Kimyasal reaksiyon mühendisliği

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla


Kimyasal reaksiyon mühendisliği (sadece reaksiyon mühendisliği veya reaktör mühendisliği olarak da adlandırılır), kimya mühendisliği ve endüstriyel kimya alanında kullanılan kimyasal reaktörler ve tepkime kinetiği ile ilgilenen bir uzmanlık alanıdır. Tepkime kinetiği ve reaktör tasarımını birleştiren kimyasal reaksiyon mühendisliği, birçok endüstriyel kimyasalın üretimi için gerekli temel bir unsurdur. Kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininin günlük hayatta pek çok uygulama alanı bulunur. Kimyasal üretimi, ilaç üretimi ve atık arıtımı faaliyetlerinde reaksiyon mühendisliği kullanılır. Enzim kinetiği, farmakokinetik, ısı etkileri, ani reaksiyonlar ve tesis güvenliği gibi konularda da kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininden faydalanılır.[1] Kimyasal reaksiyon mühendisliği ilk kez 1940'lar ve 1950'lerde hızla büyüyen kimya ve petrokimya sanayisinin ihtiyaçlarını karşılamak için ortaya çıkmış ve günümüze kadar plastiklerin, kimyasalların, ilaçların ve diğer pek çok maddenin üretim süreçlerinde kullanılan bir yöntem olmuştur.[2]

Homojen veya heterojen katalizörlerin kullanıldığı katalitik reaksiyonların gerçekleştiği reaktör sistemlerinde kimyasal reaksiyon mühendisliği ilkeleri sıklıkla kullanılır.[3] Kimyasal reaktörler her zaman tek başına bir ünite prosesi halinde bulunmazlar. Bir kimyasal prosese entegre hâlde de kullanılabilirler. Reaktif distilasyon kolonları içinde,[4] yakıt hücrelerinde[5] ve fotokatalitik yüzeylerde de reaktörler bulunabilir ve kullanılabilir.[6]

Kimyasal reaksiyon mühendisliğinin kökeni[değiştir | kaynağı değiştir]

Kimyasal reaksiyon mühendisliğinin bir disiplin olarak ortaya çıkması 1950'lerin sonuna doğru gerçekleşmiştir. Kenneth Marshall Watson ve Olaf Andreas Hougen'in 1947 yılında yayınladığı "Kimyasal Proses İlkeleri (Chemical Process Principles)" kitabı ile Amerikan kimya mühendisliği ekolü, odağını yüksek sıcaklıktaki reaktörler ve yüzey katalizi mekanizmaları üzerine yoğunlaşan petrol işleme alanına kaydırmıştır. Bundan on yıl sonra, 1957'de Amsterdam'da Birinci Avrupa Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği Sempozyumu gerçekleştirilmiştir. Bu sempozyumda kimyasal reaksiyon mühendisliği ilk kez bir disiplin olarak tanımlanmıştır.[7]

Disiplin[değiştir | kaynağı değiştir]

Bir çöktürme tankı

Kimyasal reaksiyon mühendisliği, doğal kaynaklardan elde edilen materyallerin günlük hayatta kullanılan ürünlere dönüştürülmesi için gereken tüm kimyasal değişimleri inceler. Ekonomik, çevreye karşı duyarlı ve enerji kullanımı açısından verimli prosesleri tasarlamak kimya mühendislerinin iş kapsamındadır. Tüm bunların sağlanması için doğru kimyasal değişim, katalizör ve uygun reaktör tipi seçilmelidir.[8] Reaktör performansının besleme bileşimi ve işletme koşullarına göre optimize edilmesinde taşınım olayları, kütle aktarımı, ısı aktarımı ve reaksiyon kinetiğinin etkileşimleri oldukça önemlidir. İlk olarak petrol ve petrokimya endüstrilerinde kullanılmış olsa da tepkime kimyası ile kimya mühendisliği kavramlarını birleştiriyor oluşu, modelleme ve reaksiyon mühendisliği gereken pek çok kimya endüstrisine uygulanmasını mümkün kılmıştır.[9]

Kitaplar[değiştir | kaynağı değiştir]

  • The Engineering of Chemical Reactions (2nd Edition), Lanny Schmidt, 2004, Oxford University Press, ISBN 0195169255
  • Chemical Reaction Engineering (3rd Edition), Octave Levenspiel, 1999, John Wiley & Sons, ISBN 9971512416, ISBN 9789971512415
  • Elements of Chemical Reaction Engineering (4th Edition), H. Scott Fogler, 2005, Prentice Hall, ISBN 0130473944, ISBN 9780130473943
  • Chemical Reactor Analysis and Design (2nd Edition), Gilbert F. Froment and Kenneth B. Bischoff, 1990, John Wiley & Sons, ISBN 0471510440, ISBN 9780471510444
  • Fundamentals of Chemical Reaction Engineering (1st Edition), Mark E. Davis and Robert J. Davis, 2003, The McGraw-Hill Companies, Inc., ISBN 007245007X, ISBN 9780072450071

Uluslararası Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği Sempozyumları[değiştir | kaynağı değiştir]

