chemische technik (winnacker-küchler). band 3: anorganische grundstoffe, zwischenprodukte....

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hang hȨtte man auch die experimentel- len Untersuchungen von XeH 2 erwȨh- nen kɆnnen. Die Metallhydride ZrH 4 , HfH 4 und WH 6 werden zwar als theo- retische Modelle vorgestellt, aber es fehlt der Hinweis, dass diese Molekɒle bereits durch Matrixspektroskopie nachgewiesen wurden. Auch [PtH 4 ] 2 (S. 566–572) ist in Form von Alkalime- tallsalzen bereits bekannt (W. Bronger, Angew. Chem. 1991, 103, 776). Fɒr Verwunderung bei den meisten Lesern dɒrfte die offenbar feste Ƞber- zeugung der Autoren sorgen, dass die BindungsbeitrȨge von (n 1)d-Orbita- len bei Hauptgruppenelementen und np-Orbitalen bei Ƞbergangsmetallen vernachlȨssigbar sind und in letzterem Fall die 18-Elektronen-Regel durch eine 12-Elektronen-Regel ersetzt werden sollte. Die Zukunft wird zeigen, wie eng diese Schlussfolgerungen an bestimmte Systeme, Rechenmethoden und Popu- lationsanalysen geknɒpft sind. Die kri- tischen Bemerkungen von Maseras und Morokuma (Chem. Phys. Lett. 1992, 195, 500) zur natɒrlichen Populations- analyse werden leider nicht erwȨhnt. Zudem wird auf S. 449 eingerȨumt, dass die Reaktion von Wolfram mit CO den 18-Elektronen-Komplex [W(CO) 6 ] lie- fert. Die EinwȨnde und ergȨnzenden Bemerkungen zu dieser Arbeit kɆnnten leicht zu einem eigenen Buch gleichen Umfangs anwachsen. Das heißt jedoch nicht, dass dieses Buch schlecht wȨre – im Gegenteil: Ich empfehle es gerne! Pekka Pyykkö Department of Chemistry University of Helsinki (Finnland) Chemische Technik (Winnacker-Küchler) Band 3: Anorgani- sche Grundstoffe, Zwischenprodukte. Herausgegeben von Roland Ditt- meyer , Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa und Alfred Oberholz. 5. Aufl., Wiley-VCH, Wein- heim 2005. 1132 S., geb., 399.00 E.— ISBN 3-527-30768-0 Der „Winnacker-Kɒchler“, ɒber viele Jahre das mehrbȨndige Standardwerk in der deutschsprachigen Literatur zur Chemischen Technik, wird seit 2003 in der 5. Auflage, der ersten seit ca. 20 Jahren, neu herausgegeben. Nun ist Band 3 erschienen, der sich den Anor- ganischen Grundstoffen und Zwischen- produkten widmet. Der Band beginnt mit Schwefel und seinen anorganischen Verbindungen. Im ersten Kapitel wird zunȨchst die Ge- winnung von elementarem Schwefel behandelt, der heute weltweit der Hauptrohstoff fɒr die Herstellung von SchwefelsȨure ist. Der Elementar- schwefel stammt dabei ɒberwiegend aus Entschwefelungsprozessen von Erdgas und ErdɆl. Dem Rechnung tragend werden auch der Claus-Prozess und damit zusammenhȨngende Verfahren detailliert besprochen. Das darauf folgende Kapitel widmet sich den anorganischen Stickstoffver- bindungen. Die wichtigste darunter ist Ammoniak, dessen Herstellung aus Erdgas (Wasserstofferzeugung) und Luft fundiert und gut verstȨndlich be- schrieben wird. Die eigentliche Ammo- niaksynthese wird ebenfalls ausfɒhrlich behandelt. Eingegangen wird u. a. auf die physikalisch-chemischen Grundla- gen der Ammoniaksynthese (Bildungs- geschwindigkeiten von Ammoniak in AbhȨngigkeit von Temperatur, Druck und Konzentrationen), die Kompression des Ammoniak-Synthesegases, Reak- torkonzepte, Rɒckgewinnung von nichtumgesetztem Wasserstoff und von WȨrme bis hin zu großtechnisch betrie- benen Anlagenkonzepten. Schließlich wird auch die Synthesegas-Herstellung ausgehend von SchwerɆlen und Kohlen beschrieben, und deren Besonderheiten im Vergleich zur Rohstoffbasis Erdgas werden besprochen. Breiten Raum nimmt in diesem Kapitel die Ammoni- ak-Oxidation (Ostwald-Verfahren) zu NO als Vorstufe zur Herstellung von SalpetersȨure ein. SalpetersȨure dient in großem Umfang als Ausgangsstoff fɒr Dɒngemittel (Nitratdɒnger). Die Auto- ren beschreiben sehr detailliert die ver- schiedenen aktuellen Verfahrensvarian- ten bis hin zu einzelnen Anlagenteilen. Auch die Aufarbeitung und Aufkon- zentration von SalpetersȨure (u. a. nach dem Plinke-Verfahren) wird beschrie- ben. Weitere stickstoffhaltige Grund- chemikalien, die in diesem Kapitel be- handelt werden, sind Nitrite und Nitra- te, Ammoniumsalze, Harnstoff, Hydra- zin und Hydroxylamin. Bei letzterem hat sich auf S. 313 ein kleiner, aber au- genfȨlliger Fehler eingeschlichen: Das Raschig-Verfahren zur Herstellung von Hydroxylamin wurde nicht 1987 son- dern wesentlich frɒher entwickelt. (Ein entsprechendes Patent von F. Raschig trȨgt beispielsweise die Jahreszahl 1908.) Abschließend werden in Kapitel 2 noch BlausȨure, Cyanide und Cyanate behandelt. Kapitel 3 behandelt den Phosphor und seine technisch wichtigen Verbin- dungen. Es wird aufgezeigt, dass 97 % des weltweit gefɆrderten Rohphosphats (insgesamt ca. 130 ň 10 6 t pro Jahr) in zwei große Anwendungsbereiche gehen, nȨmlich in die Landwirtschaft (80 % in Dɒngemittel, 5 % in Futtermittel) und zu ca. 12% in den Wasch- und Reini- gungsmittelsektor. Man erfȨhrt, dass der weitaus ɒberwiegende Teil des Roh- phosphats (ca. 95 %) nasschemisch auf- geschlossen wird. Die restlichen 5% werden durch elektrothermischen Auf- schluss, insbesondere zur Phosphorher- stellung, weiter verarbeitet. Als Phos- phor-Folgeprodukte werden insbeson- dere die Herstellung von Phosphor- sȨure, Phosphoroxiden und Phosphor- chloriden, aber auch organische Phos- phorverbindungen wie PhosphonsȨuren und Phosphane behandelt. Ein wesentliches Standbein der in- dustriellen Chemie ist die (miteinander verknɒpfte) Herstellung von Chlor und Alkalimetallverbindungen, die in Kapi- tel 4 behandelt wird. Chlor und Na- Angewandte Chemie 29 Angew. Chem. 2006, 118, 28 – 30 # 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.angewandte.de

