Co to jest proces chemiczny?
Proces chemiczny to każda czynność laboratoryjna lub przemysłowa, w której produkty reagują ze sobą chemicznie, tworząc nowe produkty. Reakcje zmieniają strukturę cząsteczek produktu, zamiast dodawać je razem w procesie mieszania. Mieszaniny mogą wynikać z tych działań, ale nastąpiła zmiana chemiczna w jednym lub większej liczbie przereagowanych materiałów.
Projekty procesów często wymagają budowy większych cząsteczek z mniejszych cząsteczek znajdujących się w surowcach. Niektóre reakcje mogą rozbijać większe cząsteczki i zmieniać ich rozmieszczenie na różne sposoby w celu uzyskania produktu końcowego. Aby wytworzyć pożądaną cząsteczkę, może być wymaganych wiele reakcji, które mogą obejmować dodatkowe surowce lub zmiany temperatury lub ciśnienia w celu wytworzenia różnych produktów. Proces może być pojedynczym etapem reakcji lub operacją przemysłową, tworząc gotowe produkty chemiczne na dużą skalę.
Substancje chemiczne są najpierw produkowane w sprzęcie laboratoryjnym, zarówno w celu potwierdzenia niezbędnych kroków, jak i precyzyjnego dostrojenia temperatur i ciśnień często wymaganych do zajścia reakcji. Wiele przemysłowych procesów chemicznych zachodzi w wysokich temperaturach i / lub ciśnieniach, ale rzadziej reakcje mogą zachodzić w bardzo niskich ciśnieniach lub w próżni lub w bardzo niskich temperaturach.
Katalizatory można stosować do wspomagania reakcji chemicznej podczas projektowania procesu chemicznego. Są to produkty, które przyspieszają lub przyspieszają reakcję, wytwarzają więcej pożądanego produktu końcowego w porównaniu z innymi produktami ubocznymi, lub w niektórych przypadkach umożliwiają reakcje zachodzące w niższych temperaturach lub ciśnieniach w celu zmniejszenia kosztów. Wysokociśnieniowe lub temperaturowe reaktory mogą być drogie w produkcji, więc katalizator może być ważny przy projektowaniu instalacji chemicznych.
Testowanie w zakładach pilotażowych lub na małą skalę może być kolejnym etapem projektowania procesu. Czasy reakcji, temperatury i ciśnienia muszą zostać przejrzane i zoptymalizowane w celu wytworzenia prawidłowych chemikaliów i zmniejszenia ilości odpadów. Produkty należy oddzielić i oczyścić w dodatkowych etapach, a przed wytworzeniem produktu końcowego mogą być potrzebne dodatkowe reakcje. Materiały odpadowe należy określić i znaleźć sposoby ich neutralizacji lub unieszkodliwienia w celu zminimalizowania problemów środowiskowych. Testowanie instalacji pilotażowych jest ważne, ponieważ niektóre testy laboratoryjne nie działają poprawnie, gdy są uruchamiane w większym sprzęcie, i mogą być potrzebne zmiany w projekcie przed zbudowaniem instalacji na pełną skalę.
Wytworzenie przemysłowego procesu chemicznego na pełną skalę może zająć lata, a jego budowa wymaga dużych nakładów, dlatego przed rozpoczęciem budowy należy sprawdzić wszystkie urządzenia i wymagania kontroli procesu. Zakłady chemiczne wymagają dostarczania surowców pociągiem lub ciężarówką, przy użyciu zbiorników na ciecze, butli lub wysokociśnieniowych zbiorników na gazy oraz powierzchni magazynowej na torby lub bębny. Do wytworzenia surowych lub nieoczyszczonych produktów końcowych potrzebne są zbiorniki reakcyjne lub wieże, a wszystkie rurociągi, urządzenia elektryczne i oprzyrządowanie muszą być zaprojektowane do połączenia wszystkich części procesu. Projekty procesów chemicznych obejmują metody oddzielania i recyklingu nieużywanych surowców z powrotem na front procesu w celu zmniejszenia ilości odpadów i kosztów operacyjnych.
Gdy gotowe produkty zostaną oczyszczone i oddzielone od strumienia procesu chemicznego, przechowywanie może być konieczne do momentu ich wysyłki do klientów. Może to obejmować dodatkowe zbiorniki na ciecze, butle na gazy i magazyny na beczki lub torby, a niektóre produkty mogą mieć określone temperatury lub warunki przechowywania w celu utrzymania jakości i uniknięcia problemów bezpieczeństwa. Producent może dysponować ciężarówkami lub cysternami w celu wysyłania dużych ilości do klientów, a floty te mogą być własnością lub dzierżawione.
Każda reakcja w procesie chemicznym jest jednym krokiem i wiele z nich można łączyć w złożony łańcuch zdarzeń zwanych zakładem chemicznym. Inżynierowie procesów chemicznych i projektanci instalacji dokładnie rozważają interakcję wszystkich etapów, aby stworzyć wydajną pracę. Jakość produktu, efektywność energetyczna i minimalizacja odpadów są starannie brane pod uwagę przy projektowaniu procesu i mają kluczowe znaczenie dla uzyskania opłacalnej operacji chemicznej.