Qu'est-ce que le génie des procédés chimiques?
Le génie des procédés chimiques consiste à étudier, concevoir et / ou analyser les moyens utilisés pour produire des matériaux par le contrôle de réactions chimiques. Des matériaux tels que la bière, l'essence, la peinture, les détergents, les produits pharmaceutiques et le verre sont tous fabriqués à l'aide de procédés de traitement chimique dans des conditions contrôlées afin de créer des produits cohérents et de haute qualité. Les moyens utilisés pour fabriquer ces matériaux consistent en plusieurs étapes individuelles, appelées chacune un processus. Au cours de chaque processus, les réactifs se combinent, se dissocient, se séparent ou changent d’une autre manière pour former les produits, le résultat souhaité et les sous-produits qui peuvent être utiles ou non. Un ingénieur en procédés chimiques doit contrôler les conditions de chaque étape pour limiter les réactions non utiles et favoriser les réactions souhaitées.
Des installations telles que des installations pétrochimiques, des usines de traitement des eaux usées, des boulangeries commerciales, des centrales nucléaires et des usines de dentifrice ont été conçues par une équipe d’ingénieurs en procédés chimiques. Ces personnes utilisent les compétences acquises dans le cadre de cours de niveau universitaire et supérieur en transfert de chaleur, transfert de masse, dynamique des fluides, contrôle des processus, ingénierie de la réaction et économie de l'ingénierie, entre autres, pour concevoir une usine produisant un matériau pouvant être vendu à la commande. pour rendre un retour aux investisseurs. L’ingénierie des procédés chimiques a pour objectif de concevoir une usine qui fabrique un bon produit et un bon profit.
Chaque usine de produits chimiques est conçue individuellement et constitue une création unique, même si le processus est bien compris. Des variations locales dans des domaines tels que l’approvisionnement en eau, les rejets autorisés et les coûts de transport peuvent influer sur la conception d’une usine construite précédemment à un autre endroit. Les différentes étapes du processus peuvent être connues à des degrés divers. En intensifiant le processus à partir d'une échelle de laboratoire ou d'une usine pilote, de petites variations de concentration ou de température ou d'autres paramètres de fonctionnement qui n'ont même pas été observés à petite échelle peuvent provoquer des réactions imprévues et indésirables à plus grande échelle qui doivent être atténuées.
L'ingénierie des processus chimiques offre généralement deux choix pour chaque étape du processus. Le premier est le traitement par lots dans une sorte de réservoir, et le second est le traitement par écoulement piston dans lequel le réactif s'écoule dans des tubes de quelque nature que ce soit et réagit sur la longueur du réacteur. Chacun a ses avantages et ses inconvénients, et la plupart des processus utilisent une combinaison des deux.
Au cours de leur formation, les ingénieurs chimistes sont exposés à un certain nombre de réactions et de processus standard. En général, un processus chimique comprendra des étapes préparatoires des réactifs individuels; les étapes de la réaction, qui peuvent inclure l'introduction d'un catalyseur, le rapprochement des réactifs ou une modification des conditions des réactifs; les étapes de séparation et de purification pour créer un matériau d'une certaine qualité; et enfin, le traitement et le rejet des flux de déchets et de l'énergie conformément aux normes environnementales. L'ingénierie des procédés biochimiques est la dernière spécialité de ce domaine dans laquelle des systèmes biologiques vivants - souvent des bactéries - sont utilisés pour fabriquer des produits. Bien que ce processus ne soit certainement pas nouveau, comme le démontrent les brasseries et les fromageries, les progrès du génie génétique et de la microbiologie ont ouvert de nouvelles voies aux ingénieurs en procédés chimiques.