Szemle ... Szemle ... Szemle

A németországi Bayer vegyipari világcég (Leverkusen) kívánt méretû szemcsék nyerésére örvényágyas szemcsézô-berendezést fejlesztett ki mindenek elôtt szervesanyagok kereskedelmi méretû gyártásához. Példát ismertetnek citromsav esetére, amelyet 50 kg-os papírzsákokban kétféle szemcsemérettel hoznak forgalomba (200--500, ill. 500--800 mm).

A citromsavat szénhidrátok fermentációjával biotechnikai úton állítják elô. A nyers citromsav-oldatról leszûrik a micéliumot, majd oldhatatlan káliumsó képzésével kicsapják; ezt mosással tisztítani tudják, majd felszabadítják belôle a még színtelenítendô citromsavat, amit betáplálnak a szemcsézôbe (elgôzölögtetô négyzetalapú szárító tér, aminek fenekét egy fluidizáló rostály alkotja, amibe alulról két koncentrikus csövön, forró levegôt és citromsavoldatot fújnak be). Az örvényágy úgy képzôdik, hogy a keletkezô ojtószemcséket az örvénytérbôl a légáram diffúzoron keresztül kihordja a nagyobb átmérôjû csatlakozó térbe, ahol a csökkenô áramlási sebesség és átmérô szerint a szemcsék rendezôdnek, de a kicsik sem tudnak áthatolni a kilépô levegô-gôzteret behatároló fedélbôl benyúló szûrôgyertyákon, amikrôl visszahullanak az örvényágyba, miközben a felületükön lecsapódó citromsavoldattól nagyobb szemcseméretre híznak. Az áramlási és keresztmetszeti, valamint betáplálási és hômérséklet-gradiensi paraméterek változtatásával lehet a megkívánt, viszonylag homogén gömb-szemcseméretû száraz terméket elôállítani, amit az örvényágy meghatározott magasságában pszeudo-folyadékként vesznek le gravitációsan.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Klórral dolgozó üzemekben klórömlésre eleve számítani kell, amikor is az üzemi levegôbôl és a készülékekben, csôvezetékekben megrekedt klórtartalmú gázból mosótoronyban vízel ki kell oldani az elemi klórt, ami azonban azzal jár, hogy az elnyeletôvízben a következô dizmutáló reakció megy végbe:

A keletkezett hipoklórossav aktív oxidálószer és a sósav megsavanyítja a mosívizet. Emiatt azt az élôvízfolyásba nem szabad bevezetni, hanem ennek elôtte redukálni és semlegesíteni kell, úgy azonban, hogy újabb káros melléktermék ne kerülhessen a befogadóba.

Ennek eljárását dolgozták ki Németországban, és az ehhez szükséges berendezést A/Dyn típusjellel látták el és a Mühlhausen-i vízmûben próbálták ki. A berendezésnek alkalmasnak kell lennie arra, hogy lehetôleg mozgó alkatrészek nélkül, a haváriákra jellemzô töménységhatárok között, érzékeny automatika nélkül tudjon ártalmatlanítani és ellenálljon az oxidáló és savanyú közegnek.

A berendezés hengeralakú, földbesüllyesztett, fedeles betonakna kb. 1,5 x 2 m méretben, benne két mázos kerámia nuccsal, amelyekbôl a felsôbe a fáradt sósavas-hipokloritos vizet adják be a vezeték nyomásával, az gravitációsan az alsóba csurog le és onnan ugyancsak ejtéssel a befogadóba vezetô csatornaszakaszba engedik le.