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Page 1: Chemische Technik (Winnacker-Küchler). Band 3: Anorganische Grundstoffe, Zwischenprodukte. Herausgegeben von Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa und Alfred Oberholz

hang h�tte man auch die experimentel-len Untersuchungen von XeH2 erw�h-nen k�nnen. Die Metallhydride ZrH4,HfH4 und WH6 werden zwar als theo-retische Modelle vorgestellt, aber esfehlt der Hinweis, dass diese Molek(lebereits durch Matrixspektroskopienachgewiesen wurden. Auch [PtH4]2�

(S. 566–572) ist in Form von Alkalime-tallsalzen bereits bekannt (W. Bronger,Angew. Chem. 1991, 103, 776).

F(r Verwunderung bei den meistenLesern d(rfte die offenbar feste 7ber-zeugung der Autoren sorgen, dass dieBindungsbeitr�ge von (n�1)d-Orbita-len bei Hauptgruppenelementen undnp-Orbitalen bei 7bergangsmetallenvernachl�ssigbar sind und in letzteremFall die 18-Elektronen-Regel durch eine12-Elektronen-Regel ersetzt werdensollte. Die Zukunft wird zeigen, wie engdiese Schlussfolgerungen an bestimmteSysteme, Rechenmethoden und Popu-lationsanalysen gekn(pft sind. Die kri-tischen Bemerkungen von Maseras undMorokuma (Chem. Phys. Lett. 1992,195, 500) zur nat(rlichen Populations-analyse werden leider nicht erw�hnt.Zudem wird auf S. 449 einger�umt, dassdie Reaktion von Wolfram mit CO den18-Elektronen-Komplex [W(CO)6] lie-fert.

