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Kohle wird hauptsächlich direkt verbrannt, wobei elektrische Energie und Wärme erzeugt werden. Nur ein kleiner Teil der Kohle wird durch verschiedene Verfahren veredelt, aus ihr werden z. B. der hochwertige Brennstoff Koks oder wichtige Grundchemikalien gewonnen.

Es gibt drei Verfahren der Kohleveredlung:

1. Kohleentgasung: hier wird Kohle unter Luftabschluss stark erhitzt, wobei Koks und Teer entstehen.
2. Synthesegaserzeugung: Durch Umsetzung von Kohle mit Luft und Wasserdampf erhält man Gasgemische, die z. B. zur Synthese von Ammoniak oder Methanol genutzt werden.
3. Kohlehydrierung: Kohle wird unter hohem Druck mit Wasserstoff umgesetzt, wobei Benzine und Heizöle gebildet werden.

Von wirtschaftlicher Bedeutung sind die Kohleentgasung und die Synthesegaserzeugung. Die Kohlehydrierung wird kaum durchgeführt, da die hierbei erhaltenen Stoffe viel einfacher und billiger aus Erdöl gewonnen werden können.

Methanol ist nach seinen Verwendungsmöglichkeiten und der produzierten Menge der wichtigste Alkohol. Methanol wird durch Reaktion von Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff in einem Reaktor hergestellt.

* 27.12.1869 in Großdehsa  
† 04.06.1953 in Heidelberg

ALWIN MITTASCH war zunächst Lehrer. Nebenbei studierte er Chemie und fand schließlich eine Anstellung bei der BASF.
Unter seiner Leitung wurde der technische Katalysator für die Ammoniaksynthese entwickelt.

* 28.09.1852 in Paris
† 20.02.1907 in Paris

HENRI FERDINAND FREDERIC MOISSAN war ein französischer Chemiker. Er führte den Elektroofen zur Synthese von Carbiden u. a. Verbindungen ein. Er synthetisierte 1893 in geringen Mengen Diamanten (im mikroskopischen Maßstab), stellte 1886 als Erster Fluor durch Elektrolyse aus Flusssäure her. 1906 erhielt HENRI FERDINAND FREDERIC MOISSAN den Nobelpreis für Chemie.

Die in chemisch – technischen Verfahren auftretenden Stoffgemische können sehr verschiedener Natur sein.
Oft müssen sie vor oder nach den Prozessen mithilfe von technologischen Operationen aufbereitet werden, z.B. Zerteilen, Trennen, Vermischen, Erwärmen/Abkühlen.

* 02.09.1853 in Riga  
† 04.04.1932 in Großbothen (bei Leipzig)

WILHELM OSTWALD war ein außergewöhnlich vielseitiger Forscher und machte sich vor allem um die Begründung der Farblehre und die Ausbildung vieler bedeutender Chemiker Europas verdient. In der Elektrochemie formulierte er das Verdünnungsgesetz für schwache Elektrolyte. Nach ihm ist in der Thermodynamik u. a. die OSTWALDSCHE Stufenregel benannt. Er entwickelte das Verfahren zur Salpetersäureherstellung durch Ammoniakverbrennung. 1909 erhielt er den Nobelpreis für Chemie.

Die Benzine aus der Rohöldestillation haben eine schlechte Qualität als Vergaserkraftstoff, sie neigen zum „Klopfen“. Dieses entsteht, wenn sich im Motor das Benzin-Luft-Gemisch beim Verdichten vorzeitig entzündet, und hängt von der Struktur der im Benzin enthaltenen Kohlenwasserstoffe ab. Die Oktanzahl ist ein Maß für die Klopffestigkeit eines Benzins.
Beim Reformieren werden Kohlenwasserstoffe mittels eines Katalysators in ihrer Struktur umgewandelt, sodass ihre Klopffestigkeit erhöht wird.
Um die Qualität des Benzins weiter zu erhöhen, werden Antiklopfmittel zugesetzt.

Um die Umwelt nicht weiterhin so stark mit Stickstoffoxiden zu belasten, muss das Abgas bei der Salpetersäureherstellung „entstickt“ werden. Dies geschieht mit einer Reduktion zu Stickstoff und Wasser in einer „DeNOx-Anlage“.

Das Metall Eisen ist schon seit dem Jahr 3500 v. Chr. bekannt. Damals waren die Menschen allerdings noch nicht in der Lage, es aus seinen Erzen zu gewinnen. Die Ersten, denen dies gelang, waren die Hethiter ungefähr 1400 v. Chr., die damit den Grundstock für die Eisenverarbeitung legten. Heute ist Eisen das wichtigste Gebrauchsmetall.

