maandag 21 augustus 2017

De eerste transitie: van steenkool naar chemie

Ik hoor dikwijls dat DSM begon met chemie toen de Staatsmijn Maurits in 1967 z’n schachten sloot. Maar dat is niet correct: op het huidige Chemelot volgde de chemie de mijnbouw op de voet. Die omschakeling – feitelijk ‘bijschakeling’ – is de eerste transitie die op deze site werd doorgevoerd. Er zouden meer transities volgen.

 Centraal Laboratorium 1940

Cokesovengas
Van 1926 tot 1967 werd in de Staatsmijn Maurits in Geleen steenkool gedolven. De kolen uit die mijn waren rijk aan bitumen. Daarom waren deze kolen niet geschikt als huishoudbrandstof, maar wél voor de verwerking tot cokes dat gebruikt werd in hoogovens en gieterijen. Er werd dan ook een grote cokesfabriek gebouwd die in 1929 in productie ging.

 Koeltoren in aanbouw

Voor het koelen van de cokesfabriek werd gebruik gemaakt van Van Iterson-koeltorens, met hun kenmerkende hyperboloïde vorm die tot op de dag van vandaag wereldwijd worden gebruikt. Frederik van Iterson (1877-1957) was een DSM-directeur die een grote rol speelde bij de ontwikkeling van DSM van mijnbedrijf naar chemisch bedrijf.
Je kunt stellen dat de koeltoren de eerste innovatie op Chemelot is, waarop nog vele andere innovaties zouden volgen.

Bij de productie van cokes kwam cokesovengas vrij, dat de bron werd van diverse bijproducten:
  • Stikstofhoudende kunstmest
  • Mengmeststoffen
  • Alcohol
  • Ftaalzuuranhydride.
Deze diversificatie was bewust beleid van DSM, aangezien de financiële resultaten van de mijnbouw nogal mager waren, terwijl het gebruik van cokesovengas als stadsgas in omliggende gemeenten onvoldoende afzet bood. De eerste vorm van diversificatie betrof de productie op grote schaal van stikstofhoudende kunstmest.

Kunstmest
Een belangrijk tussenproduct voor kunstmest is ammoniak, dat al sinds het midden van de negentiende eeuw door de stadsgas- en cokesindustrieën uit gas werd geproduceerd. Vanaf 1930 produceerde DSM uit ammoniak en zwavelzuur de meststof ammoniumsulfaat. Daarbij werd gebruik gemaakt van een nieuwe technologie – het Linde-proces – om bij lage temperatuur waterstof vrij te maken uit cokesovengas. Volgens het Haber-Bosch-proces werd vervolgens uit die waterstof en stikstof uit de lucht ammoniak gemaakt. Dit proces was in 1910 gepatenteerd door de Duitse chemici Fritz Haber (1868-1934)en Carl Bosch (1874-1940). Eerstgenoemde ontving hiervoor in 1918 de Nobelprijs voor de Scheikunde. In 1931 ontving ook Carl Bosch de Nobelprijs.
Het patent werd verworven door het Duitse chemiebedrijf BASF.

De ammoniumsulfaatfabriek heette het Stikstofbindingsbedrijf (SBB). Dit blijkt een hardnekkige aanduiding, want tot op heden is ‘het SBB’ bij sommigen meer bekend dan ‘Chemelot’.

Al gauw kwam de verkoopprijs voor ammoniumsulfaat door overaanbod onder druk te staan. Daarom werd er een salpeterzuurfabriek bij gebouwd in combinatie met een fabriek waarin vanaf 1932 kalkammonsalpeter werd gemaakt, nog steeds een gangbare meststof in de landbouw in Noordwest-Europa.
Salpeterzuur is hiervoor een noodzakelijk tussenproduct. Het wordt geproduceerd volgens het Ostwaldproces, dat in 1906 werd ontwikkeld door Wilhelm Ostwald (1853-1932), die in 1909 de Nobelprijs voor de Scheikunde ontving.
DSM had dankzij kunstmest kennis verworven op het gebied van processen en werktuigbouw, plus chemische kennis.

Centraal Laboratorium
Onderzoek, waaronder de dagelijkse kwaliteits- en procescontrole, vond plaats in fabriekslaboratoria, maar in 1928 werd een deel van het onderzoek gecentraliseerd in het Centraal Laboratorium, waarmee werd meegegaan met een trend in de chemische industrie om grote, onafhankelijke onderzoeksafdelingen voor fundamenteel onderzoek op te richten. Van Iterson had deze trend persoonlijk vastgesteld toen hij naar de Verenigde Staten was gereisd en bedrijven als Du Pont had bezocht.
Tussen 1939 en 1959 werd de nieuwbouw voor het Centraal Laboratorium in fasen gerealiseerd naar een ontwerp van Fontein. Deze gebouwen vormen nu nog het hart van Brightlands Chemelot Campus.

De DSM-leiding onderkende het belang van onderzoek voor de bloei van de onderneming. Onderzoek was noodzakelijk om bij te blijven en om concurrenten het hoofd te bieden. Fundamenteel onderzoek richtte zich in eerste instantie op katalyse en kristallisatie. Katalyse was van belang voor de productie van ammoniak en salpeterzuur, kristallisatie was belangrijk bij de productie van ammoniumsulfaat. Ook werd aandacht besteed aan corrosie, een algemeen probleem in chemische fabrieken.

Alcohol
Vanwege dalende kunstmestprijzen ging het DSM-management door op de weg naar verdere diversificatie. De eerstvolgende diversificatie betrof alcohol. Bij de productie van waterstof uit cokesovengas kwam namelijk een fractie etheen vrij. Tot dusver waren de fabrieken van DSM nog gebouwd op basis van aangekochte technologie, maar DSM ontwikkelde zelf een fabriek waarmee vanaf 1940 uit etheen van cokesovengas alcohol werd geproduceerd – een wereldprimeur. Deze fabriek bleef tot 1960 in bedrijf.

Mengmeststoffen
Een volgende diversificatie betrof mengmeststoffen, met name kunstmest die stikstof en fosfaat bevat. Daarvoor was fosfaathoudend gesteente nodig dat moest worden geïmporteerd. De fabriek was in 1941 klaar voor productie, maar kwam pas na de Tweede Wereldoorlog op gang. Een NPK-fabriek werd in 1949 in gebruik genomen; deze meststof bevat naast stikstof en fosfaat ook kali.

Ftaalzuuranhydride
Tussen 1951 en 1963 produceerde DSM ftaalzuuranhydride, gemaakt uit een bijproduct van de cokesfabriek, waarnaar na de Tweede Wereldoorlog veel vraag was vanuit de Nederlandse verfindustrie. De technologie voor de fabriek kocht DSM van een Amerikaanse aannemer, want DSM wilde zich niet langer beperken tot eigen technologie.

Maar dat was dus al na de Tweede Wereldoorlog, een verschrikking die ook aan het huidige Chemelot niet ongemerkt voorbijging…

Lees ook “Hoe het onder de grond begon” over de Staatsmijn Maurits en “De ontdekking van de Mijngod” over de Loonhal Maurits.