A felsô nuccs szemcsés kalcium-szulfit állóággyal töltött, amiben végbemegy a hipoklorit cserebomlása kalcium-szulfáttá és sósavvá:

A kalcium-szulfát csak nagyon kevéssé oldódik vízben, ezért a második nuccsba, amiben szemcsézett kalcium-karbonát állóágy van, a híg sósavoldat folyik, aminek cserebomlásából az élôvizekre kevésbé ártalmas híg kalcium-klorid-vizesoldat és szén-dioxid keletkezik:

A mühlhauseni üzemkísérletek során kimért paramétereket az 1. táblázat mutatja be.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Az amerikai Chem. Systems gazdaságkutató mérnökcég (Tarrytown, N. Y.) 1996 január/február fordulóján Houstonban (Tex) petrolkémiai konferenciát tartott, ahol mindenek elôtt etilénre és polietilénre az 1995 és 2005 közötti évtized idejére petrolkémiai világprognózist ismertetett. A világ etilénigényére és ezen belül a fô régiócsoportokra elôbecsült adatokat az 2. táblázat tartalmazza: csoportosítás: Észak-Amerika + Nyugat-Európa + Japán (a jelenlegi vezetô régió); Kelet-Ázsia (leginkább növekvô); Közel-Kelet (közepesen növekszik). Részarányuk a világtermelés %-ában; az idôszakasz-határok ötévesek.

Nyugat-Európa etilén-termelése stagnál (tonnában számítva), a többi ugyanezen csoporthoz tartozó régió a világtermelésnél lassúbb ütemben nô. Érzékelhetô a súlypont-növekmény vándorlása Kelet-Ázsiára. A növekedés új üzemek építését, kapacitásbôvítéseket és vállalatok közös irányítását is jelenti, eközben azonban a lehetôség szerint el kell kerülni, hogy átmenetileg fölös kapacitások jöjjenek létre, mert az átlagos kapacitáskihasználást és az árat csökkenti, azaz anticiklikus beruházás-politikát kell követni, lehetôleg egyeztetve. Ha sikerül, úgy az ezredfordulóra átlagban el lehet érni a 90%-os kapacitás-kihasználást (az USA-ban akár a 93%-ot).

Az etilén fô fogyasztója a polietilén; az USA-ra 2000-re 53%-os felhasználási részarányt prognosztizálnak.

A polietilén terén a metallocén katalizátoroktól várnak lényeges minôségi elôrehaladást (kissûrûségû és a lineáris termékek; LDPE, LLDPE). Az új eljárásokkal egyetlen reaktorban bimodál, nedvesen is nagyszilárdságú polietilén-féleségek állíthatók elô, amik a rugalmas polimereknek (PVC, EPR, EPDM-kaucsuk) versenytársai lehetnek. Az LLDPE könnyebben lesz alakítható, jobban átlátszik és alacsonyabb hômérsékleten hegeszthetô, szilárdabb lesz a termék és nô a tisztasága, ezért kevesebb az extrahálható alkatrész és javul az íze, valamint a szaga; emiatt a fóliák és az együttextrudált bevonatok felhasználása terjed.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

A vezetô gyógyszer világcégek különös gonddal foglalkoznak a szabadalmi védettséggel már nem rendelkezô ún. "generikus" készítmények szabaddá vált gyártásának szervezettségével: észrevehetô az a tendencia, hogy ezek termelése a korábbi szabadalmas szervezetétôl elkülönül (közös vállalatok, új cégek alapítása, idegen cégek megvétele).

Az USA-ban a következô 10 évben 130--140 terméknek a termelés védettségét és ezzel az extraprofitot biztosító szabadalmi ideje lejár; közülük a legfontosabbakról az 3. táblázat tájékoztat.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

A világ vezetô régióiban a mûszaki mûanyagfajták 1995. évi felhasználási mennyiségébôl az 1995/1994 közötti növekedési rátájából vonta le a német BASF vezetô vegyi-világcég azt a következtetést, hogy a sztirol-polimer (ABS) üzemekbe kíván beruházni Észak-Amerikában és Távol-Keleten jelentôs kapacitással. Most épít az Észak-amerikai szabadkereskedelmi régióban (NAFTA) 130 kt/évi kapacitásra üzemet 1998-ban szándékolt indulással és Dél-Koreában, közös vállalatként egy 160 kt/év kapacitásút, aminek már 1997-ben kellene részlegesen üzembe indulnia.

