Hva er en kjemisk prosess?

En kjemisk prosess er enhver laboratorium eller industriell aktivitet der produkter reagerte kjemisk med hverandre for å danne nye produkter. Reaksjonene endrer strukturen til produktmolekylene, i stedet for å legge dem sammen i en blandingsprosess. Blandinger kan være et resultat av disse aktivitetene, men en kjemisk endring har skjedd i ett eller flere av de reagerte materialene.

Prosessdesign involverer ofte å bygge større molekyler fra mindre molekyler som finnes i råvarer. Noen reaksjoner kan bryte større molekyler og omorganisere dem på forskjellige måter for å produsere et sluttprodukt. Det kan være nødvendig med flere reaksjoner for å produsere et ønsket molekyl, og kan inkludere ytterligere råvarer eller endringer i temperatur eller trykk for å få forskjellige produkter til å danne seg. En prosess kan være et enkelt reaksjonstrinn, eller en industriell operasjon som skaper ferdige kjemiske produkter i stor skala.

Kjemikalier produseres først i laboratorieskalautstyr, begge for å bekrefte de nødvendige trinnene ogFor å finjustere reaksjonstemperaturene og trykket som ofte kreves for at reaksjonene skal oppstå. Mange industrielle kjemiske prosesser forekommer ved høye temperaturer og/eller trykk, men sjeldnere kan reaksjonene oppstå ved veldig lavt trykk eller i et vakuum, eller ved veldig lave temperaturer.

Katalysatorer kan brukes til å hjelpe den kjemiske reaksjonen når du utformer en kjemisk prosess. Dette er produkter som fremskynder eller akselererer reaksjonen, gjør mer av ønsket sluttprodukt kontra andre biprodukter, eller i noen tilfeller lar reaksjonene oppstå ved lavere temperaturer eller trykk for å redusere kostnadene. Høytrykks- eller temperaturreaksjonskar kan være dyrt å produsere, så en katalysator kan være viktig når du designer kjemiske anlegg.

Testing i pilotanlegg, eller småskala, kan driften være det neste trinnet i prosessdesign. Reaksjonstider, temperaturer og trykk må gjennomgås og optimaleized for å produsere riktige kjemikalier og redusere avfallsmaterialene. Produkter må skilles og renses i ytterligere trinn, og det kan være behov for ytterligere reaksjoner før et sluttprodukt blir gjort. Avfallsmaterialer må bestemmes og finne måter å nøytralisere eller avhende dem for å minimere miljøspørsmål. Testing av pilotanlegg er viktig, fordi noen laboratorietester ikke fungerer riktig når de kjøres i større utstyr, og det kan være nødvendig med endringer i designet før en fullskala anlegg bygges.

Det kan ta år å bygge en fullskala industriell kjemisk prosess å bygge til store kostnader, så det tas hensyn til å verifisere alle krav til utstyr og prosesskontroll før byggingen begynner. Kjemiske planter krever tilførsel av råvarer med tog eller lastebil, ved hjelp av tanker for væsker, sylindere eller høytrykksskip for gasser, og lagerplass for poser eller trommer. Reaksjonstanker eller tårn er nødvendig for å produsere de rå eller upuffelige ferdige produktene, og all rør, elektrisk end instrumentering må være designet for å koble alle deler av prosessen. Kjemiske prosessdesign inkluderer metoder for å skille og resirkulere ubrukte råvarer tilbake til fronten av prosessen for å redusere avfall og driftskostnader.

Når de ferdige produktene er blitt renset og skilt fra den kjemiske prosessstrømmen, kan lagring være nødvendig til de blir sendt til kundene. Dette kan omfatte flere tanker for væsker, sylindere for gasser og lager for trommer eller poser, og noen produkter kan ha spesifikke temperaturer eller lagringsforhold for å opprettholde kvalitet og unngå sikkerhetsproblemer. En produsent kan ha lastebiler eller tankbiler tilgjengelig for å sende bulkmengder til kunder, og disse flåtene kan eies eller leide.

Hver reaksjon i en kjemisk prosess er ett trinn, og mange kan kombineres i en kompleks kjede av hendelser som kalles et kjemisk anlegg. Kjemiske prosessingeniører og plantedesignere vurderer nøye samspillet mellom alle trinn for å skape en effektiv operation. Produktkvalitet, energieffektivitet og minimering av avfall blir alle nøye vurdert i prosessdesign, og er kritiske for å produsere en lønnsom kjemisk drift.