WEBVTT Kind: captions Language: de-DE 00:00:08.680 --> 00:00:16.760 Thema dieser Videoserie ist die Sicherheit chemischer Reaktionen im Rahmen der Anlagen- und Verfahrenssicherheit. 00:00:16.760 --> 00:00:21.960 In diesem Video werden die Grundlagen der thermischen Prozesssicherheit beschrieben. 00:00:22.240 --> 00:00:28.400 Und erklärt, weshalb das Thema für den sicheren Betrieb von Anlagen von Bedeutung ist. 00:00:28.840 --> 00:00:33.600 Mit chemischen Reaktionen kännen verschiedene Gefahren verbunden sein: 00:00:34.240 --> 00:00:45.000 Zum einen muss die Bildung brennbarer Gase in Betracht gezogen werden. Beispielsweise entsteht Wasserstoff, wenn man Wasser und metallisches Natrium zusammenbringt. 00:00:45.720 --> 00:00:50.800 Der Wasserstoff entzündet sich dabei sofort und brennt mit heller Flamme. 00:00:51.800 --> 00:01:01.480 Bei anderen Reaktionen kännen sich giftige Gase bilden, beispielsweise wenn Bleichlauge und Salzsäure gemischt werden. Dabei entsteht Chlorgas. 00:01:02.200 --> 00:01:09.800 Recht häufig sind Reaktionen auch mit der Freisetzung von Wärme verbunden. Beispielsweise wenn man Säuren und Laugen mischt. 00:01:10.600 --> 00:01:16.160 Übrigens sind auch die beiden zuerst genannten Beispiele mit einer Wärmefreisetzung verbunden. 00:01:16.680 --> 00:01:23.800 Brände und Explosionen sind gefährlich, ohne Frage. Und die Freisetzung giftiger Gase kann schlimme Folgen haben. 00:01:24.240 --> 00:01:28.600 Aber auch das Thema „Wärmefreisetzung“ darf nicht unterschätzt werden: 00:01:29.400 --> 00:01:36.680 Wenn die Reaktionswärme nicht abgeführt werden kann, steigt die Temperatur und das System kann zum Sieden kommen. 00:01:37.120 --> 00:01:43.280 Das kann wiederum zu einem Druckaufbau führen, der die Auslegungsgrenzen der Anlage überschreiten kann. 00:01:45.760 --> 00:01:51.200 Auf dem höheren Temperaturniveau können Nebenreaktionen und Zersetzungen stattfinden. 00:01:51.680 --> 00:02:00.200 Diese sind meist mit einem weiteren Temperaturanstieg und der Bildung von Gasen verbunden, was zu einem zusätzlichen Druckanstieg führen kann. 00:02:01.240 --> 00:02:10.600 Zusammengefasst: Durch eine unkontrollierte Wärmefreisetzung können Prozesse außer Kontrolle geraten und durch das Versagen der Umschließung 00:02:10.640 --> 00:02:16.680 – ein anderer Ausdruck für das Bersten des Behälters – letztlich große Schäden verursachen. 00:02:17.240 --> 00:02:23.160 Die Aspekte Wärmeentwicklung – durch exotherme Reaktionen – und Druckaufbau 00:02:23.360 --> 00:02:31.320 – durch den Dampfdruck der erwärmten Reaktionsmischung oder durch gebildete Zersetzungs-Gase – stehen im Fokus der Thermischen Prozesssicherheit. 00:02:33.240 --> 00:02:40.960 Neben dem bestimmungsgemäßen Verlauf einer Reaktion müssen auch mögliche Abweichungen des Prozesses und Fehler betrachtet werden. 00:02:41.360 --> 00:02:51.200 Dazu gehören insbesondere die Verwechslung von Chemikalien, beispielsweise weil diese einen ähnlichen Namen oder ähnliche Bezeichnungen haben. 