en Glossar
Automatisierung von Syntheseprozessen

Die Prozesskontrolle in der chemischen Industrie ist unverzichtbar. Grosse Chemieunternehmen nutzen Messinstrumente für einen sicheren und kostensparenden Umgang in Syntheseprozessen. Damit steigt die Effizienz und der Output bei gleich bleibender Produktqualität. Gleichzeitig können teure und zeitintensive Laboruntersuchungen reduziert werden. Wie genau überwacht das ColorPlus Ex von Sigrist eine chemische Synthese?

Während des Reaktionsverlaufs ist das Reaktionsgemisch gefärbt. Gemessen wird die Entfärbung, um den Abschluss der Reaktion zu bestimmen. Die on-line Prozesskontrolle und -steuerung stellt die Reproduzierbarkeit im Prozess sicher. Die Messung geschieht schnell und kontinuierlich in der Prozessleitung und spart somit Kosten durch Laboruntersuchungen ein.

Typische Anwendung

Die Messung von Hazen wird zum Beispiel bei der Synthese von Propensäure (Trivialname: Acrylsäure, CAS-Nummer: 79-10-7) verwendet. Das farblose Produkt wird aus der zweistufigen Oxidation von Propen hergestellt. Ein explosives Gemisch mit Sauerstoff entsteht bereits ab Konzentrationen von 3.8 Vol%. Somit ist der Einsatz von Ex-zertifizierten Messgeräten ein absolutes Muss.

In der ersten Stufe entsteht Propenal (Trivialname: Acrolein), das eine leicht gelbliche Färbung hat. In der zweiten Stufe wird das Propenal durch einen Molybdän- Vanadium-Katalysator zur Propansäure oxidiert.

Die Farbzahl Hazen eignet sich für die Bestimmung von gelblichen Färbungen. Die Grafik zeigt schematisch die Funktionsweise. Wenn die Reaktion vollständig abgelaufen ist, ist der Hazenwert 0, das heisst das Gemisch ist farblos. Ein erhöhter Wert deutet darauf hin, dass immer noch Startmaterial vorhanden ist.

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Schema einer chemischen Synthese: Wenn die Reaktion vollständig abgelaufen ist, ist der Hazenwert 0. Das heisst, das Gemisch ist farblos. Das ColorPlus Ex misst die Entfärbung, um den Abschluss der Reaktion zu bestimmen.

Die Lösung

Das ColorPlus Ex mit kundenspezifischen Messzellen. Mittels einer druckfesten Kapselung sind Anwendungen in explosionsgeschützten Bereichen möglich.

Der Kundennutzen

Ausgangslage beim Kunden: Produktionsvolumen von 1.5 Mio Tonnen bei Marktpreis für Acrylsäure von 1.5 - 2.5 CHF/kg:

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Technische Details

  • Messgerät kann mit bis zu drei LED bestückt wer den (Bestückung nach exaktem Kundenwunsch)
  • Flexible Auswahl der optischen Pfadlängen zwischen 3 und 150 mm. Damit lassen sich sehr kleine Werte (bis zu 10 mE) problemlos messen.
  • Ausgelegt für Prozessbedingungen bis 195 °C und 20 bar
  • Flexible Messzellen verfügbar. Sie können an beliebige Prozessleitungen angeschlossen werden.

Weitere praktische Messaufgaben

Das ColorPlus Ex wird weltweit auch bei der Synthese von Maleinsäureanhydrid, Phtalsäureanhydrid oder Methacrylsäure verwendet.

Es ist weltweit in Erdölraffinerien im Einsatz. Dort wird nach der Destillation von Rohöl die Güte der Produkte (Benzin, Diesel, Naptha) durch Farbzahlen wie Saybolt oder ASTM bestimmt. Dort punktet das Sigrist-Photometer Gerät mit seiner hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

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ColorPlus Ex In-line
Das ColorPlus ermöglicht den Einbau von bis zu drei verschiedenen Lichtquellen (UV, sichtbar) zur Messung von Farbe, SAK254-Werten und Konzentration. Durch geeignete Wahl der Wellenlänge kann gleichzeitig die Trübung kompensiert werden. Die Messungen erfo
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