Uluslarlarası Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği Sempozyumları (ISCRE)23 Ağustos 2000 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. alandaki en önemli sempozyumlardan biridir.[10] Bu üç gün süren konferanslar Kuzey Amerika, Avrupa ve Asya-Pasifik bölgeleri arasında dönüşümlü olarak iki senede bir gerçekleştirilmektedir. Konferanslar bu çok yönlü alanda uluslararası seçkin reaksiyon mühendisliği araştırmacıları, endüstriden önde gelen isimleri ve yeni araştırmacılar ile öğrenciler bir araya getirmektedir. ISCRE reaksiyon mühendisleri için araştırmalardan elde edilenlerin pekiştirildiği ve alanda yeniliklerin öğrenilebileceği önemli bir toplantı yeridir. Sempozyumda reaksiyon mühendisliğinin çeşitli alt disiplinlerinin son yenilikleri güncel bir şekilde ele alınmakta ve yeni araştırma girişimleri tartışılmaktadır.[11]

Kimyasal reaksiyon mühendisliği alanında verilen ödüller[değiştir | kaynağı değiştir]

ISCRE Kurulu her üç senede bir kıdemli ve kıdemsiz araştırmacılar için iki ödül vermektedir.

Neal R. Amundson Kimyasal Reaksiyon Mühendisliğinde Üstün Başarı Ödülü[değiştir | kaynağı değiştir]

1996'da ISCRE Yönetim Kurulu Neal R. Amundson Kimyasal Reaksiyon Mühendisliğinde Üstün Başarı Ödülü'nü oluşturdu. Bu ödül, özgünlük, yaratıcılık ve ortaya koyduğu kavram ya da uygulamanın yeniliği ile kimyasal reaksiyon mühendisliğinin teori veya uygulanmasında büyük etkileri olan, alanında öncü kişilere verilmektedir. Üç senede bir her ISCRE buluşmasında ödül kazanan kişilere bir plaket ile beş bin dolarlık bir çek takdim edilir. Amundson Ödülü'ne ExxonMobil sponsorluk etmektedir. Kazananların listesi:

Rutherford Aris Kimyasal Reaksiyon Mühendisliğinde Genç Araştırmacı Ödülü[değiştir | kaynağı değiştir]

2016 yılında ISCRE Yönetim Kurulu ilk Rutherford Aris Kimyasal Reaksiyon Mühendisliğinde Genç Araştırmacı Ödülü'nü vermiştir. Bu ödül deneysel veya teorik kimyasal reaksiyon mühendisliği araştırmalarına önemli katkılarda bulunan, kariyerlerinin başındaki araştırmacılara verilmektedir. Ödülü alacak kişi ödülün verileceği yıl sonuna kadar 40 yaşını geçmemiş olmalıdır. Aris Ödülü'ne Honeywell şirketine ait UOP, L.L.C. sponsorluk etmektedir. Kazanan kişiye bir plaket ve üç bin dolar para ödülü verilmektedir. ISCRE/NASCRE konferansına katılabilmesi ve UOP'de bir konferans vermesi için de iki bin dolarlık seyahat yardımı yapılmaktadır.[12] Bu ödül ISCRE'nin diğer büyük ödülü olan Neal R. Amundson Ödülü'nü tamamlayıcısı niteliğindedir. Kazananlar listesi:

  • 2016: Paul J. Dauenhauer, Profesör - Minnesota Üniversitesi, ABD
  • 2019: Yuriy Roman-Leschkov, Profesör, MIT, ABD
  • 2022: NASCRE-5'te açıklanacak

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Fogler, H. S. (2006). Elements of Chemical Reaction Engineering (İngilizce). Pearson Education Ltd. ss. 1-20. ISBN 0-13-127839-8. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2020. 
  2. ^ "History of ISCRE". 13 Şubat 2002 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Aralık 2015. 
  3. ^ Fogler, H. S. (2006). Elements of Chemical Reaction Engineering (İngilizce). Pearson Education Ltd. ISBN 0-13-127839-8. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2020. 
  4. ^ Górak, A., Olujić, Ž. (2014). Distillation (İngilizce). Elsevier. ISBN 978-0-12-386878-7. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2020. 
  5. ^ Babita, K., Sridhar, S., & Raghavan, K. V. (2011). Membrane reactors for fuel cell quality hydrogen through WGSR – Review of their status, challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, 36(11), 6671–6688. doi:10.1016/j.ijhydene.2011.02.107
  6. ^ Visan, A., van Ommen, J. R., Kreutzer, M. T., Lammertink ,R. G. H. (20 Mart 2019). "Photocatalytic Reactor Design: Guidelines for Kinetic Investigation". ACS Publications. 29 Temmuz 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2019. 
  7. ^ Levenspiel, O. (1980). The coming-of-age of chemical reaction engineering. Chemical Engineering Science, 35(9), 1821–1839. doi:10.1016/0009-2509(80)80132-1
  8. ^ Dudukovic, M. P. (2010). Reaction engineering: Status and future challenges. Chemical Engineering Science, 65(1), 3–11. doi:10.1016/j.ces.2009.09.018
  9. ^ Nawaz, Z., Ramzan, N., Hussain, M. (5 Mayıs 2016). "Chemical Reaction Engineering: A Fundamental Approach Towards Sustainable Technology Development". Austin Publishing Group. 23 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2020. 
  10. ^ "ISCRE Symposia". 23 Ağustos 2000 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2020. 
  11. ^ "A History of ISCRE Symposia". 13 Şubat 2002 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2020. 
  12. ^ "ISCRE - Aris Young Investigator Award in Chemical Reaction Engineering". 10 Temmuz 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Temmuz 2020. 

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]