Die Einw�nde und erg�nzendenBemerkungen zu dieser Arbeit k�nntenleicht zu einem eigenen Buch gleichenUmfangs anwachsen. Das heißt jedochnicht, dass dieses Buch schlecht w�re –im Gegenteil: Ich empfehle es gerne!

Pekka Pyykk�Department of ChemistryUniversity of Helsinki (Finnland)

Chemische Technik(Winnacker-K�chler)

Band 3: Anorgani-sche Grundstoffe,Zwischenprodukte.Herausgegebenvon Roland Ditt-meyer, WilhelmKeim, GerhardKreysa und AlfredOberholz. 5. Aufl. ,Wiley-VCH, Wein-heim 2005. 1132 S.,geb., 399.00 E.—ISBN 3-527-30768-0

Der „Winnacker-K(chler“, (ber vieleJahre das mehrb�ndige Standardwerk inder deutschsprachigen Literatur zurChemischen Technik, wird seit 2003 inder 5. Auflage, der ersten seit ca. 20Jahren, neu herausgegeben. Nun istBand 3 erschienen, der sich den Anor-ganischen Grundstoffen und Zwischen-produkten widmet.

Der Band beginnt mit Schwefel undseinen anorganischen Verbindungen. Imersten Kapitel wird zun�chst die Ge-winnung von elementarem Schwefelbehandelt, der heute weltweit derHauptrohstoff f(r die Herstellung vonSchwefels�ure ist. Der Elementar-schwefel stammt dabei (berwiegend ausEntschwefelungsprozessen von Erdgasund Erd�l. Dem Rechnung tragendwerden auch der Claus-Prozess unddamit zusammenh�ngende Verfahrendetailliert besprochen.

Das darauf folgende Kapitel widmetsich den anorganischen Stickstoffver-bindungen. Die wichtigste darunter istAmmoniak, dessen Herstellung ausErdgas (Wasserstofferzeugung) undLuft fundiert und gut verst�ndlich be-schrieben wird. Die eigentliche Ammo-niaksynthese wird ebenfalls ausf(hrlichbehandelt. Eingegangen wird u.a. aufdie physikalisch-chemischen Grundla-gen der Ammoniaksynthese (Bildungs-geschwindigkeiten von Ammoniak inAbh�ngigkeit von Temperatur, Druckund Konzentrationen), die Kompressiondes Ammoniak-Synthesegases, Reak-torkonzepte, R(ckgewinnung vonnichtumgesetztem Wasserstoff und vonW�rme bis hin zu großtechnisch betrie-benen Anlagenkonzepten. Schließlich

wird auch die Synthesegas-Herstellungausgehend von Schwer�len und Kohlenbeschrieben, und deren Besonderheitenim Vergleich zur Rohstoffbasis Erdgaswerden besprochen. Breiten Raumnimmt in diesem Kapitel die Ammoni-ak-Oxidation (Ostwald-Verfahren) zuNO als Vorstufe zur Herstellung vonSalpeters�ure ein. Salpeters�ure dient ingroßem Umfang als Ausgangsstoff f(rD(ngemittel (Nitratd(nger). Die Auto-ren beschreiben sehr detailliert die ver-schiedenen aktuellen Verfahrensvarian-ten bis hin zu einzelnen Anlagenteilen.Auch die Aufarbeitung und Aufkon-zentration von Salpeters�ure (u.a. nachdem Plinke-Verfahren) wird beschrie-ben. Weitere stickstoffhaltige Grund-chemikalien, die in diesem Kapitel be-handelt werden, sind Nitrite und Nitra-te, Ammoniumsalze, Harnstoff, Hydra-zin und Hydroxylamin. Bei letzteremhat sich auf S. 313 ein kleiner, aber au-genf�lliger Fehler eingeschlichen: DasRaschig-Verfahren zur Herstellung vonHydroxylamin wurde nicht 1987 son-dern wesentlich fr(her entwickelt. (Einentsprechendes Patent von F. Raschigtr�gt beispielsweise die Jahreszahl1908.) Abschließend werden in Kapitel2 noch Blaus�ure, Cyanide und Cyanatebehandelt.

