Kleppe,

F. Oeters, M. Ottow und J. Selenz

4 Stahl veredler 405

Helmut Antrekowitsch, Markus Hochenhofer

5 Aluminium 479Beitrag weitgehend übernommen aus der 4. Auflage von W. Hirt, S. Wilkening,

G. Winkhaus, W. Gruhl

6 Magnesium 567Karl Ulrich Kainer

unter Mitwirkung von Norbert Hort, Carsten Blawert, Wolfgang Dietzel,

Dietmar Letzig, Rolf-Peter Stössel und Jacek Swiostek

7 Kupfer und Nickel 609Adalbert Lossin

basiert auf dem Beitrag der 4. Auflage von R. Kammel und W. Wuth, (2) wurde

unverändert aus der 4. Auflage übernommen

VI Inhalt

8 Zink, Blei und Zinn 669

Beitrag von R. Kammel und W. Wuth, übernommen aus der 4. Auflage und neu

bearbeitet von Bruno Schwab (1); (2) und (3) wurden unverändert aus der 4. Auflage

übernommen

9 Cobalt 737Michael Hawkins

10 Titan 753Siegfried Sattelberger


1

Metalle

Günter Gottstein, Myrjam Winning; Bernhard Friedrich u. Mitarbeiter

1 Metallphysikalische Grundlagen 3

1.1 Atomistik metallischer Festkörper 31.1.1 Bindung und Kristallstruktur 31.1.2 Elektronenstruktur von Festkörpern 41.1.3 Interatomares Potential und Gitterschwingungen 61.1.4 Kristalldefekte 71.2 Thermische, elektrische und magnetische Eigenschaften von Metallen 81.2.1 Wärmekapazität 81.2.2 Thermische Ausdehnung 101.2.3 Wärmeleitfähigkeit 111.2.4 Elektrische Leitfähigkeit von Metallen 121.2.5 Supraleitung 131.2.6 Magnetische Eigenschaften von Metallen 151.2.6.1 Dia- und Paramagnetismus 151.2.6.2 Ferromagnetismus 171.3 Mechanische Eigenschaften 191.3.1 Elastizität 191.3.2 Kristallplastizität 201.3.2.1 Plastisches Fließen 201.3.2.2 Festigkeit 231.3.2.3 Andere Verformungsmechanismen 251.3.2.4 Superplastizität 27

2 Häufigkeit und Vorkommen 28

3 Grundlagen metallurgischer Prozesse 31

3.1 Überblick 313.2 Röstung/ Sinterung 343.2.1 Röstung 343.2.2 Sintern 353.3 Reduktion 373.3.1 Pyrometallurgische Reduktion 38

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 6 a: Metalle.Copyright © 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-31580-2

2| 7 Metalle

3.3.1.1 Reduktion durch thermische Zersetzung 393.3.1.2 Reduktion mit Wasserstoff 403.3.1.3 Carbothermische Reduktion 403.3.1.4 Metallothermische Reduktion 423.3.2 Hydrometallurgische Reduktion 433.3.2.1 Zementation 443.3.2.2 Reduktion mit Gasen 453.4 Raffination 453.4.1 Pyrometallurgische Raffination 463.4.1.1 Selektive Oxidation 463.4.1.2 Vakuumbehandlung (Entgasung/Destillation) 473.4.1.3 Spülgasbehandlung 483.4.1.4 Schlackenbehandlung 493.4.1.5 Seigern 503.4.1.6 Selektive Verflüchtigung (Destillation) 513.4.1.7 Elektrolytische Raffination im Schmelzfluss 513.4.1.8 Filtration (Mechanische Raffination) 523.4.2 Hydrometallurgische Raffination (Lg/SX) 523.4.2.1 Selektive Laugung 523.4.2.2 Der Solventextraktions-Prozess 543.5 Elektrolytische Verfahren 563.5.1 Reduktionselektrolyse (Gewinnungselektrolyse) 573.5.2 Raffinationselektrolyse 593.5.3 Schmelzflusselektrolyse 60

4 Rückgewinnung 62

5 Verarbeitung 65

6 Literatur 67

Winnacker • KüchlerChemische Technik


Band 6b

MetalleHerausgegeben von


Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


T

Inhalt

Vorwort XI

1 Alkali- und Erdalkalimetalle 1

Ulrich Wietelmann unter Mitarbeit von Anja Steinmetz

2 Zirkon und Hafnium 35

Günther Maassen

3 Die Refraktärmetalle Niob, Tantal, Wolfram, Molybdän und Rhenium 45

Gerhard Gille, Wilfried Gutknecht, Helmut Haas, Christoph Schnitter, Armin Olbrich