Az akrilnitril-butadién-sztirol mûszaki mûanyagok világtermelése kb. 70%-ának megoszlása a fô felhasználási ágak között a következô:

• elektronikai alkatrészek és telekommunikáció 23%
• háztartási eszközök 23%
• gépkocsi alkatrészek 22%

Az egyes fô mûszaki mûanyagfajták felhasználását 1995-re kt/évben és az 1995/1994. évek közötti növekedési rátákat %-ban Nyugat-Európára, Észak-Amerikára és Japánra az 4. táblázat tartalmazza.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Az angol Imperial Chemical Industries, a világ egyik vezetô nemzetközi vegyipari vállalata a Mond vegyi és nikkel gyárból alakult a megnyert I. világháború után, mikor Nagy-Britannia hadisarcban foglalta le a Német Birodalom valamennyi vegyipari szabadalmát és eljárását. Büszke és rátarti cégnek ismerhettük meg a vezetôin keresztül a hatvanas évektôl az ICI-t.

A globális változások külföldi cégek alapításának formájában nyilvánultak elôször meg, majd a nyolcvanas években profiltisztítás során leválasztották a Zeneca cégben a gyógyszer- és a finomvegyszer-gyártást. A maradék ICI jellemzô adatai az 1995. évbôl a következôk:

Értékesítés világszerte: 15,9 milliárd USD

ebbôl Észak-Amerika 27%, Ázsia és Csendes-Óceánia 25%, Egyesült Királyság 21%, a többi Európa 21%, egyéb 6%
profil szerinti megoszlás: 40% ipari vegyitermék, 19% szerkezeti anyag, 19% festékek, 15% a termelô üzem régiójának piacára szánt termék, 7% robbanóanyag.

Netto profit: 829 M USD

Dolgozólétszám világszerte: 63 800 fô

Beruházás: 1 milliárd USD

Kutatás-fejlesztés ráfordítása: 639 M USD.

A cégen belüli új gondolkozásmód letéteményese a vezérigazgató Charles Miller Smith, aki 56 éves és elsô diplomáját közép- és modernkori történelembôl szerezte meg (bachelor of arts). 1963 és 1993 között nem is a vegyiparban, hanem az élelmiszer- és háztartásvegyiparban világóriás angol-holland Unilever cégnél dolgozott és végül az Ázsiai-Csendes-Óceáni régió, valamint cége világméretû fagylaltérdekeltségeinek ügyvezetô igazgatója volt. Szokatlan volt az ICI vezérigazgatójául külsô cég emberét kinevezni, igaz néhány éves alkalmazás után, aminek célja már a vezérigazgatói beosztás volt.

Miller Smith a következôkben fogalmazta meg az ICI XXI. századi stratégiáját:

A cég a tudományra és a technikára alapoz, de a piacot célozza meg: így legfontosabb partnere a vevô, pl.

• a polietilén-tereftalát minôsége, ami elônyt jelent a továbbfeldolgozó számára;
• az uretánoknál alkalmazkodás a vevô képességéhez (mûszaki-, piaci-, szemléleti-);
• a bevonatoknál az ICI alkalmazástechnikája és szervizelése irányítja a saját gyártását.

1995-ben az ICI a kutatás-fejlesztésben 4000 fôt foglalkoztatott, ebbôl 30%-ot az alkalmazástechnikában, 20%-ot a gyártmányfejlesztésben, 10%-ot a gyártásfejlesztésben, míg 25% az üzembehelyezéssel, 10% az alkalmazott kutatással, 5% a stratégiai kutatással törôdött.

Minden regionális központban és leányvállalatnál túlnyomórészt a helyi állampolgár vagy a régióban képzett vezetôk dolgoznak, de jut belôlük a regionális-, ill. a profil központba és a londoni vezetésbe is.

