Wat is een chemisch proces?
Een chemisch proces is een laboratorium of industriële activiteit waarbij producten chemisch met elkaar reageren om nieuwe producten te vormen. De reacties veranderen de structuur van de productmoleculen in plaats van ze samen te voegen in een mengproces. Mengsels kunnen het gevolg zijn van deze activiteiten, maar er is een chemische verandering opgetreden in een of meer van de gereageerde materialen.
Procesontwerpen omvatten vaak het bouwen van grotere moleculen uit kleinere moleculen die in grondstoffen worden gevonden. Sommige reacties kunnen grotere moleculen breken en ze op verschillende manieren herschikken om een eindproduct te produceren. Meerdere reacties kunnen nodig zijn om een gewenst molecuul te produceren en kunnen aanvullende grondstoffen of veranderingen in temperatuur of druk omvatten om verschillende producten te vormen. Een proces kan een enkele reactiestap zijn, of een industriële bewerking die op grote schaal afgewerkte chemische producten creëert.
Chemicaliën worden eerst geproduceerd in apparatuur op laboratoriumschaal, zowel om de noodzakelijke stappen te bevestigen als om de reactietemperaturen en -drukken af te stellen die vaak nodig zijn om de reacties te laten plaatsvinden. Veel industriële chemische processen treden op bij hoge temperaturen en / of drukken, maar minder vaak kunnen de reacties plaatsvinden bij zeer lage drukken of in een vacuüm of bij zeer lage temperaturen.
Katalysatoren kunnen worden gebruikt om de chemische reactie te ondersteunen bij het ontwerpen van een chemisch proces. Dit zijn producten die de reactie versnellen of versnellen, meer van het gewenste eindproduct maken dan andere bijproducten of in sommige gevallen de reacties laten plaatsvinden bij lagere temperaturen of drukken om de kosten te verlagen. Hoge druk of temperatuur reactievaten kunnen duur zijn om te produceren, dus een katalysator kan belangrijk zijn bij het ontwerpen van chemische fabrieken.
Testen in pilootfabriek of kleinschalige operaties kan de volgende stap zijn in het procesontwerp. Reactietijden, temperaturen en drukken moeten worden herzien en geoptimaliseerd om de juiste chemicaliën te produceren en afvalstoffen te verminderen. Producten moeten worden gescheiden en gezuiverd in extra stappen, en extra reacties kunnen nodig zijn voordat een eindproduct wordt gemaakt. Afvalstoffen moeten worden bepaald en manieren worden gevonden om ze te neutraliseren of weg te gooien om milieuproblemen te minimaliseren. Proeffabriekstests zijn belangrijk, omdat sommige laboratoriumtests niet correct werken wanneer ze in grotere apparatuur worden uitgevoerd, en wijzigingen in het ontwerp nodig kunnen zijn voordat een volledige installatie wordt gebouwd.
Een grootschalig industrieel chemisch proces kan jaren duren om tegen hoge kosten te bouwen, dus er wordt voor gezorgd dat alle apparatuur en procescontrolevereisten worden gecontroleerd voordat de bouw begint. Chemische fabrieken hebben grondstoffen nodig per trein of vrachtwagen, met tanks voor vloeistoffen, cilinders of hogedrukvaten voor gassen en magazijnruimte voor zakken of vaten. Reactietanks of torens zijn nodig voor het produceren van de onbewerkte of ongezuiverde eindproducten, en alle leidingen, elektrische en instrumentatie moeten worden ontworpen om alle delen van het proces te verbinden. Chemische procesontwerpen omvatten methoden om ongebruikte grondstoffen naar de voorkant van het proces te scheiden en te recyclen om afval en bedrijfskosten te verminderen.
Wanneer de afgewerkte producten zijn gezuiverd en gescheiden van de chemische processtroom, kan opslag nodig zijn totdat ze naar klanten worden verzonden. Dit kunnen extra tanks voor vloeistoffen zijn, cilinders voor gassen en opslag voor vaten of zakken, en sommige producten kunnen specifieke temperaturen of opslagomstandigheden hebben om de kwaliteit te handhaven en veiligheidsproblemen te voorkomen. Een fabrikant kan vrachtwagens of tankwagens beschikbaar hebben om bulkhoeveelheden naar klanten te verzenden, en deze vloten kunnen eigendom zijn of worden verhuurd.
Elke reactie in een chemisch proces is één stap en vele kunnen worden gecombineerd in een complexe reeks gebeurtenissen die een chemische fabriek worden genoemd. Chemische procesingenieurs en fabrieksontwerpers overwegen zorgvuldig de interactie van alle stappen om een efficiënte werking te creëren. Productkwaliteit, energie-efficiëntie en afvalminimalisatie worden allemaal zorgvuldig overwogen in het procesontwerp en zijn van cruciaal belang voor het produceren van een winstgevende chemische operatie.