4 Beryllium 89

David Francis Lupton

5 Nebenmetalle 99

Ulrich Kammer, Robert Jahn, Grit Monse

Beitrag basiert auf dem Artikel der 4. Auflage von U. Wiese, Bismut wurde

unverändert aus der 4. Auflage übernommen

6 Quecksilber 131

Reiner Andrae

7 Antimon 141

Ulrich Kammer

Beitrag basiert auf dem Artikel der 4. Auflage von U. Wiese

8 Seltene Erden 147

Herfried Richter, Karl Schermanz

Aktualisierung des Beitrags aus der 4. Auflage

9 Edelmetalle 209

Andreas Brumby, Christian Hagelüken, Egbert Lox, Ingo Kleinwächter

VI Inhalt

10 Produkte der Pulvermetallurgie 277Rainer Oberacker, Fritz Thümmler

11 339Schutz von Metalloberflächen

Werner Rausch

Überarbeitet durch Martin Stratmann, Joachim Heitbaum, Bernd Schuhmacher,

A. Schütte, Wolfgang Bremser

12 Werkstoffe in der Chemischen Technik 457Manfred Gugau, Christina Berger, Jürgen Korkhaus, Hans D. Pletka

unter Mitarbeit von Jörg Ellermeier, Torsten Trofimann, Erhard Broszeit

13 Nuklearer Brennstoffkreislauf 539Wolfgang Stoll, Helmut Schmieder, Alexander Thomas Jakubick, Günther Roth,

Siegfried Weisenburger, Bernhard Kienzier, Klaus Gompper, Thomas Fanghänel


1Alkali- und Erdalkalimetalle

Ulrich Wietelmann

unter Mitarbeit von Anja Steinmetz

1 Allgemeines 3

1.1 Historisches 31.2 Wirtschaftliches 4

2 Physikalische und chemische Eigenschaften

2.1 Physikalische Eigenschaften 62.2 Chemische Eigenschaften 72.2.1 Alkalimetalle 72.2.2 Erdalkalimetalle 9

3 Herstellung 10

3.1 Natrium 103.1.1 NaOH-Schmelzflusselektrolyse3.1.2 NaCl-Schmelzflusselektrolyse3.1.3 Handelsformen 153.2 Lithium 163.2.1 Rohstoffe 163.2.2 Gewinnung 173.3 Kalium 183.4 Rubidium und Caesium 193.5 Calcium 213.6 Strontium und Barium 22

1012

4 Verwendung 23

4.1 Natrium und Kalium 234.2 Lithium und Lithiumverbindungen 264.3 Rubidium und Caesium 294.4 Calcium 304.5 Strontium, Barium und ihre Verbindungen 30

5 Sicherheit und Umweltschutz 32

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 6b: Metalle.Copyright © 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-31578-0

2 7 Alkali- und Erdalkalimetalle

6 Verpackung und Versand 32

7 Literatur 33

Chemische Technik


Band 7

IndustrieprodukteHerausgegeben vonRoland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa,Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


Inhalt

Vorwort XI

1 Bauchemie 1

Johann Plank, Dietmar Stephan, Christian Hirsch

2 Explosivstoffe und pyrotechnische Produkte 169

Andreas Busch, Uwe Krone, Dietrich Eckhardt

3 Anorganische Pigmente 269

Gerhard Pfaff

4 Organische Farbstoffe und Pigmente 391

Elmar Steingruber, Hartmut Endrifi

5 Schmierstoffe 543

Georg Lingg, Theo Mang, Wilfried Dresel, Jürgen Braun, Jürgen Omeis

6 Kunstharze und Lacke 619

Hans-Joachim Streitberger, Heinz-Peter Rink, Wolfgang Bremser

7 Klebtechnik 735

Walter Brockmann, Paul Ludwig Geiß, Jürgen Klingen, Bernhard Schröder

8 Elektronische Halbleitermaterialien 815

Wilfried von Ammon, Christian Heedt, WolfgangJantz, Rolf Knobel, Ulrich Lambert,

Robert Maurer, H. Jörg Osten, Peter Wagner

9 Informations- und Kommunikationstechnik 973

Norbert Frühauf, Norbert Grote, Volker Laible, Peter Kersten, Hans-Jürgen Matt,

Harald Orlamünder, Thomas Pfeiffer, Herbert Schaaf, Gustav Veith, Alexander Weiss,

