Co to jest inżynieria procesów chemicznych?
Inżynieria procesów chemicznych to praktyka badania, projektowania i / lub analizowania środków, za pomocą których materiały są wytwarzane poprzez kontrolę reakcji chemicznych. Materiały takie jak piwo, benzyna, farba, detergenty, farmaceutyki i szkło są wytwarzane przy użyciu inżynierii procesów chemicznych w kontrolowanych warunkach w celu stworzenia spójnych produktów o wysokiej jakości. Środki, za pomocą których te materiały są wykonane, składają się z kilku indywidualnych etapów, z których każdy nazywany jest procesem. Podczas każdego procesu reagenty łączą się, rozdzielają, rozdzielają lub w inny sposób zmieniają, tworząc produkty, pożądany wynik i produkty uboczne, które mogą lub nie mogą być przydatne. Inżynier procesu chemicznego musi kontrolować warunki każdego etapu, aby ograniczyć nieprzydatne reakcje i promować pożądane reakcje.
Obiekty takie jak zakłady petrochemiczne, oczyszczalnie ścieków, piekarnie handlowe, elektrownie jądrowe i fabryki past do zębów zostały zaprojektowane przez zespół inżynierów procesów chemicznych. Osoby te wykorzystują umiejętności zdobyte na studiach i kursach magisterskich w zakresie wymiany ciepła, transferu masy, dynamiki płynów, kontroli procesu, inżynierii reakcji i ekonomiki inżynierii, między innymi, do zaprojektowania zakładu, który wyprodukuje materiał, który można sprzedać w celu przynieść zwrot inwestorom. Inżynieria procesów chemicznych ma na celu zaprojektowanie zakładu, który wytwarza dobry produkt, a także dobry zysk.
Każda fabryka chemiczna jest indywidualnie zaprojektowana i jest unikalnym dziełem, nawet jeśli proces jest dobrze zrozumiany. Lokalne różnice w takich rzeczach, jak zaopatrzenie w wodę, dozwolone zrzuty i koszty transportu mogą mieć wpływ na projekt zakładu, który został zbudowany wcześniej w innym miejscu. Poszczególne etapy procesu mogą być znane w różnym stopniu. Przy zwiększaniu skali procesu ze skali laboratoryjnej lub instalacji pilotażowej niewielkie zmiany stężenia lub temperatury lub inne parametry operacyjne, których nawet nie zaobserwowano na małej skali, mogą powodować nieprzewidziane i niepożądane reakcje na większą skalę, które należy złagodzić.
Inżynieria procesów chemicznych zazwyczaj oferuje dwie opcje dla każdego etapu procesu. Pierwszym z nich jest przetwarzanie wsadowe w jakimś rodzaju zbiornika, a drugim jest przetwarzanie w trybie tłokowym, w którym reagent przepływa przez rury o pewnej naturze i reaguje wzdłuż długości reaktora. Każda ma swoje zalety i wady, a większość procesów wykorzystuje kombinację tych dwóch.
Podczas edukacji inżynierowie chemiczni są narażeni na szereg standardowych reakcji i procesów. Ogólnie proces chemiczny będzie składał się z etapów przygotowawczych poszczególnych reagentów; etapy reakcji, które mogą obejmować wprowadzenie katalizatora, połączenie reagentów lub zmianę warunków reagentów; etapy oddzielania i oczyszczania w celu stworzenia materiału o określonej jakości; i wreszcie, przetwarzanie i odprowadzanie strumieni odpadów i energii zgodnie z normami ochrony środowiska. Inżynieria procesów biochemicznych jest najnowszą specjalizacją w tej dziedzinie, w której żywe systemy biologiczne - często bakterie - są wykorzystywane do wytwarzania produktów. Chociaż proces ten z pewnością nie jest nowy, jak pokazują browary i fabryki serów, rozwój inżynierii genetycznej i mikrobiologii stworzył nowe możliwości dla inżynierów zajmujących się procesami chemicznymi.