Roheisen wird im Hochofen durch die Reduktion von Eisenerzen gewonnen und für die Herstellung von Stahl und Gießereieisen (Gusseisen) verwendet.

Rohstoffe müssen vor ihrem Einsatz aufbereitet werden. Je nach ihrer Herkunft unterscheidet man mineralische, fossile, nachwachsende und Sekundärrohstoffe.

Wenn man die Zeitung liest, wird man fast täglich etwas über das Thema der knapp werdenden fossilen Rohstoffe finden können. Die wichtigste Frage ist wohl: Wie wird unsere Energieversorgung in einigen Jahren aussehen? Eine gute Alternative zu den endlichen fossilen Rohstoffressourcen bieten die nachwachsenden Rohstoffe. Da sie landwirtschaftlich angebaut werden, stehen sie immer wieder zur Verfügung.

Fast alle Metalle sind so unedel, dass sie in der Natur nicht elementar, sondern in Form ihrer Erze, z. B. als Oxide oder Sulfide vorliegen. Durch Anwendung bestimmter Verfahren können die Metalle aus ihren Erzen gewonnen werden. So wird beispielsweise Blei in einem Röstreduktionsverfahren aus dem sulfidischen Erz Bleiglanz gewonnen.

Sulfidische Erze sind außerdem als Rohstoff für die Schwefelsäuresynthese von Bedeutung. Aus ihnen werden – ebenfalls durch Röstprozesse – Schwefelverbindungen wie Metallsulfate oder Schwefeldioxid gewonnen, die sehr gut weiterverarbeitet werden können.

Salpetersäure ist eine der drei wichtigsten Säuren in der chemischen Industrie. Sie wird hauptsächlich zur Herstellung von Stickstoffdüngemitteln verwendet. Etwa 10-15 % nutzt man zur Herstellung von organischen Verbindungen, die zur Gewinnung von Fasern und Kunststoffen dienen. Weitere Anwendungen sind die Herstellung von Sprengstoffen und als Ätzmittel für Metalle.
Salpetersäure wird nach dem OSTWALD-Verfahren in drei Teilschritten hergestellt. Zuerst wird Ammoniak mit Luft zu Stickstoffmonooxid oxidiert, das anschließend mit Luft zu Stickstoffdioxid reagiert. Zum Schluss wird das Stickstoffdioxid mit Wasser zu Salpetersäure umgesetzt.

Aluminium ist eines der wichtigsten industriell hergestellten Metalle, das in erster Linie im Flugzeug- und Fahrzeugbau verwendet wird.
Die technische Herstellung von Aluminium erfolgt in zwei Stufen: Zuerst wird aus dem Rohstoff Bauxit reines Aluminiumoxid gewonnen, anschließend wird das Oxid in geschmolzenem Kryolith (${\text{Na}}_{\text{3}}{\text{AlF}}_{\text{6}}$) gelöst und daraus mittels Schmelzflusselektrolyse Aluminium hergestellt.
Die Elektrolyse und die vorgelagerten Prozesse sind außerordentlich energieintensiv, sodass die Herstellung des Metalls durch Recycling von Aluminium zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Rauchgase sind die flüchtigen Verbrennungsprodukte von Brennstoffen, sie enthalten u. a. Schwefeldioxid. Schwefeldioxid und andere Gase werden an die Atmosphäre abgegeben. Den Vorgang der Abgabe bezeichnet man als Emission. Die Schwefeldioxid-Emission durch Rauchgase der Kohlekraftwerke kann durch verschiedene Verfahren vermindert werden.

Schwefel ist eines der häufigsten Elemente der Erdkruste. In vielen Erzen, Mineralien, Salzen und fossilen Rohstoffen ist es enthalten, doch wie wird es gewonnen? Einige gediegene Schwefelvorkommen sind bereits seit dem Altertum bekannt. Warum baut man ihn nicht mehr in so großen Mengen dort ab? Die Verfahren veränderten sich in der Geschichte und unterscheiden sich je nach Verwendungsart. Kohle und Erdöl sind die Schwefellieferanten Nummer 1 an der Wende vom 20. ins 21. Jahrhundert. Die angewendeten Verfahren sind relativ billig und schonen die Umwelt, da sie sowieso nötig sind, um die Rohstoffe qualitativ zu verbessern. In Zukunft wird hoffentlich die Schwefelaufarbeitung und Rückgewinnung noch mehr im Vordergrund stehen, um die natürlichen Schwefelvorkommen länger zu erhalten.