Wiltraud Wischmann, Roman E. Wochele


1

Bauchemie

Johann Plank, Dietmar Stephan, Christian Hirsch

1 Einleitung 4

2 Anorganische Bindemittel 6

2.1 Zement 62.1.1 Historisches 62.1.2 Wirtschaftliches 82.1.3 Definition von Klinker, Zement und Zumahlstoffen 102.1.4 Zusammensetzung des Rohmehls 102.1.5 Portlandzementklinker 132.1.5.1 Nomenklatur der Klinkerphasen 142.1.5.2 Alit 152.1.5.3 Belit 162.1.5.4 Aluminatphase 162.1.5.5 Ferritphase 172.1.5.6 Weitere Klinkerphasen 172.1.5.7 Zusammensetzung und Existenzbereiche 182.1.6 Analytik von Rohmehl, Klinker und Zement 182.1.7 Zementherstellung 232.1.7.1 Rohstoffe und Brennstoffe 232.1.7.2 Brennprozess 292.1.7.3 Lagerung, Verpackung, Versand 392.1.8 Bestandteile von Normzement 402.1.8.1 Hauptbestandteile 402.1.8.2 Nebenbestandteile 442.1.8.3 Calciumsulfat 452.1.8.4 (Zement) Zusätze 452.1.9 Zemente nach Norm 452.1.9.1 Physikalische und chemische Eigenschaften europäischer

Normzemente 472.1.9.2 Zemente mit Sondereigenschaften 482.1.9.3 Tiefbohrzement 482.1.10 Hydratation 52

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 7: Industrieprodukte.Copyright © 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-30772-9

1 Bauchemie

2.1.10.1 Reaktion der Silicate (C3S, C2S) 522.1.10.2 Reaktionen des Aluminats (C3A) 602.1.10.3 Hydratation des Ferrits (C4AF) 652.1.10.4 Hydratation von Zementen 662.1.10.5 Reaktionen der Nebenbestandteile 712.1.10.6 Hydratation hüttensandhaltiger Zemente 722.1.10.7 Hydratation puzzolanischer Stoffe 732.1.10.8 Erstarrungsverzögerung 742.1.11 Das Zementsteingefüge 772.2 Baukalk 802.2.1 Historisches und Wirtschaftliches 802.2.2 Rohstoffvorkommen 812.2.3 Kalkherstellung 812.2.3.1 Gewinnung und Aufbereitung des Kalksteins 812.2.3.2 Kalkbrennen 822.2.3.3 Mahlen des Branntkalkes 862.2.3.4 Kalklöschen 862.2.4 Verwendung der Kalkprodukte 882.3 Gips 902.3.1 Historisches und Wirtschaftliches 902.3.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 922.3.2.1 Phasen im System CaSO4 - H2O 932.3.2.2 Kristallstrukturen, Doppelsalze, Mischkristalle 932.3.3 Vorkommen und Rohstoffe 972.3.3.1 Naturgips, Naturanhydrit 972.3.3.2 Chemiegips 982.3.3.3 REA-Gips 992.3.4 Herstellung von Calciumsulfat-Bindemittem 1002.3.4.1 Technische Prozesse 1002.3.4.2 Eigenschaften abbindefähiger Calciumsulfate 1052.3.5 Hydratation von CaSO^Bindemitteln 1052.3.5.1 a- und /3-Halbhydrat 1092.3.5.2 Natur-, REA-und Chemieanhydrit 1092.3.5.3 Eigenschaften verarbeiteter Gipsbaustoffe 1112.3.5.4 Andere Verwendungsgebiete 1112.3.5.5 Normen, chemische Analyse und Phasenanalyse 1122.4 Weitere anorganische Bindemittel 1132.4.1 Tonerdezement 1132.4.1.1 Herstellung 1132.4.1.2 Chemische und mineralogische Zusammensetzung 1142.4.1.3 Hydratation 1152.4.1.4 Anwendungen 1152.4.2 Magnesiabinder 1182.43 Phosphatbinder 1192.4.3.1 Magnesiumphosphatbinder 119

7 Bauchemie 3

2.4.3.2 Calciumphosphatbinder 1202.4.3.3 Aluminiumphosphatbinder 121

33.13.23.2.13.2.1.13.2.1.23.2.2

44.14.1.14.1.24.1.34.24.2.14.2.24.2.34.2.44.2.54.2.64.34.44.5

5

6

Bauchemische Zusatzmittel 222Verflüssiger 122Fließmittel 226Polykondensate 227Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-HarzeMelamin-Formaldehyd-Sulfit-Harze 230Polycarboxylate 235

Baustoffsysteme 239Beton 139Transportbeton 240Beton für Fertigteile 242Selbstverdichtender Beton 242Mörtel 243Estriche 244Ausgleichsmassen 245Fliesenkleber 246Fugenmörtel und -massen 247Einpressmörtel 248Putze 249Gipsbauplatten 250Farben und Lacke 153Tiefbohrzementierung 254

Ausblick 255

Literatur 258

127

Chemische Technik


Band 8

Ernährung, Gesundheit, KonsumgüterHerausgegeben vonRoland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa,Alfred Oberholz

5. Auflage

WILEY-VCH


Inhalt

Vorwort XI

Produkte der Kaliindustrie 1Ingo Stahl, Wolfgang W. Beer, Karl Rainer Wambach-Sommerhoff, Roland Keidel

Düngemittel 119Klaus Jasche, Hans-Joachim Niclas

Pflanzenschutzmittel 213

; Franz Müller

mTechnologie der Kohlenhydrate 315Klaus Buchholz, Bernhard Ekelhof, Waltraud Vorwerg, Sylvia Radosta, Jan Dijksterhuis,

Martin Walter

Lebensmitteltechnologie und -Verfahrenstechnik 413Heike P. Schuchmann, Harald Schuchmann

Geruchsstoffe und Aromen 519

Mike Mattner

Arzneimittel 561Käthe Baumann, Thomas Gießmann, Peter Grafi, Andreas Greinacher,

Wolfgang Holla, Manfred Hunz, Oliver Kayser, Gerhard Maldener, Guido Radtke,

Werner Siegmund, Steffen Weinbrenner, Werner Weitschies

Futter- und Lebensmitteladditive 715Hans-Ullrich Hoppe, Christoph Weckbecker

Tenside, Wasch- und Reinigungsmittel 795Herrmann C. Hauthal

VI Inhalt

10 Kosmetik und Körperpflege 937Annette zur Mühlen, Andreas Domsch, Hagen Tronnier, Ulrike Heinrich

11 Glas 991Hans-Jörg Voss

12 Keramik 1097

Hans Walter Hennicke, Sigismund Kienov

Bearbeitet von Jürgen Huber


Produkte der Kaliindustrie

Ingo Stahl, Wolfgang W. Beer, Karl Rainer Wambach-Sommerhoff, Roland Keidel

1 Einführung 3

1.1 Das Element Kalium 34.2 . Historisches 3

1 • .« .. Kalivorkommen 82.1 . > Minerale der Kalilagerstätten 8,2.2 -Bildung, Verbreitung, Nutzung von Kalilagerstätten 823 Weltkalivorräte 26

; 3 Gewinnung von Kaligesteinen und kaliumhaltigen Lösungen 283.1 Bergbau 283.2 Solende Gewinnung (Lösungsbergbau) 303.3 Gewinnung von natürlichen Salzlösungsvorkommen 323.4 Gewinnung von anderen kaliumhaltigen Erzen 34

4 Kaliumchlorid 35

4.1 Eigenschaften 354.2 Mahlung 364.3 Herstellung durch Kristallisation aus der Lösung 40

.4.3.1 Phasentheorie 40A3.2 Heißlöseverfahren 444.3.3 Carnallit-Verarbeitung 5043 A Technologie 534.4 Flotation 584.4.1 Grundlagen 594.4.2 Technologie 634.4.3 Prozesse 664.5 Elektrostatische Trennung 684.5.1 Grundlagen 694.5.2 Technologie 694.5.3 Prozesse 724.6 Schweretrennung 72

Winnacker/Küchler. Chemische Technik: Prozesse und Produkte.Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Alfred OberholzBand 8: Ernährung, Gesundheit, Konsumgüter.Copyright © 2005 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimISBN: 3-527-30773-7

7 Produkte der Kaliindustrie

4.7 Deckprozess 734.8 Entwässerung und Trocknung 754.9 Granulierung 784.10 Prozesskontrolle 804.11 Umweltschutz 824.12 Gesundheit und Arbeitsschutz 844.13 Qualitätsanforderungen 844.14 Wirtschaftliches 87

5 Kaliumsulfat 915.1 Eigenschaften 925.2 Herstellung 935.2.1 Aus Kaliumchlorid und Schwefelsäure (Mannheim-Prozess) 935.2.2 Aus Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat 955.2.3 Aus Kaliumchlorid und Langbeinit 975.2.4 Aus Kaliumchlorid und Kainit 975.2.5 Aus Kaliumchlorid und Natriumsulfat 995.2.6 Aus Kaliumchlorid und Calciumsulfat 995.2.7 AusAlunit 1005.2.8 Aus natürlichen Lösungen 1005.3 Granulierung 1005.4 Gesundheit und Arbeitsschutz 1015.5 Qualitätsanforderungen 1015.6 Wirtschaftliches 102

6 Kalium-Magnesiumprodukte 103

7 Herstellung von Kaliumsalzen aus natürlichen Lösungen 1047.1 Das Tote Meer 1047.2 Great Salt Lake (USA) 10573 Searles Lake (USA) 1067.4 Salar de Atacama (Chile) 1067.5 Qarhan See (China) 1067.6 Weitere Vorkommen 107

8 Lagerung und Transport 107

9 Analytik des Kaliums 108

10 Literatur 108

Chemische Technik - Bibliothek · 2007. 3. 6. · 2 Mechanische Verfahrenstechnik Matthias Bohnet,...

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