化学プロセスとは何ですか？

化学プロセスとは、製品が互いに化学反応して新しい製品を形成する実験室または産業活動です。 これらの反応は、混合プロセスで生成物分子を追加するのではなく、生成物分子の構造を変化させます。 これらの活動から混合物が生じる可能性がありますが、反応した材料の1つ以上で化学変化が発生しました。

プロセス設計では、多くの場合、原材料に含まれる小さな分子から大きな分子を構築します。 一部の反応は、より大きな分子を破壊し、それらをさまざまな方法で再配列して最終生成物を生成できます。 目的の分子を生成するには複数の反応が必要な場合があり、追加の原材料や温度や圧力の変化が含まれて、さまざまな製品が形成される場合があります。 プロセスは、単一の反応ステップ、または大規模に完成した化学製品を作成する産業操作である場合があります。

化学物質は、最初に実験室規模の機器で生産され、必要なステップを確認し、反応の発生にしばしば必要な反応温度と圧力を微調整します。 多くの工業化学プロセスは高温および/または高圧で発生しますが、反応は非常に低い圧力または真空、または非常に低い温度で発生することがあります。

化学プロセスを設計する際に、触媒を使用して化学反応を促進することができます。 これらは、反応を加速または加速する製品であり、他の副産物と比較して望ましい最終製品をより多く製造するか、場合によってはより低い温度または圧力で反応を起こさせてコストを削減します。 高圧または高温の反応容器は製造コストが高くなる可能性があるため、化学プラントを設計する際に触媒が重要になる場合があります。

パイロットプラントまたは小規模な運用でのテストは、プロセス設計の次のステップです。 正しい化学物質を生成し、廃棄物を削減するために、反応時間、温度、および圧力を見直し、最適化する必要があります。 製品は追加のステップで分離および精製する必要があり、最終製品を製造する前に追加の反応が必要になる場合があります。 廃棄物を特定し、環境問題を最小限に抑えるために廃棄物を中和または廃棄する方法を見つける必要があります。 パイロットプラントテストは重要です。一部のラボテストは、より大きな機器で実行すると正しく動作せず、本格的なプラントを構築する前に設計の変更が必要になる場合があるためです。

本格的な工業用化学プロセスは、多大な費用をかけて構築するのに何年もかかる可能性があるため、建設を開始する前にすべての機器およびプロセス制御要件を検証するよう注意が払われます。 化学プラントでは、液体用のタンク、ガス用のシリンダーまたは高圧容器、およびバッグまたはドラム用の倉庫スペースを使用して、列車またはトラックによる原材料の供給が必要です。 未加工または未精製の最終製品を製造するには反応タンクまたはタワーが必要であり、すべての配管、電気、および計装はプロセスのすべての部分を接続するように設計する必要があります。 化学プロセス設計には、未使用の原材料を分離してプロセスの前にリサイクルする方法が含まれ、廃棄物と運用コストを削減します。

最終製品が精製され、化学プロセスストリームから分離されると、顧客に出荷されるまで保管が必要になる場合があります。 これには、液体用の追加タンク、ガス用シリンダー、ドラムまたはバッグ用の倉庫が含まれる場合があり、一部の製品には品質を維持し安全性の問題を回避するために特定の温度または保管条件がある場合があります。 製造業者は、大量の量を顧客に出荷するためにトラックまたはタンク車を利用できる場合があり、これらの車両は所有またはリースされる場合があります。

化学プロセスの各反応は1つのステップであり、多くは化学プラントと呼ばれる複雑な一連のイベントに結合されます。 化学プロセスエンジニアとプラント設計者は、効率的な運用を実現するために、すべてのステップの相互作用を慎重に検討します。 製品の品質、エネルギー効率、廃棄物の最小化はすべてプロセス設計で慎重に検討され、収益性の高い化学操作を行うために重要です。