Chemical reaction engineering (original) (raw)
هندسة تفاعلات كيميائية أو هندسة تفاعلات أو هندسة مفاعلات هو تخصص في الهندسة الكيميائية أو الكيمياء الصناعية يتعامل مع المفاعلات الكيميائية.
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| dbo:abstract | Die Chemische Reaktionstechnik oder Chemische Verfahrenstechnik ist ein Untergebiet der Verfahrenstechnik bzw. der Technischen Chemie. Kernaufgabe ist die Auslegung folgender Eigenschaften von chemischen Reaktoren: * die Betriebsweise (kontinuierlich, diskontinuierlich) * die Art, Größe und das Material * die Betriebsbedingungen (Druck, Temperatur, Konzentration, Katalysatoren, Reinheit des Ausgangsmaterials). Bevor eine Produktion in einen größeren Maßstab geht, wird die Umsetzung zunächst an kleineren Labor- oder Technikumsanlagen geprüft.Die Prüfung erfordert grundlegende Kenntnisse über die in den Reaktoren zur Anwendung kommenden chemischen Reaktionen. Dabei ist es erforderlich, dass die Stoffbilanz durch die Stöchiometrie eindeutig geklärt ist. Neben der chemischen Hauptreaktion können bei Druck- oder Temperaturänderungen auch Nebenprodukte durch Nebenreaktionen wie zum Beispiel Parallel- und Folgereaktionen entstehen (Reaktionsnetzwerk). Es ist wichtig diese Nebenreaktionen zu kennen. Wichtig ist ferner die Energiebilanz. Während bei Umsetzungen im Labormaßstab die Wärmetönung im Reaktionsgefäß eine eher untergeordnete Rolle spielt, kann bei großen Reaktoren die zugeführte oder abgegebene Wärmemenge einer chemischen Umsetzung nicht mehr vernachlässigt werden. Grundlage für Wärmeberechnungen liefert die chemische Thermodynamik. Der dritte wichtige Faktor ist die Zeitbilanz einer chemischen Reaktion. Hierbei spielt die chemische Kinetik, d. h. die veränderte Reaktionsgeschwindigkeit bezüglich Temperatur, Konzentration eine wichtige Rolle. Über die Zeitbilanz lässt sich beispielsweise die tägliche Produktionsmenge eines chemischen Produktes in einer entsprechend dimensionierten Anlage berechnen. Zielsetzung ist die Bestimmung der optimalen Reaktorauslegung, wobei neben möglichst geringen Investitionen und den Betriebskosten, insbesondere Kosten für Rohstoffe und Energie, auch Randbedingungen beachtet werden müssen wie sicherheitstechnische Fragestellungen oder Auswirkungen von Nebenprodukten auf nachfolgende Verfahrensschritte. Die Betriebskosten sind im Wesentlichen vom Energiebedarf (Wärmehaushalt des Reaktors) und von der im Reaktor erreichbaren spezifischen Produktleistung bestimmt. Betrachtet man nur die stoffliche Seite der Optimierung, dann kann man auch postulieren, dass im Reaktor eine möglichst hohe Spezifische Produktleistung erhalten werden sollte, – dies ist gleichbedeutend mit einer minimalen . Die Optimierung der spezifischen Produktleistung ist ganz grundsätzlich von den Eigenschaften der chemischen Reaktion geprägt und kann mit den Mitteln der Konzentrationsführung und der Stoffstromführung und natürlich indirekt auch der verwirklicht werden. Die Investitionen hängen – abgesehen von betriebswirtschaftlichen Aspekten – sehr stark vom Reaktorvolumen und von der apparativen Aufwendigkeit ab. Mit der Optimierung der Spezifischen Produktleistung ist aber automatisch eine Minimierung des Reaktorvolumens verknüpft (minimierte Raumzeit).Zur Lösung der vorgestellten Aufgaben muss der Reaktionstechniker Kenntnisse auf folgenden Gebieten anwenden: * Chemische Reaktionskinetik und hier insbesondere Kinetik komplexerer Reaktionen (Reaktions-Netzwerke) sowie fundamentale Kenntnisse zu Reaktionsmechanismen. * Chemische Katalyse, homogene und heterogene Katalyse (Mikro- und Makrokinetik Heterogen Katalytischer Reaktionen). Etwa 80 % der in der chemischen Industrie durchgeführten Reaktionen sind katalytisch. * Grundtypen Chemischer