Kapitel 3 behandelt den Phosphorund seine technisch wichtigen Verbin-dungen. Es wird aufgezeigt, dass 97%des weltweit gef�rderten Rohphosphats(insgesamt ca. 130N 106 t pro Jahr) inzwei große Anwendungsbereiche gehen,n�mlich in die Landwirtschaft (80% inD(ngemittel, 5% in Futtermittel) undzu ca. 12% in den Wasch- und Reini-gungsmittelsektor. Man erf�hrt, dass derweitaus (berwiegende Teil des Roh-phosphats (ca. 95%) nasschemisch auf-geschlossen wird. Die restlichen 5%werden durch elektrothermischen Auf-schluss, insbesondere zur Phosphorher-stellung, weiter verarbeitet. Als Phos-phor-Folgeprodukte werden insbeson-dere die Herstellung von Phosphor-s�ure, Phosphoroxiden und Phosphor-chloriden, aber auch organische Phos-phorverbindungen wie Phosphons�urenund Phosphane behandelt.

Ein wesentliches Standbein der in-dustriellen Chemie ist die (miteinanderverkn(pfte) Herstellung von Chlor undAlkalimetallverbindungen, die in Kapi-tel 4 behandelt wird. Chlor und Na-

AngewandteChemie

29Angew. Chem. 2006, 118, 28 – 30 6 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.angewandte.de

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tronlauge sind in der industriellen Pro-duktion von Chemikalien unverzicht-bar. Sie werden heute praktisch aus-schließlich durch Elektrolyse herge-stellt. Dementsprechend werden hierdie drei existierenden Verfahrensvari-anten zur Chlor-Alkali-Elektrolyse(Amalgam-, Diaphragma- und Mem-bran-Verfahren) detailliert behandelt(Techniken der Sole-Herstellung und -Aufbereitung, Elektrolyseur-Bauartenetc.) und am Ende auch einander ge-gen(bergestellt. Es wird deutlich, dassdas Membran-Verfahren die sich amschnellsten entwickelnde Variante istund die beiden „klassischen“ Verfahrenwohl mittel- bis langfristig verdr�ngenwird. Das Kapitel umfasst ferner dieEigenschaften und Verwendung derPrim�rprodukte der Chlor-Alkali-Elek-trolyse, d.h. Chlor, Natronlauge undWasserstoff. Abschließend wird auf dieHerstellung und Nutzung wichtiger an-organischer Chlorverbindungen wieSalzs�ure, Chlorite, Chlorate etc. ein-gegangen.

In Kapitel 5 wird die Gewinnungvon Natriumchlorid und von Alkalicar-bonaten besprochen. Ca. 70% desweltweit gef�rderten Natriumchloridswird bergm�nnisch in Form von festemSalz („Steinsalz“) oder salzhaltigen L�-sungen (Sole) gewonnen. Die restlicheMenge stammt aus Meerwasser undSalzseen. F(r die Chemische Industrieist Natriumcarbonat (Soda) eines derwichtigsten Salze mit zahlreichen An-wendungen (z.B. als Flussmittel bei derGlasherstellung). Dementsprechendausf(hrlich wird die Soda-Herstellungauch behandelt. Die heute am weitestenverbreiteten Verfahren hierzu (dasSolvay- und das Trona-Verfahren)werden detailliert besprochen.

Im nachfolgenden Kapitel werdenwichtige anorganische Fluorverbindun-gen wie CaF2 (Flussspat als Rohstoff zurErzeugung von Fluorwasserstoffs�ure,HF) sowie die Herstellung von HFselbst (einem wichtigen Katalysator f(rAlkylierungsreaktionen, insbesonderebei der Isobutan/Olefin-Alkylierung zurHerstellung klopffester Kraftstoffkom-ponenten f(r Ottokraftstoffe) behan-

delt. Dar(ber hinaus wird auch dieHerstellung von Kryolith (Na3AlF6),Aluminiumfluorid, Bortrifluorid etc.er�rtert.

Kapitel 7 beschreibt die Herstellungund Anwendung wichtiger Bor-Sauer-stoff-Verbindungen sowie weiterewichtige Bor-Verbindungen wie Borni-trid, Borcarbid und Borhalogenidesowie Borane und deren Abk�mmlinge.

