• Interview von Mychealla RiceJul 3 2018
    Hydrierung ist eine chemische Reaktion zwischen molekularem Wasserstoff und anderen Verbindungen und Elementen. Die Hydrierung wird in vielen Anwendungen wie der Lebensmittelindustrie, der petrochemischen Industrie und der pharmazeutischen Industrie eingesetzt.

    Eric Dabe von Nel Hydrogen spricht mit AZoM im Interview über die Hydrierung, die Produkte, die daraus entstehen und die Vorteile, die sie bieten kann.

    Was ist Hydrierung?

    Hydrierung ist eine chemische Reaktion zwischen molekularem Wasserstoff und einem Element oder einer Verbindung, üblicherweise in Gegenwart eines Katalysators. Die Reaktion kann eine sein, bei der Wasserstoff einfach zu einer Doppel- oder Dreifachbindung addiert wird, die zwei Atome in der Struktur des Moleküls verbindet, oder eine, bei der die Zugabe von Wasserstoff zur Dissoziation (Aufspaltung) des Moleküls führt (Hydrogenolyse oder destruktive Hydrierung genannt).

    Die für Hydrierungsreaktionen am häufigsten verwendeten Katalysatoren sind die Metalle Nickel, Platin und Palladium sowie deren Oxide. Für Hochdruckhydrierungen werden in großem Umfang Kupferchromit und Nickel auf Kieselgur (loser oder poröser Kieselgur) verwendet.

    Hydrierung ist eine chemische Reaktion zwischen molekularem Wasserstoff und einer anderen Verbindung oder einem anderen Element. Bildnachweis: .com/SararwutJaimassiri

    Welche Produkte werden mit Hydrierung hergestellt?

    Die Hydrierung ist in der Industrie weit verbreitet. Hydrierung wird verwendet, um viele Produkte, Rohstoffe oder Bestandteile zu verfestigen, zu konservieren oder zu reinigen. Ammoniak, Kraftstoffe (Kohlenwasserstoffe), Alkohole, Pharmazeutika, Margarine, Polyole, verschiedene Polymere und Chemikalien (Chlorwasserstoff und Wasserstoffperoxid) sind Produkte, die mit einem Hydrierverfahren behandelt werden.

    Das am häufigsten hydrierte Produkt ist Pflanzenöl. Hydrierung wandelt Pflanzenöl von einer Flüssigkeit in ein festes oder halbfestes Fett um. D-Sorbit-Sirup wird durch Hydrolyse von Stärken zu Dextrose hergestellt, die Dextrose wird dann hydriert, um Sorbit oder Zuckeralkohol zu erzeugen. In der Erdölindustrie wird Hydrierung in einem Prozess verwendet, der Hydrocracken genannt wird, der die langen Wasserstoffkohlenstoffketten des schweren Rohöls in hellere Erdölprodukte wie Diesel, Benzin und Düsentreibstoff bricht.

    Pflanzenöl ist eine der Komponenten, die aus der Hydrierung umgewandelt wird. Bildnachweis: .com/NaypongStudio

    Wie wird Wasserstoff bei der Hydrierung verwendet?

    Wasserstoff wird normalerweise als Reduktionsmittel verwendet und verliert sein Elektron in einer chemischen Redoxreaktion. Es verhält sich jedoch als Oxidationsmittel, wenn es mit Metallen reagiert.

    Was sind die verschiedenen Arten der industriellen Hydrierung und was sind ihre Wasserstoffanforderungen?

    Ein Batch-Hydrierreaktor: ist ein großer Druckbehälter, der ein Heizelement oder einen Mantel und ein Rührwerk enthält. Das Substrat wird erhitzt und der Katalysator in dem Substrat suspendiert. Anschließend wird Wasserstoff unter Druck eingeleitet und durch Rühren eine vollständige Durchmischung von chemischem Ausgangsmaterial, Wasserstoff und Katalysatorpartikeln sichergestellt.Der Prozess benötigt Wärme, um zu initiieren, kann aber exotherm werden, sobald die Hydrierung ernsthaft begonnen hat. Die hydrierte Substanz wird dann filtriert, um das Katalysatorteilchen zu entfernen. Diese Hydriermethode wird üblicherweise zur Verarbeitung von Speisefetten und zur Herstellung von Arzneimitteln verwendet. Batch-Reaktoren erfordern, dass die Förderrate von Wasserstoff in den Reaktor in Abhängigkeit von der Stufe des Hydriervorgangs variiert.