Reaktoren, Idealreaktoren, Schaltungen von Idealreaktoren * Mikro- und Makrovermischung in den Reaktionsapparaten, Verweilzeit, reales Verhalten * Optimierung der spezifischen Produktleistung durch Konzentrationsführung: umsatzorientierte Optimierung, angepasste Konzentrationsführung; Stoffstromführung bei heterogenen Reaktionen * Wärmehaushalt des Reaktors adiabatische Reaktoren, isotherme Reaktoren, polytrope Reaktoren, autotherme Betriebsweise. Verkopplung von Stoff und Wärmehaushalt. Dies sind auch die Lehrinhalte des Gebiets chemische Reaktionstechnik in der Technischen Chemie. (de) هندسة تفاعلات كيميائية أو هندسة تفاعلات أو هندسة مفاعلات هو تخصص في الهندسة الكيميائية أو الكيمياء الصناعية يتعامل مع المفاعلات الكيميائية. (ar) Chemical reaction engineering (reaction engineering or reactor engineering) is a specialty in chemical engineering or industrial chemistry dealing with chemical reactors. Frequently the term relates specifically to catalytic reaction systems where either a homogeneous or heterogeneous catalyst is present in the reactor. Sometimes a reactor per se is not present by itself, but rather is integrated into a process, for example in reactive separations vessels, retorts, certain fuel cells, and photocatalytic surfaces. The issue of solvent effects on reaction kinetics is also considered as an integral part. (en) Le génie de la réaction chimique est une spécialité en génie chimique où l'opération déterminante concerne les transformations des réactifs dans un ou plusieurs réacteurs chimiques. Ces réactions chimiques peuvent être activées de façon thermique, photochimique, électrique ou radiochimique. Dans beaucoup de cas, les réactions sont accélérées par un catalyseur homogène ou hétérogène. (fr) La ingeniería de las reacciones químicas (ingeniería de la reacción o ingeniería de los reactores químicos) es una especialidad en ingeniería química o química industrial que trata sobre los reactores químicos. Con frecuencia, el término se refiere específicamente a sistemas de reacción catalítica en los que están presentes un catalizador homogéneo o heterogéneo en el reactor. A veces, un reactor en sí no está presente por sí mismo, sino que se integra en un proceso, por ejemplo, en recipientes de separación reactiva, retortas, ciertas celdas de combustible y superficies fotocatalíticas. La cuestión de los efectos de los disolventes en la cinética de la reacción también se considera parte integrante. (es) 反応工学（はんのうこうがく、英語：reaction engineering、chemical reaction engineering）とは、反応器内で起こる化学反応を定量的に解析する化学工学の一分野である。化学が、どんな反応が起きるかを研究する学問と位置づけられるなら、反応工学は反応がどう起こるか，どうやったら反応をうまく起こせるかを研究する学問といえる。 (ja) 반응공학(chemical reaction engineering)은 화학 반응자를 다루는 화학공학이나 산업화학의 특수 분야이다. 촉매 시스템에 특화되어 관련된다. 반응 키네틱스의 용매 효과 문제 또한 중대한 부분으로 간주된다. (ko) A disciplina da engenharia química chamada cálculo de reatores dedica-se desde as primeiras considerações ao se projetar um reator químico (equipamento, recipiente onde se dão as reações químicas em escala industrial), passando pelas variáveis econômicas do processo, a capacidade de produção do reator e sua eficiência com vistas a resultar em um produto de composição desejada e no rendimento esperado e viável. Esta disciplina depende das ciências e técnicas da síntese química, tanto quanto orgânica, da cinética química quanto da termodinâmica e da físico-química, além da engenharia, no projeto dos equipamentos e suas variáveis. O desenvolvimento desta área do conhecimento progressivamente tem utilizado programas de computador para a resolução de seus complexos problemas. (pt) 化學反應工程（英語：Chemical reaction engineering）是一門探討如何將實驗室的化學反應轉移至工廠進行規模化與商業化應用的工程學科，為化學工程的之一。又名反應工程（英語：Reaction engineering）或反應器工程（英語：Reactor engineering）。 (zh) |
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