Az ICI stratégiai vezetésének fô célja: egyesíteni az angol innovációs géniuszt, az amerikai célratörést az eredményre és az ázsiai növekedési szenvedélyt.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Olyan eljárást fejlesztett ki a német Schott cég angol fiókja, amely elsôsorban a levegô szennyezését, ill. az elfolyó vizekét úgy gátolja meg, hogy eközben kereskedelmi minôségû ásványi savakat nyernek vissza (30% feletti töménységû sósavat, ill. 70% töménységet meghaladó kénsavat, amit értékesíteni tudnak).

A cég bórszilikátüvegbôl ( Duran 3,3) ipari méretû berendezéseket gyárt (desztilláló oszlopok, hôcserélôk, forralók, amik a korrozív közeget állják).

A berendezés 3 sorbakapcsolt oszlopból áll (desztilláló, elnyeletô, oxidáló), amelyekbe ellenáramban táplálják be az elnyeletést célzó vizet, ill. hidrogén-peroxidot (utóbbit abból a célból, hogy a középsô oszlopban elnyeletett és a kén-dioxidból képzôdött kénessavat kénsavvá oxidálják). A hidrogén-peroxidot 50%-os vizes oldat alakjában adják be az utolsó oszlopba 1,06 kg H₂O₂/kg SO₂ arányban. A középsô oszlopba adagolják be a hidrogén-kloridot elnyeletô oszlopban még szükséges vízmennyiséget, melynek fajlagosa 2,3 kg H₂O/kg HCl. Minden oszlopnak keringetô refluxköre van az üstbôl a fejre, ill. az oszlopközépre; az elsô sósavképzô oszlopnak még gôzfûtötte forralója és fejkondenzátora is van, amibôl a le nem csapott gázokat a második SO₂ elnyeletô oszlop közepébe adják be. Az utolsó oxidáló oszlop fején az ártalmatlanított véggáz távozik a légkörbe.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Alacsony karbonszámú szénhidrogének nem teljesen oxidált származékai a szerves kémia gazdaságilag jelentôs közbensô termékei, amiket azonban rendszerint kerülô úton, pl. klóros vagy salétromsavas oxidációval lehet elôállítani, mert ilyenkor az oxidáció nem megy végbe a teljesen oxidált termékig, viszont a redukált oxidáló reagens a légkört vagy az elfolyó vizeket szennyezi; a hagyományos oxidáció molekuláris oxigénnel túlnyomórészt a teljes oxidációs fokig halad, sôt tovább (pl. CO₂).

Az USA Lawrence Berkeley Állami Laboratóriumban abból indultak ki, hogy az oxidációt in situ nascendi képzôdött oxigénatomokkal végezték tömény (elnyelt) izolált szénhidrogénzárványokkal, amit látható fény katalizál (zöld, ill. kék tartomány 500--600 nm hullámhosszal). A szilárd abszorbens báriummal vagy nátriummal promoveált faujazit (zeolit Y), mely alapvetôen alumínium-szilikát kristályrács 1,5--3 szilícium-alumínium atomaránnyal, ami köbösen kristályosodik 0,8 nm kalickanyílásokkal és 13 nm belsô szabad ûrmérettel (8 ill. 130 A). A promováló szennyezések elektromos teret idéznek elô a kalicka belsejében és ez segíti a molekuláris oxigén helyi képzôdését. A zeolit-kalickán belül a molekuláris oxigén hatására a szénhidrogénekbôl átmenetileg peralkoholok keletkeznek, amik ezután hasítanak le vizet, minek következtében pl. az 5. táblázat szerinti végtermékek képzôdnek.

