Co je chemický proces?
Chemický proces je jakákoli laboratorní nebo průmyslová činnost, při níž se výrobky vzájemně chemicky reagují za vzniku nových produktů. Reakce mění strukturu molekul produktu, spíše než jejich sloučení dohromady v procesu míchání. Z těchto činností mohou vyplývat směsi, ale v jednom nebo více zreagovaných materiálů došlo k chemické změně.
Návrh procesů často zahrnuje vytváření větších molekul z menších molekul, které se nacházejí v surovinách. Některé reakce mohou rozbít větší molekuly a změnit jejich uspořádání různými způsoby za vzniku konečného produktu. K vytvoření požadované molekuly může být vyžadováno více reakcí a může zahrnovat další suroviny nebo změny teploty nebo tlaku, aby se vytvořily různé produkty. Proces může být jediným reakčním krokem nebo průmyslovou operací vytvářející hotové chemické produkty ve velkém měřítku.
Chemické látky se nejprve vyrábějí v laboratorním měřítku, a to jak pro potvrzení nezbytných kroků, tak pro jemné doladění reakčních teplot a tlaků, které jsou často potřebné k tomu, aby reakce proběhly. K mnoha průmyslovým chemickým procesům dochází při vysokých teplotách a / nebo tlacích, ale méně často se reakce mohou vyskytovat při velmi nízkých tlacích nebo ve vakuu nebo při velmi nízkých teplotách.
Katalyzátory mohou být použity pro podporu chemické reakce při navrhování chemického procesu. Jedná se o produkty, které urychlují nebo urychlují reakci, vytvářejí více požadovaného konečného produktu ve srovnání s jinými vedlejšími produkty, nebo v některých případech umožňují, aby reakce probíhaly při nižších teplotách nebo tlacích, aby se snížily náklady. Výroba vysokotlakých nebo teplotních reakčních nádob může být nákladná, takže při navrhování chemických zařízení může být důležitý katalyzátor.
Testování v pilotním zařízení nebo v malém měřítku může být dalším krokem při návrhu procesu. Reakční časy, teploty a tlaky musí být přezkoumány a optimalizovány, aby se vytvořily správné chemikálie a snížilo množství odpadních materiálů. Výrobky musí být odděleny a vyčištěny v dalších krocích a před provedením konečného produktu mohou být nutné další reakce. Odpadové materiály je třeba určit a najít způsoby, jak je neutralizovat nebo zneškodnit, aby se minimalizovaly environmentální problémy. Pilotní testování zařízení je důležité, protože některé laboratorní testy nefungují správně, když jsou provozovány ve větším zařízení, a mohou být nutné změny v konstrukci před postavením zařízení v plném měřítku.
Stavba průmyslového chemického procesu v plném měřítku může trvat roky, než se staví s velkými náklady, proto je před zahájením výstavby nutné věnovat pozornost ověření všech požadavků na vybavení a řízení procesů. Chemické závody vyžadují dodávku surovin vlakem nebo kamionem, pomocí nádrží na kapaliny, lahví nebo vysokotlakých nádob na plyny a skladových prostorů pro pytle nebo bubny. Reakční nádrže nebo věže jsou potřebné pro výrobu surových nebo nepurifikovaných hotových výrobků a veškeré potrubí, elektrické a přístrojové vybavení musí být navrženo tak, aby spojovalo všechny části procesu. Konstrukce chemických procesů zahrnují metody separace a recyklace nepoužitých surovin zpět do popředí procesu, aby se snížilo množství odpadu a provozní náklady.
Když byly hotové výrobky vyčištěny a odděleny od proudu chemického procesu, může být nutné skladování, dokud nebudou odeslány zákazníkům. To může zahrnovat další nádrže na kapaliny, lahve na plyny a skladování bubnů nebo sáčků a některé produkty mohou mít specifické teploty nebo podmínky skladování, aby se udržela kvalita a zabránilo se bezpečnostním problémům. Výrobce může mít k dispozici nákladní vozidla nebo cisternová vozidla, která mohou dodávat objemová množství zákazníkům, a tyto flotily mohou být ve vlastnictví nebo pronájmu.
Každá reakce v chemickém procesu je jedním krokem a mnoho z nich může být kombinováno v komplexním řetězci událostí nazývaných chemická rostlina. Inženýři chemického procesu a projektanti zařízení pečlivě zváží interakci všech kroků k vytvoření efektivní operace. Kvalita produktu, energetická účinnost a minimalizace odpadu jsou pečlivě zvažovány při návrhu procesu a jsou rozhodující pro dosažení ziskové chemické operace.