    Ein Durchfluss- /Rohr- /Festbettreaktor: ist ein rohrförmiger Reaktor mit einem integrierten Heizelement und einem Katalysatorfestbett. Der Wasserstoff wird unter hohem Druck eingeleitet und als Gas in der gesamten Substanz verteilt. Das erhitzte Substrat wird unter Druck durch den Reaktor zirkuliert, wobei Wasserstoff und Substanz dem Katalysatorfestbett ausgesetzt werden.

    Ungenutzter Wasserstoff wird recycelt. Dieses ist der leistungsfähigste Hydrierungs-Reaktorentwurf, wird es in der Erdölreinigung und in den kleinen und pharmazeutischen Herstellungsanwendungen des großen Umfangs eingesetzt. Dieses Reaktordesign erfordert große Mengen Wasserstoff bei hohem Druck.

    Die Hydrierung wird in Anwendungen wie der pharmazeutischen Herstellung eingesetzt. Bildnachweis: .com/Gorodenkoff

    Woher beziehen die meisten Prozesseigentümer ihren Wasserstoff?

    Prozesseigentümer können ihre Wasserstoffversorgung von einem Industriegasunternehmen als gelieferten Wasserstoff oder durch Leasing von Anlagen zur Erzeugung vor Ort beziehen. Eine andere Möglichkeit, wie Prozesseigentümer Wasserstoff beziehen können, ist ein Wasserstofflieferant.

    In diesem Modell beziehen Prozesseigentümer ihren Wasserstoff von einem Industrieunternehmen, das über einen Überschuss an Wasserstoff verfügt, oder produzieren Wasserstoff als Nebenprodukt in ihrem Prozess (z. B. Elektrolyse von Natriumchlorid NaCl zu Chlorgas und Lauge).Alternativ könnte der Prozesseigner in eine eigene Wasserstoffproduktionsanlage (Wasserelektrolyse, Dampfmethanreformer, Ammoniak /Methanol-Cracker) investieren, die eine ausreichende Menge Wasserstoff erzeugt, um seinen Gasbedarf zu decken (Captive Hydrogen).

    Welche Vorteile bietet die Wasserstofferzeugung vor Ort Hydrieranlagen?

    Die Wasserstofferzeugung vor Ort durch Elektrolyse ist aus vielen Gründen eine vorteilhafte Wasserstoffgasquelle. Die Elektrolyse ermöglicht es Prozessbetreibern, ihre eigene Wasserstoffproduktion zu kontrollieren und die Wasserstoffqualität und das Produktionsvolumen genau zu überwachen. Anlagen produzieren nur so viel Wasserstoff, wie sie benötigen, wodurch der gespeicherte Wasserstoffbestand reduziert und die Sicherheitsbedingungen der Anlagen verbessert werden.

    Anlagen, die sich für die Erzeugung vor Ort entscheiden, riskieren niemals einen Wasserstoffmangel oder eine verspätete oder verpasste Lieferung durch einen industriellen Gasverteiler. Die variablen Kosten der Elektrolyse sind ausschließlich an die Strom- und Wasserkosten gebunden und bieten den Prozessinhabern eine bessere Kontrolle über ihre Wasserstoffproduktionskosten im Vergleich zu den marktgetriebenen Kosten für verteilten Wasserstoff.

    ImageCredit: .com/SararwutJaimassiri

    Wo können Prozesseigentümer mehr darüber erfahren, wie die Wasserstofferzeugung vor Ort durch Elektrolyse ihre Hydriervorgänge verbessern kann?

    Besitzer von Hydrierprozessen sollten https://nelhydrogen.com/ besuchen, um mehr über die Vorteile der Wasserstofferzeugung vor Ort durch Elektrolyse zu erfahren.

    Über Eric Dabe

    Eric Dabe hat einen Master-Abschluss in Wirtschaftsingenieurwesen am Gramme Institute in Liège, Belgien, und arbeitet seit 2005 für Nel Hydrogen.Eric begann seine Karriere als Proposal Manager für Nel und ist seit 2007 Sales Director. Eric verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in alkalischen Elektrolysetechnologien und ist derzeit für Europa, Afrika südlich der Sahara, Eurasien, Zentralasien und Russland verantwortlich.

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    Geschrieben von

    Mychealla Rice

    Mychealla absolvierte die Northumbria University in Newcastle mit einem 2: 1 in Journalismus mit englischer Literatur. Mychealla ist ein begeisterter Reisender und verbringt viel Zeit in Australien, Thailand und Italien. Mychealla plant, in Zukunft mehr von Europa zu sehen. Mycheallas Interessen umfassen Fotografie und Musik. In ihrer Freizeit geht sie gerne einkaufen und besucht Familie und Freunde in Irland.

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