Az ipari eljárást eddig még nem tudták kidolgozni; ehhez a következô nehézségeken kell túljutni:

• elkerülni a fényszóródást a zeolitrácson;
• az ipari kihozatalhoz szükséges (0,1 mol/ml · h termelékenység) 20 mikron méretû zeolitszemcsék mérése;
• a termék kellô deszorpciósebességének megoldása;
• a folyamathoz szükséges reaktorszerkezet konstruálása.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

A gyémánton és a grafiton túl a karbon kristályszerkezet új alakját fedezte fel 1985-ben Richard Smalley (Rice University Houston, Texas) és Harold Croto (Sussex Egyetem, Anglia) éspedig 60 karbonatomból álló térszerkezet formájában, amelynek rácsa a csonka ikozahedron alakját követi. Képzeletbeli lapjai egymást kölcsönösen körülvevô szabályos ötszögek és hatszögek, mint a hetvenes-nyolcvanas évek egymással váltakozó fekete-, ill. fehér-tarka focilabdáéi. Ez a karbonrács, mely pl. fématomokat üregébe befogadni képes (és egyelôre még gyakorlati hasznak nincs) Smalleytól a Buckmisterfullerene nevet kapta a Montreáli Világkiállítás ilyen rácsszerkezetû gömbpavilonja statikusának neve után (Buckmister Fuller). Ez volt az elsô mesterségesen elôállított nanokristály (rácsmodulja milliárdad-méter --- nm --- nagyságrendû). Beceneve: Buckyball (bukilabda).

Felfedezôje azóta is foglalkozik nano-kristályszerkezetek elôállításával, amelyek grafitból kiindulva 3 dimenziós karbonrácsszerkezetet alkotnak. Az új szerkezet eleme azonban nem önmagába visszatérô térrács, mint a Buckyball esetében, hanem lineáris, ami azonban hajlamos szintén önmagába visszatérô rácsszerkezetet képezni. De ez nem gömb, hanem párhuzamos lineáris alkotókkal rendelkezô csô, amelynek hosszanti ürege be tud fogadni zárványként idegen atomokat. Beceneve: Buckytube (bukicsô).

A bukicsô szilárdabb az acélnál, a karbonszálnál és a gyémántnál (utóbbiban ugyan minden karbonatomot 4 másik vesz körül és kubos kristályrácsot alkot), míg a grafit (amibôl mindegyik karbon-nanorácsot elôállítják) kétdimenziós hatszögletû, elemi atomrács-síkot képez, ami csak másodlagosan alkot síklemezt a harmadik dimenzióban. Elôállítási módjától függôen van olyan bukicsô, amely a villamosáramot éppúgy vezeti, mint a fém és olyan is, amely szigetel, mert áramvezetôképessége elôbbinek csupán milliomodrésze.

Smalley a bukicsövet grafit lézernyalábos elgôzölögtetésével állította elô; ez nanocsô-köteget képez, amit nanométeres-csúcsú fémtûvel egyedi csövekre lehet bontani.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

az alumínium, a gáz-, a gumi-, a gyógyszer-, a kôolaj-, a vegyipar és a rokon szakmák, valamint a kutatás, fejlesztés és a felsôoktatás területén az exportképesség növelése, a mûködô gyártási eljárások korszerûsítése, vagy újak kidolgozása tárgykörökben.

Azon pályamunkák jutalmazására, amelyek nem érik el a díjazottak színvonalát, de vegyipari alkalmazásuk jelentôs, a kuratórium 100 ezer forintot fordít. A kuratórium csak megfelelô mélységben kidolgozott pályamûvekkel foglalkozik. Ötleteket és kidolgozatlan javaslatokat nem tud elbírálni.

A kuratórium fenntartja a jogot a pályadíjak összegének átcsoportosítására.

A pályázat jeligés! A pályázók személyi adatait -- név, munkahely, munkakör, lakcím -- zárt borítékban kell mellékelni. A pályázatot két példányban, gépelve kell beküldeni a VDSZ "Vegyész'' Alapítvány Kuratóriumának (1068 Budapest, Benczúr u. 45. ) Felvilágosítást ad telefonon dr. Balatoni Istvánné. Tel.: 351-1876.

Beküldési határidô: 1997. október 1.

A pályamunkák elbírálásának határideje: 1997. december 1.