00:02:52.240 --> 00:03:02.600 Der Einfluss von Fremdstoffen, beispielsweise Verunreinigungen in den Einsatzstoffen, oder wenn sich noch Restprodukte einer Vorcharge in der Apparatur befinden. 00:03:03.680 --> 00:03:12.720 Mögliche Fehler bei der Dosierung, beispielsweise wenn Chemikalien in anderen Mengen oder in einer anderen Reihenfolge als vorgesehen vermischt werden. 00:03:13.280 --> 00:03:23.880 Und nicht zuletzt Fehler und Störungen im Anlagenbetrieb, beispielsweise wenn es zu einem Ausfall der Kühlung kommt oder wenn die Durchmischung durch den Rührer nicht wirksam ist. 00:03:26.680 --> 00:03:35.200 Und nicht nur chemische Synthesereaktionen können Wärme freisetzen. Manche Chemikalien können auch mit sich selbst exotherm reagieren. 00:03:35.360 --> 00:03:41.400 Wie beispielsweise bei der Polymerisation von Kunststoff-Vorprodukten, den so genannten Monomeren. 00:03:41.880 --> 00:03:56.160 Beispiele hierfür sind Styrol, Acrylsäure oder auch Epoxide. In diesen Fällen muss nicht nur die Synthesereaktion, sondern auch die Lagerung, die Destillation und andere Verfahrensschritte mit bedacht werden. 00:03:57.840 --> 00:04:09.680 Manche Chemikalien sind selbstzersetzlich, beispielsweise Peroxide. Andere energiereiche Stoffe sind beispielsweise Fulminate – das beschreibt schon der Name. 00:04:09.680 --> 00:04:16.920 Oder Diazoniumsalze, die als Zwischenprodukte der Farbstoff- und Pharmaindustrie auftreten. 00:04:17.120 --> 00:04:23.920 Oder Nitroverbindungen – bekannte Beispiele sind Nitroglycerin oder Trinitrotoluol, das TNT. 00:04:25.160 --> 00:04:33.800 Bei der Zersetzung entstehen hier neben Wärme auch noch große Mengen Gase, was die Stoffe besonders brisant macht. 00:04:33.920 --> 00:04:42.720 Diese Stoffe sind in der Regel nach Gefahrstoff- und Gefahrgut-Recht als explosive oder selbstzersetzliche Stoffe gekennzeichnet. 00:04:44.240 --> 00:04:52.960 Es gibt darüber hinaus aber auch noch etliche weitere gefährliche Stoffe und Verbindungen,insbesondere auch Gemische und Stoffpaarungen. 00:04:53.800 --> 00:04:57.200 Dazu zählen so genannte „Inkompatible Systeme“: 00:04:57.680 --> 00:05:07.200 So beschreibt man die Wechselwirkung mancher Chemikalien mit Werkstoffen, wie beispielsweise Acetylen mit Kupfer oder Ethylenoxid mit Metallsalzen. 00:05:07.280 --> 00:05:10.280 Auch hier wird es richtig gefährlich. 00:05:10.400 --> 00:05:16.400 Zusammengefasst: Im Rahmen der thermischen Prozesssicherheit sind folgende Aspekte von Bedeutung: 00:05:17.160 --> 00:05:22.880 Die Kenntnis der Stoffeigenschaften, insbesondere die Stabilität der verwendeten Chemikalien. 00:05:23.160 --> 00:05:29.760 Die Kenntnis der Reaktionswärme, sowohl der bestimmungsgemä§en Reaktion als auch der Nebenreaktionen. 00:05:30.800 --> 00:05:38.960 Die Berücksichtigung mäglicher Abweichungen des Prozesses und die Bewertung der Auswirkungen auf die Wärme- und Gasfreisetzung. 00:05:39.800 --> 00:05:45.920 Und schließlich das Erstellen eines Anlagen-Sicherheitskonzeptes, das die zuvor genannten Punkte berücksichtigt.