Die umfangreiche Stoffklasse derPeroxoverbindungen wird in Kapitel 8abgehandelt. Besprochen werden ins-besondere die verschiedenen Wege zurHerstellung von Wasserstoffperoxid(Anthrachinonverfahren, elektrochemi-sche Herstellung, Direktsynthese ausWasserstoff und Sauerstoff), Wasser-stoffperoxid-Addukte, Peroxoboratesowie die CaroPsche S�ure (Peroxomo-noschwefels�ure) und ihre Salze.

Im folgenden Kapitel (Carbide undKalkstickstoff) wird zun�chst auf dieHerstellung von Calciumcarbid einge-gangen, das (ber lange Zeit als Aus-gangsstoff zur Erzeugung von Acetylendiente. Besprochen werden u.a. auchdie Anforderungen an die eingesetztenRohstoffe Kalk und Kohle (oder Koks).Die Verfahren zur Herstellung vonKalkstickstoff (Calciumcyanamid)werden vorgestellt. Neben diesen eher„traditionellen“ Produkten der Carbid-chemie wird auch auf aktuellere Carbi-de eingegangen, n�mlich auf Silicium-carbid und Borcarbid, die u.a. alsSchleifmittel, feuerfeste Materialienund Ausgangsstoffe f(r „AdvancedMaterials“ Verwendung finden.

Die Vielfalt der Siliciumverbindun-gen schließlich ist Gegenstand des 10.Kapitels. Ausgehend von nat(rlichenSilicaten und deren Eigenschaftenwerden l�sliche Silicate (Wassergl�ser),synthetische Zeolithe (die als Ionen-austauscher, Adsorbentien und Kataly-satoren vielf�ltige Anwendungenfinden) sowie amorphe SiO2-Verbin-dungen („Silicas“) in Herstellung undAnwendung beschrieben. In einem ab-schließenden Abschnitt werden Silanebesprochen.

Von großer technischer Bedeutungsind Kohlenstoffprodukte, wie aus dem

entsprechenden Kapitel (Kapitel 11)auch ganz klar hervorgeht. Vielf�ltigeAnwendungen werden beschrieben, vonElektroden (ber Auskleidungen (u.a.f(r Gießformen), Industrieruß, Aktiv-kohle, Diamant bis hin zu Fullerenenund Kohlenstoff-Nanor�hren. Hier wirddie gesamte Bandbreite angesprochen.

Last but not least wird das Thema„Wasser“ behandelt. Zun�chst wird ein7berblick (ber die global vorhandenenWassermengen und die Abl�ufe beimnat(rlichen Wasserkreislauf gegeben.Danach wird auf die verschiedenenArten von Wasser (Trinkwasser, Mine-ralwasser, Brauchwasser etc.) und diedamit zusammenh�ngenden Richtlinienund Gesetze eingegangen. Den Ab-schluss bildet ein 7berblick (ber dieTechnologie der Wassergewinnung undWasseraufbereitung sowie Aspekte desGew�sserschutzes.

Fazit: Der vorliegende Band 3 desWinnacker-K(chler informiert umfas-send (ber die Themengebiete Anorga-nische Grundstoffe und Zwischenpro-dukte. Die einzelnen Kapitel sind vonkompetenten Autoren verfasst, und esfinden sich viele Literaturverweise ausj(ngerer Zeit. Auch das Stichwortver-zeichnis h�lt einer Pr(fung stand, esf(hrt den Leser in der (berwiegendenZahl der F�lle schnell zum Ziel. Dassein so umfangreiches und gut ausge-stattetes Buch seinen Preis hat, liegt aufder Hand. Trotzdem sollte dieser Band,wie auch die anderen 7 B�nde dieserNeuauflage des Winnacker-K(chler, inkeiner Bibliothek fehlen, sei es in Un-ternehmen der Chemischen Industrieund des Anlagenbaus, in Universit�tenund Fachhochschulen und bei den ein-schl�gigen Beh�rden. Der w(nschens-werten internationalen Verbreitungdieses Werkes wird wohl seine Abfas-sung in deutscher Sprache entgegenste-hen.

Stefan ErnstFachbereich ChemieTechnische Universit:t Kaiserslautern

DOI: 10.1002/ange.200585324

B�cher

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