O que é um processo químico?
Um processo químico é qualquer atividade industrial ou de laboratório em que os produtos são reagidos quimicamente entre si para formar novos produtos. As reações alteram a estrutura das moléculas do produto, em vez de adicioná-las em um processo de mistura. As misturas podem resultar dessas atividades, mas ocorreu uma alteração química em um ou mais dos materiais reagidos.
Os projetos de processos geralmente envolvem a construção de moléculas maiores a partir de moléculas menores encontradas em matérias-primas. Algumas reações podem quebrar moléculas maiores e reorganizá-las de maneiras diferentes para produzir um produto final. Múltiplas reações podem ser necessárias para produzir uma molécula desejada e podem incluir matérias-primas adicionais ou mudanças de temperatura ou pressão para causar a formação de diferentes produtos. Um processo pode ser uma única etapa de reação ou uma operação industrial que cria produtos químicos acabados em larga escala.
Os produtos químicos são produzidos pela primeira vez em equipamentos de escala laboratorial, tanto para confirmar as etapas necessárias quanto para ajustar as temperaturas e pressões da reação frequentemente necessárias para que as reações ocorram. Muitos processos químicos industriais ocorrem em altas temperaturas e / ou pressões, mas com menos frequência, as reações podem ocorrer em pressões muito baixas ou no vácuo, ou em temperaturas muito baixas.
Catalisadores podem ser usados para auxiliar a reação química ao projetar um processo químico. Estes são produtos que aceleram ou aceleram a reação, produzem mais do produto final desejado do que outros subprodutos ou, em alguns casos, permitem que as reações ocorram a temperaturas ou pressões mais baixas para reduzir custos. Vasos de reação de alta pressão ou temperatura podem ser caros de fabricar, portanto, um catalisador pode ser importante ao projetar plantas químicas.
Testes em plantas piloto ou operações em pequena escala podem ser o próximo passo no design do processo. Os tempos de reação, temperaturas e pressões devem ser revisados e otimizados para produzir os produtos químicos corretos e reduzir os resíduos. Os produtos devem ser separados e purificados em etapas adicionais, e reações adicionais podem ser necessárias antes que um produto final seja produzido. Os resíduos devem ser determinados e encontrar maneiras de neutralizá-los ou descartá-los para minimizar os problemas ambientais. O teste da planta piloto é importante, porque alguns testes de laboratório não funcionam corretamente quando executados em equipamentos maiores e podem ser necessárias alterações no projeto antes da construção de uma planta em grande escala.
Um processo químico industrial em larga escala pode levar anos para ser construído com grandes custos; portanto, é preciso tomar cuidado para verificar todos os equipamentos e requisitos de controle de processo antes do início da construção. As fábricas de produtos químicos requerem o fornecimento de matérias-primas por trem ou caminhão, usando tanques para líquidos, cilindros ou vasos de alta pressão para gases e espaço de armazenamento para sacos ou tambores. São necessários tanques ou torres de reação para produzir os produtos acabados brutos ou não purificados, e toda tubulação, elétrica e instrumentação deve ser projetada para conectar todas as partes do processo. Os projetos de processos químicos incluem métodos para separar e reciclar matérias-primas não utilizadas de volta à frente do processo para reduzir o desperdício e os custos operacionais.
Quando os produtos acabados são purificados e separados do fluxo de processo químico, pode ser necessário armazenamento até serem enviados aos clientes. Isso pode incluir tanques adicionais para líquidos, cilindros para gases e armazenamento para tambores ou bolsas, e alguns produtos podem ter temperaturas ou condições de armazenamento específicas para manter a qualidade e evitar problemas de segurança. Um fabricante pode ter caminhões ou carros-tanque disponíveis para enviar grandes quantidades aos clientes, e essas frotas podem ser de propriedade ou arrendadas.
Cada reação em um processo químico é uma etapa, e muitas podem ser combinadas em uma cadeia complexa de eventos chamada planta química. Engenheiros de processo químico e projetistas de plantas consideram cuidadosamente a interação de todas as etapas para criar uma operação eficiente. Qualidade do produto, eficiência energética e minimização de resíduos são todos cuidadosamente considerados no design do processo e são críticos para produzir uma operação química lucrativa.