Kimyasal reaksiyon mühendisliği

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. 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.

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

 Kimyasal reaksiyon mühendisliğinin kökeni 
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.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

 Disiplin 
küçükresim|upright=0.94|Bir çöktürme tankı|alt=
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.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 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.

 Kitaplar 

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

 Uluslararası Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği Sempozyumları 
Uluslarlarası Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği Sempozyumları (ISCRE) alandaki en önemli sempozyumlardan biridir. 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.

 Kimyasal reaksiyon mühendisliği alanında verilen ödüller 
ISCRE Kurulu her üç senede bir kıdemli ve kıdemsiz araştırmacılar için iki ödül vermektedir.

 Neal R. Amundson Kimyasal Reaksiyon Mühendisliğinde Üstün Başarı Ödülü 
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:

 1996: Neal Amundson, Profesör - Minnesota Üniversitesi, Houston Üniversitesi
 1998: Rutherford Aris, Profesör - Minnesota Üniversitesi
 2001: Octave Levenspiel, Profesör - Oregon State Üniversitesi
 2004: Vern Weekman, Mobil
 2007: Gilbert Froment, Profesör - Gent Üniversitesi, Teksas A&M Üniversitesi
 2010: Dan Luss, Profesör - Minnesota Üniversitesi
 2013: Lanny Schmidt, Profesör - Minnesota Üniversitesi
 2016: Milorad P. Dudukovic, Profesör - Washington Üniversitesi
 2019: W. Harmon Ray, Profesör - Wisconsin Üniversitesi
 2022: NASCRE-5'te açıklanacak

 Rutherford Aris Kimyasal Reaksiyon Mühendisliğinde Genç Araştırmacı Ödülü 
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. 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 

 Dış bağlantılar 
 LearnChemE tarafından YouTube üzerinde hazırlanmış kimyasal kinetik ve reaktör tasarımı oynatma listeleri
 ISCRE sitesi
 Michigan Üniversitesi tarafından H. Scott Fogler'ın kitapları ve sorularını içeren eğitim sitesi 

Kategori:Kimya mühendisliği
Kategori:Kimyasal reaksiyon mühendisliği