Schwefelsäure ist mit einer Menge von etwa 150 Millionen Tonnen pro Jahr die am meisten produzierte Chemikalie der Welt. Die Herstellung von Schwefelsäure im sogenannten Kontaktverfahren erfolgt im kontinuierlichen Prozess und umfasst drei Teilschritte: Zuerst wird z. B. durch Verbrennung von Schwefel mit Luft Schwefeldioxid gewonnen, das dann katalytisch zu Schwefeltrioxid oxidiert wird. Letzteres wird schließlich mit Wasser zu Schwefelsäure umgesetzt.

Schwefelsäure ist mit einer Weltjahresproduktion von über 150 Mio. Tonnen eine der wichtigsten industriell hergestellten Chemikalien. Die Hauptmenge dient zur Produktion von Düngemitteln und zur Herstellung von Pigmenten. Außerdem ist Schwefelsäure für unzählige organisch-technische Synthesen als Reaktionspartner, Katalysator oder Reaktionshilfsmittel von großer Bedeutung. Moderne Waschmittel, Arzneistoffe, Farbstoffe für Textilien und einige Chemiefasern könnten ohne das „Blut der Chemie“ nicht oder nur mit viel größerem Aufwand hergestellt werden.

Sekundärrohstoffe sind durch Recycling zurückgewonnene Rohstoffe, die für neue Produktionsprozesse verwendet werden können. Dazu gehören u.a. Glas, Papier, Kunststoffe.

Glas ist seit etwa 4000 Jahren bekannt und besteht in der Regel hauptsächlich aus Siliciumdioxid und verschiedenen Metalloxiden als Zusätzen. Die Struktur und damit die Eigenschaften von Glas können durch die Zusammensetzung und die Herstellungsbedingungen gezielt beeinflusst werden. Neben dem Normalglas, unserem Fensterglas, gibt es verschiedene andere Glassorten mit vielfältigen Anwendungen. Diese Spezialgläser werden in der als chemische Glasgeräte, optische Gläser, Schmuckgläser oder als Lichtleiter eingesetzt.

Sprengstoffe sind bereits seit dem Altertum bekannt. Sie werden seit dem Mittelalter als Treibladungen für die Jagd und militärische Zwecke verwendet. Ende des 19. Jahrhunderts wurden die Sprengstoffe entdeckt, die auf organischen Verbindungen beruhen. Das Zeitalter von Dynamit und TNT begann. In den beiden Weltkriegen erfuhr die Herstellung und Verwendung von Sprengstoffen einen negativen Höhepunkt. Nach den Weltkriegen wurden neue Sicherheitssprengstoffe entwickelt, die TNT und Dynamit teilweise ablösten. Im Artikel werden 15 Sprengstoffe verglichen, die alle einmal genutzt wurden oder werden, ihre Einsatzgebiete aufgezeigt und Unterschiede in der chemischen Struktur und ihren Eigenschaften erläutert.

Stahl ist schmiedbares Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von unter 2,1 %. Er wird aus Roheisen durch Oxidationsprozesse der enthaltenen Verunreinigungen hergestellt. Die Stahlerzeugung kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen.

Stickstoff ist ein Element, das mit Sauerstoff sehr viele Verbindungen bilden kann. Diese Oxide des Stickstoffes sind Molekülsubstanzen. In ihren Molekülen sind Stickstoff- und Sauerstoffatome durch polare Atombindungen miteinander verbunden.

Die bekanntesten Stickstoffoxide sind Stickstoffmonooxid (NO) und Stickstoffdioxid ($N{O}_2$).

Seitdem in den 90er-Jahren auch der breiten Öffentlichkeit bewusst geworden ist, dass wir in Müllbergen zu ersticken drohen, gewinnt die Wiederverwertung von Wertstoffen immer mehr an Bedeutung. Hinter dem so populären Symbol des „Grünen Punkts“ verbirgt sich ein komplexes System aus Abfallmanagement, Logistik und der technischen Aufbereitung verschiedenster, bunt gemischter Stoffe.

Chemisch-technische Prozesse laufen oft unter völlig anderen Bedingungen ab als ähnliche Reaktionen im Labor. Aufgrund der großen Mengen an Stoffen die verarbeitet und hergestellt werden, müssen wirtschaftliche und umwelttechnische Aspekte in der Industrie weitaus weitaus stärker berücksichtigt werden. Deshalb müssen großtechnische Verfahren einen möglichst vollständigen Stoffumsatz bei minimalem Energieverbrauch realisieren. Die Industrie hat zur Lösung der sich daraus ergebenden Probleme spezielle technische Syntheseprinzipien und Anlagen entwickelt, die hier am Beispiel eines Hochofens erläutert werden.