Das hier behandelte Beispiel aus der Katalysatorforschung ist das "Haber-Verfahren", bei dem Ammoniak in industriellem Maßstab zur Verwendung in Düngemitteln erzeugt wird. Beim "Haber-Prozess" werden Stickstoff und Wasserstoff mit Hilfe eines Metallkatalysators unter hohen Temperaturen und Drücken in Ammoniak umgewandelt. Die Katalysatorforschung entwickelt sich ständig weiter, da immer bessere Katalysatoren gefunden werden. Beim "Haber-Prozess" wurde ursprünglich Osmium als Katalysator verwendet. Derzeit wird ein Katalysator auf Eisenbasis verwendet.
Die Katalysatorforschung findet in einer Pilotanlage statt. Eine Pilotanlage verringert das technische und kommerzielle Risiko, das mit großen Prozessanlagen verbunden ist, indem sie wertvolle wissenschaftliche Vorabdaten über Reaktionen, Materialeigenschaften, Prozesserträge und mehr liefert. Es ermöglicht Experimente, bei denen alle Parameter wie Druck, Temperatur, Durchflussmenge und Reaktionszeit überwacht werden. Ziel ist es, die Ausbeute der Prozesse kontinuierlich zu verbessern oder neue Prozesse mit höherer Ausbeute zu entwickeln.
Anforderungen an die Bewerbung
Der typische "Haber-Prozess" beginnt mit zwei thermischen Massendurchflussreglern (MFCs) von Brooks Instrument. Ein Massendurchflussregler speist den Stickstoff in den Strom ein und der andere den Wasserstoff in den Strom. Das Verhältnis von N2 zu H2 beträgt 1:3. Der Prozessstrom wird in einen Kompressor und dann in einen Erhitzer geleitet. Der typische Druck und die Temperatur für die Reaktion liegen bei 1450 psi und 750 bis 930℉.
Highlights der Instrumente
- Präziser und wiederholbarer Gasdurchfluss mit Massendurchflussreglern zur Gewährleistung eines genauen Gasverhältnisses
- Langfristige Sensorstabilität oder gleichbleibende Genauigkeit im Laufe der Zeit über digitale Kommunikationsprotokolle EtherNet/IP oder PROFINET
- Zu den verfügbaren Zulassungen gehören UL, ATEX, IECEx, KOSHA, FM und CSA
Process Solution
Zwei Massendurchflussregler der Serie SLA von Brooks Instrument messen genau die kritische Gaszufuhr, um die Reaktion zu ermöglichen. Während sich der Prozess durch die Katalysatorbetten bewegt, verlässt er den Reaktor als Gas. Das Gas strömt dann durch einen Wärmetauscher und anschließend durch einen Wärmetauscher und in einen Kondensator. In der Kühleinheit befindet sich das Ammoniak in einem flüssigen Zustand. Beim Verlassen der Kühleinheit kann das Ammoniak mit einem Coriolis-Durchflussmesser von Brooks Instrument gemessen und kontrolliert werden.
Abhängig von der Umgebung, in der die Messgeräte eingesetzt werden, verfügen sie über Zulassungen wie UL, ATEX, IECEx, KOSHA, FM und CSA. Darüber hinaus sind die digitalen Kommunikationsprotokolle EtherNet/IP oder PROFINET für einen intelligenteren Prozess verfügbar.
Durch den Einsatz des SLA-Massendurchflussreglers und des Coriolis-Durchflussreglers mit digitalen Kommunikationsprotokollen können Unternehmen schnellere und energieeffizientere chemische Reaktionen erwarten sowie die Reaktion so steuern, dass das gewünschte Produkt erhöht und die Menge unnötiger Nebenprodukte reduziert wird.
Durch den Einsatz des SLA-Massendurchflussreglers und des Coriolis-Durchflussreglers mit digitalen Kommunikationsprotokollen können Unternehmen schnellere und energieeffizientere chemische Reaktionen erwarten sowie die Reaktion so steuern, dass das gewünschte Produkt erhöht und die Menge unnötiger Nebenprodukte reduziert wird.