## 3.4 Optimaliseren productieproces

Dat gedoe met die evenwichten moet nu maar eens klaar zijn. Het is tijd om echt aan de slag te gaan. Gebruik je kennis van de factoren die de ligging van een evenwicht beïnvloeden nu maar eens om geld te verdienen voor ons. In stapjes ga je het productieproces optimaliseren waarbij je steeds een zo hoog mogelijke opbrengst probeert te verkrijgen. Daarbij zul je ook de praktische uitvoerbaarheid en het kostenplaatje in de gaten moeten houden. En nu aan de slag. Aan de knoppen en geld verdienen.

Invloed van de temperatuur. Door de temperatuur te veranderen, verandert de waarde van K, dus ook de ligging van het evenwicht en dus ook de opbrengst aan ammoniak. Je gaat met onderstaande applet nu eerst kijken hoe je de opbrengst kunt verbeteren door de temperatuur te variëren.

De toevoer van stikstof en waterstof vindt plaats bij een druk van 100 bar en is in de verhouding 1 : 3. Varieer de temperatuur en noteer de resultaten (insteltijd en omzetting) in de voorgedrukte tabel in je labjournaal. Bereken daarna de samenstelling van de verkregen gasmengsels en de waarden voor K.

I nvloed van de druk. De insteltijd van een evenwicht kan verkort worden door de concentraties van de reactanten te verhogen. Omdat het hier om gassen gaat kan dit bereikt worden door de druk te verhogen. Je gaat nu met onderstaande applet kijken hoe je de insteltijd kunt verbeteren door de druk te variëren. De toevoer van stikstof en waterstof vindt plaats bij constante temperatuur van 300 °C en is steeds in de verhouding 1 : 3. Varieer de druk en noteer de resultaten (insteltijd en omzetting) in de voorgedrukte tabel in je labjournaal. Bereken daarna de samenstelling van de verkregen gasmengsels en de waarden voor K

Zoals je zag wordt de insteltijd van het evenwicht verkort als je de druk verhoogt. De druk kan echter niet onbeperkt verhoogd worden vanwege de veiligheid en de kosten die er mee verbonden zijn. Verder kon je zien dat het verhogen van de druk geen invloed had op de hoogte van de opbrengst.

Invloed van de temperatuur en druk. Je gaat nu beide variabelen combineren. De toevoer van stikstof en waterstof is constant in de verhouding 1 : 3. Varieer de druk en temperatuur en noteer de resultaten in de voorgedrukte tabel in je labjournaal. Omdat de winst niet alleen wordt bepaald door de hoeveelheid geproduceerde stof, maar omdat ook de gemaakte kosten voor het produceren van belang zijn, wordt er gekeken naar meerdere factoren. Hierbij kun je denken aan de kosten van het energieverbruik, materialen en apparatuur. Deze worden allemaal meegenomen in het bepalen van de meest optimale omstandigheden. Het resultaat wordt weergegeven met de zogenaamde euro-factor (€f). Zorg voor een maximale €f

Bij industriële processen heeft de tijdsduur van een proces, invloed op de prijs van het product en dus eventueel op de winst. Als de beginstof reageert zal de concentratie ervan afnemen en dan zal de reactiesnelheid afnemen. Vaak is het economisch gunstiger om een reactie niet volledig te laten verlopen of om niet te wachten totdat een evenwicht volledig is ingesteld. Niet-gereageerde stoffen kunnen vervolgens van producten gescheiden worden en hergebruikt. Door dit recirculeren kan ook bij evenwichtsreacties een hoog rendement worden verkregen.