Entsprechend der getroffenen Abgrenzung zwischen Verfahrenstechnik und chemischer Technologie ist das Verfahren als Ganzes nicht Gegenstand dieser Darstellung. Wohl aber kann man feststellen, daß sich praktisch alle chemischen Verfahren grob in folgendes Stufenschema einordnen lassen;
Dabei ist die Reaktion der Kern des Verfahrens, doch überwiegen die Operationen der Vor- und Nachstufe (z. B. ist bei der Betrachtung einer modernen Ammoniakfabrik auf Erdgasbasis der Reaktor gegenüber den übrigen Ausrüstungen vergleichsweise unscheinbar). Das Lagern und der Transport von Stoffen sind unabdingbar. Reaktionsvorbereitende Operationen sind der Aufschluß von Feststoffen durch Zerkleinerung, die Schaffung eines fluidcn Aggregatzustandes z. B. durch Schmelzen, Lösen, Vergasen, die Verkürzung der Wege der Teilchen zueinander durch Mischoperationen und die Steigerung der Eigenbewegung der Teilchen durch Zufuhr von Wärme oder anderer Energieformen. Die vorbereitenden Operationen dienen also dazu, die kleinsten Teilchen der Reaktionspartner, wenn nötig, aus ihren Bindungen zu lösen, sie in innige Berührung miteinander zu bringen und ihnen die erforderliche Aktivierungsenergie zu übertragen. Im Reaktor, der Hauptstufe, sind die strömungsmäßig und thermodynamisch günstigsten Reaktionsbedingungen zu schaffen. Dazu gehört bei katalytischen Reaktionen eine zweckmäßige Auswahl und Bettung des Kontaktes. Das Reaktionsproduktgemisch bedarf, evtl. nach entsprechender Kühlung und / oder Entspannung, einer Aufarbeitung durch Trennoperationen, wie Destillieren, Extrahieren, Ab- oder Adsorbieren, Filtrieren, Trocknen, um Produkte bestimmter Reinheit zu erhalten. Durch Kondensieren, Verfestigen, Agglomerieren und Formgeben können diese z. B, in einen für die Lagerung und den Transport günstigen Zustand gebracht werden. Dieses verallgemeinerte Schema eines Verfahrensablaufes kann durchaus Abwandlungen erfahren. Trennoperationen, die hier der Nachbereitung zugeordnet wurden, sind z. B. zur Reinigung oder separaten Gewinnung von Stoffen für nachfolgende Reaktionen denkbar, wie es z. B. bei der Entsalzung und Destillation (Aufspaltung in Fraktionen unterschiedlicher Siedebereiche) des Roherdöls der Fall ist.
Wenn die verschiedenen Operationen vor und nach der Reaktion nach ihrem bestimmenden Zweck geordnet werden, entsteht das System der Grundoperationen (unit operations) mit den Hauptgruppen Trennen, Vereinigen, Zerteilen, Agglomerieren, Wärmeübertragen (Ändern der Enthalpie), Formgeben, Fördern, Lagern und Verpacken. Die vier letzteren gehören nicht mehr zu den Grundoperationen der Verfahrenstechnik, da sie für die chemische Industrie nicht typisch sind, sondern praktisch überall vorkommen. Nichtsdestoweniger gehören sie in der Realität und in der neueren Literatur dazu. Jede der fünf bzw. neun Hauptgruppen enthält, nach Aggregatzustandskombinationen oder Aggregatzuständen unterteilt, die bestehenden Grundoperationen für die jeweilige Aufgabe. Das ergibt allein 53 verschiedene Trennoperationen in der ersten und umfangreichsten Hauptgruppe.
Werden die Operationen nicht, wie bei den Grundoperationen, nach ihrem Zweck, sondern hinsichtlich der in ihrem Verlauf wirksamen Kräfte klassifiziert, so ergibt sich obenstehende Einteilung. Bei den mechanischen Prozessen wirken mechanische Werkzeuge auf kompakte Feststoffe ein, um diese zu bewegen oder in Hinblick auf die Erzeugung großer spezifischer Oberflächen zu zerteilen. In Behältern werden durch Rührer erwünschte Strömungen und Turbulenzen erzeugt. In heterogenen fluiden Systemen können die dispergierten Teilchen durch Kraftfelder zweckentsprechend gelenkt werden, sind jedoch auf Grund ihrer zu geringen Größe durch mechanische Werkzeuge nicht mehr »greifbar«. Das Gravitationsfeld (als billigstes, weil vorhandenes Kraftfeld), Zentrifugal- und Druckkraftfelder bzw. die durch sie im Raum oder an einer Fläche wirksamen Kräfte bewirken den Ablauf mechanischer Stofftrenn- und -vereinigungsoperationen. Kraftfeldprozesse basieren auf Mikroprozessen, bei denen die zu lenkenden dispergierten Teilchen oder Stoffelemente (z. B. Flüssigkeits-Ballen) in der Größenordnung von 10^-2 bis 10^-6 m liegen können. Bei der Stoff-, Wärme- und Impulsübertragung in homogenen Phasen oder an Phasengrenzflächen sind die zu bewegenden Teilchen oder die Wärme- bzw. Impulsträger Molekeln. Molekulare Triebkräfte sind Konzentrations-, Temperatur- und Geschwindigkeitsunterschiede. Stoff-, Wärme- oder Impulsströme bewirken einen Abbau oder Ausgleich solcher Unterschiede; also hat man mit dem künstlichen Aufrechterhalten von Potentialunterschieden Triebkräfte zur Erzeugung besagter Ströme zur Verfügung. Dabei ist zu unterscheiden, daß thermische Mischoperationen spontan einem Gleichgewichtszustand zustreben. Die Trennung homogener Mischungen in entgegengesetzter Richtung erfordert dagegen die Anwendung einer selektiven Phase, die mit der abzutrennenden Mischungskomponente einen neuen Mischungszustand, d. h. ein erneutes Gleichgewicht anstrebt. Selektive Phasen sind Lösungsmittel bei der Extraktion und Absorption, die Dampfphase bei der Destillation, das Trockenmittel bei der Trocknung oder auch das Kältemittel bei der Trennung einer Wärmemischung in einen warmen und kalten Teil. Molekulare Triebkräfte wirken bei den thermischen Grundoperationen und bei der Wärmeübertragung, die gemeinsam als molekulardynamische Operationen bezeichnet werden. Stoff-, Wärme- und Impulsübertragung Stoff-, Wärme- und Impulsströme sind elementare Vorgänge, auf denen verfahrenstechnische Operationen beruhen. Der makroskopische Stofftransport erfolgt meist in Rohrleitungen, mikroskopischer Stofftransport dagegen in homogenen Phasen durch Diffusion und an Phasengrenzflächen (Trocknung, Lösen) durch Stoffübergang. Die Bedeutung der Wärmeübertragung ist offenkundig (Heizen, Kühlen, Reaktorwärmehaushalt) und bedarf hier keiner Erklärung. Impulsübertragung ist Kraftübertragung auf kleine Teilchen von in einer fluiden Phase zu verteilenden oder verteilten Stoffen {Feststoffteilchen, Flüssigkeitströpfchen, Gasblasen), um sie intensiv zu ver- oder entmischen. Eine vereinfachte formale Behandlung am Anfang soll das Verständnis ihrer Anwendungen in den späteren Abschnitten erleichtern.
Durch Ortsveränderungen von Mengen einer der drei Größen entstehen Ströme, die als Quotient aus Menge pro Zeiteinheit dargestellt und durch einen Punkt über der strömenden Größe gekennzeichnet werden. Man unterscheidet
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