Description: C:\Users\admin\AppData\Local\Temp\fz3temp-1\Hexamethyldisilazan-3D.pngAufgabenstellung Description: C:\Users\admin\AppData\Local\Temp\fz3temp-1\Hexamethyldisilazan-3D.png

 

Projektierung einer Anlage zur Herstellung von Hexamethyldisilazan

 

Hexamethyldisilazan ist ein wichtiges Zwischenprodukt der pharmazeutischen Industrie als Schutzgruppe im Verlauf von komplexen chemischen Synthesen. Außerdem findet Hexamethyldisilazan Anwendung bei der Herstellung von Silikonkautschuken.
Im Projektierungskurs soll eine Anlage zur Produktion von 2.500 t/a Hexamethyldisilazan konzipiert und ausgelegt werden. Die Zielreinheit soll mindestens 97% betragen. Die Hälfte der Produktionsmenge soll bis auf 99,8% aufgereinigt werden. Dabei müssen Obergrenzen für etwaig anfallende Nebenprodukte entsprechend der nachfolgenden Tabelle 1 eingehalten werden.

Tabelle 1: Spezifikation des Produktes hinsichtlich der Nebenkomponenten

Hexamethyldisilazan

Trimethylsylylamin

Hexamethyldisiloxan

Toluol

%wt

%wt

%wt

%wt

97 – 100

0 - 2

0 – 1

-

99,8 – 100

0

0

0,01


Es sollen alternative Syntheserouten inklusive Auswahl der Edukte untersucht und auf Basis der Herstellkosten ausgewählt werden. Bei der Projektierung ist auf eine effiziente Nutzung der Ressourcen zu achten und die Energie- und Wärmenutzung zu maximieren. Die Anlage soll in ein neues Gebäude integriert werden. Die verfügbaren Utilities sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgelistet.

Tabelle 2: Übersicht der Betriebsmittel am Standort

Betriebsmittel

Charakterisierung

Strom

-

Dampf

2,2 bar

Dampf

6 bar

Dampf

16 bar

Kühlwasser

15°C Vorlauf, T<=10°C

Trinkwasser, VE Wasser

-

Kühlsole

-15°C

N2

8bar

Natronlauge

25%-ig


Eventuell entstehende Abgase können in eine bestehende Verbrennungsanlage überführt werden, die über eine Rohrleitung (100m Länge) bei einem Arbeitsdruck von 1,1 bar,abs erreicht werden kann. Die Entsorgung flüssiger Abfälle erfolgt ebenfalls über die Verbrennungsanlage. Möglichkeiten zur Verwendung entstehender Nebenprodukte wie Ammoniumchlorid müssen geprüft werden (intern wie extern). Die Kosten für Medien bzw. Entsorgung sind marktüblich für einen Standort in Deutschland.

Tabelle 3: Übersicht möglicher Koppelprodukte sowie Spezifikationen

Koppelprodukt

Charakterisierung

Ammoniumchlorid

98 - 100 % Reinheit,
Hexamethyldisilazankonzentration: 0 - 1000 ppm



Bei der Bearbeitung der Teilaufgaben ist ein reger Informationsaustausch der Gruppen untereinander notwendig.
Aufgabe der einzelnen Gruppen ist es, die entsprechenden Einzelapparate zu dimensionieren und die Preise abzuschätzen. Gruppe 11 befasst sich dann auf dieser Basis mit der Investitionskostenberechnung. Sie berechnet auch die Betriebskosten der Anlage. Besondere Bedeutung kommt der Gruppe 13 zu. Sie soll die Federführung und Überwachung übernehmen, sodass an den Schnittstellen zwischen den einzelnen Gruppen jeweils die richtigen Ströme, Konzentrationen, Drücke und Temperaturen übergeben werden. Sie sollte über den aktuellen Stand der Berechnung der Gesamtanlage Buch führen und Auskunft geben können. Die Möglichkeit der Vernetzung der Gruppen mit Datenleitungen sollte für den Datentransfer genutzt werden. Gruppe 8 soll den Wärmebedarf der Gesamtanlage minimieren, hierbei ist insbesondere ein ständiger Datenabgleich mit der federführenden Gruppe 13 erforderlich.