Benutzer:WilfriedC/Spielwiese/Chemiefabrik

Eine Chemiefabrik ist eine technische Anlage, in der chemische Prozesse durchgeführt werden. Diese Prozesse sind im wesentlichen chemische Reaktionen und die Aufbereitung der Rohstoffe und der Reaktionsprodukte. Dabei ist das Ziel, aus preiswerten Rohstoffen und Zwischenprodukten teurere Wertstoffe zu produzieren.

Geschichte

Von chemischen Fabriken wird erst mit der industriellen Revolution gesprochen, da erst im 19. Jahrhundert die chemischen Vorgänge soweit verstanden wurden, dass Reaktionen in größerem Maßstab beherrschbar wurden. Frühere Tätigkeiten, wie etwa das Gerben von Häuten oder die Farbherstellung wurden zumeist nur im Manufakturmaßstab durchgeführt und die zugrunde liegenden chemischen Vorgänge waren unbekannt. Die ersten großtechnisch hergestellten Produkte waren Seifen, Hilfsstoffe zum Bleichen von Textilien und zur Glasherstellung – hiermit begann bspw. die Geschichte der BASF gegen 1865.

Techniken

Chemische Fabriken benötigen eine Reihe spezieller Gerätschaften:

• Reaktoren zur Durchführung der chemischen Reaktionen
• Pumpen und Rohrsysteme zum Stofftransport innerhalb einer Anlage
• Apparate zur Destillation, Adsorption, Absorption, Desorption, Extraktion, zum Trocknen, Erwärmen/Heizen, Kühlen, Verdampfen, Kondensieren, Filtrieren, Kristallisieren, Abscheiden, Mahlen, Sieben, Mischen, Rühren, Absetzen, etc. Diese Verfahren werden als Grundoperationen bezeichnet und sind die Bausteine eines chemischen Prozesses.
• Laboratorien zur Überprüfung der Güte der verwendeten und erzeugten Chemikalien

Infrastruktur

Transportwege

Eine chemische Fabrik benötigt Anschlüsse an Transportwege. Hierbei ist von besonderer Bedeutung, dass es für eine Reihe von Chemikalien (Gefahrgüter) Transportbeschränkungen und -vorschriften gibt, die zumeist einen Bahnanschluss und manchmal einen Schiffsanleger bedingen. Bspw. darf Chlor nur per Bahn transportiert werden.

Abwasser/Abluft

Chemische Fabriken haben zumeist eine eigene Abwasserbehandlung und -aufbereitung, da die Verunreinigungen oft sehr komplex und von normalen Kläranlagen nicht beherrschbar sind. Die Abluft von chemischen Anlagen ist ebenfalls oft verunreinigt, so dass spezifische Filtersysteme benutzt werden müssen.

Werksfeuerwehr

Zumindest größere chemische Fabriken haben zumeist eine speziell ausgebildete Werksfeuerwehr, die den Anforderungen entsprechend ausgerüstet ist. Ebenso wird eine Erste-Hilfe-Versorgung auf dem Gelände durch geschultes Personal sichergestellt.

Lagerung

Die Lagerung von Rohstoffen und Produkten ist erforderlich, um eine kontinuierliche Produktion zu gewährleisten. Instabile oder bspw. feuergefährliche Stoffe benötigen spezielle Sicherungsmaßnahmen.

Zugangsbeschränkungen

Chemische Fabriken haben zumeist strikte Zugangsbeschränkungen und sind nur durch bewachte Tore zugänglich und ansonsten vollständig umzäunt. Mitarbeiter haben Betriebsausweise, während Lieferanten und Besucher sich an den Eingängen an- und abmelden müssen.

Energieversorgung

An Energie wird in einer chemischen Fabrik im wesentlichen Wärme und in kleinerem Umfang elektrischer Strom benötigt. Wärme wird oft zumindest teilweise intern erzeugt, da einzelne (exotherme) Prozesse Wärme erzeugen, die an anderen Anlagen genutzt werden kann. Die Wärme wird dabei zumeist als überhitzter Wasserdampf transportiert. Größere Fabriken besitzen oft eigene Kraftwerke für die Erzeugung von Wärme und elektrischem Strom.

Personal

Die Mitarbeiter in einer chemischen Fabrik sind speziell ausgebildete Chemiefacharbeiter, heute Chemikanten genannt, Chemieingenieure und (oft technische) Chemiker sowie Elektriker, Schlosser und andere Fachleute, die für den Betrieb einer technischen Anlage notwendig sind.

Gefahren

Chemische Fabriken bergen vielerlei Gefahren:

• Verunreinigung von Luft, Boden und Wasser. Dies ist in den Industrieländern im wesentlichen ausgeschlossen, keineswegs jedoch in Entwicklungs- und Schwellenländern.
• Brand- und Explosionsgefahr. Chemische Reaktionen können stark exotherm ablaufen und benötigen eine zuverlässige Kühlung. Bei einem Ausfall kann eine Reaktion „durchgehen“ und zum Brand oder zur Explosion führen. Einige Stoffe sind luft-, schlag- oder wärmeempfindlich und können bei unsachgemäßer Behandlung und Lagerung in Brand geraten.
• Arbeitsunfälle aufgrund komplexer Technik, technischer Defekte oder Fahrlässigkeit. Arbeitsunfälle in Chemiefabriken bergen besonders Gefahren aufgrund der Giftigkeit und anderer schädlicher Eigenschaften der produzierten Chemikalien.

Regulierungen

Chemische Fabriken unterliegen umfangreicher staatlicher Aufsicht und Auflagen, die den sicheren Betrieb sicherstellen sollen. Dies betrifft zum einen die verwendeten Chemikalien, deren Verwendung und deren Eigenschaften (siehe auch REACH) dokumentiert werden müssen. Für die sicherheitstechnischen Vorschriften zum Schutz der Arbeiter und Angestellten sind Berufsgenossenschaften zuständig und für die Einhaltung von Arbeits- und Umweltvorschriften die Gewerbeaufsicht.

Typische großtechnische Prozesse

• In Raffinerien wird Rohöl destilliert und aufbereitet und Benzin, Kerosin, Diesel sowie weitere Nebenprodukte erzeugt.
• Bei der Grundchemikalienherstellung ist der häufigste Prozess das Cracken von Erdöl. Methanol, Ethanol, Ethen, Propen, Buten und Benzol sind einige der wichtigeren Grundchemikalien, andere nicht erdölbasierte Grundchemikalien sind Chlor, Ammoniak, Phosphorsäure, Natriumhydroxid)
• Entschwefelung von Erdgas
• Chloralkalielektrolyse zur Herstellung von Chlor
• Polymerisationen zur Herstellung von Kunststoffen
• Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniakherstellung