Vad är en kemisk process?
En kemisk process är alla laboratorier eller industriella aktiviteter där produkter kemiskt reageras med varandra för att bilda nya produkter. Reaktionerna förändrar strukturen för produktmolekylerna, snarare än att tillsätta dem i en blandningsprocess. Blandningar kan vara resultatet av dessa aktiviteter, men en kemisk förändring har inträffat i ett eller flera av de reagerade materialen.
Processdesign involverar ofta att bygga större molekyler från mindre molekyler som finns i råvaror. Vissa reaktioner kan bryta större molekyler och ordna dem på olika sätt att producera en slutprodukt. Flera reaktioner kan krävas för att producera en önskad molekyl och kan inkludera ytterligare råvaror eller förändringar i temperatur eller tryck för att få olika produkter att bilda. En process kan vara ett enda reaktionssteg eller en industriell operation som skapar färdiga kemiska produkter i stor skala.
kemikalier produceras först i utrustning för laboratorieskala, både för att bekräfta nödvändiga steg ochFör att finjustera reaktionstemperaturerna och trycket som ofta krävs för att reaktionerna ska inträffa. Många industriella kemiska processer förekommer vid höga temperaturer och/eller tryck, men mindre ofta kan reaktionerna uppstå vid mycket låga tryck eller i vakuum, eller vid mycket låga temperaturer.
Katalysatorer kan användas för att underlätta den kemiska reaktionen vid utformning av en kemisk process. Dessa är produkter som påskyndar eller påskyndar reaktionen, gör mer av den önskade slutprodukten kontra andra biprodukter, eller i vissa fall tillåter reaktionerna att uppstå vid lägre temperaturer eller tryck för att minska kostnaderna. Högtrycks- eller temperaturreaktionsfartyg kan vara dyra att tillverka, så en katalysator kan vara viktig när man utformar kemiska växter.
Testning i pilotanläggningen, eller liten skala, operationer kan vara nästa steg i processdesign. Reaktionstider, temperaturer och tryck måste granskas och optimalaIzed för att producera rätt kemikalier och minska avfallsmaterial. Produkter måste separeras och renas i ytterligare steg, och ytterligare reaktioner kan behövas innan en slutprodukt görs. Avfallsmaterial måste bestämmas och hitta sätt att neutralisera eller bortskaffa dem för att minimera miljöfrågor. Testning av pilotanläggningar är viktigt, eftersom vissa laboratorietester inte fungerar korrekt när de körs i större utrustning, och förändringar kan behövas i designen innan en fullskalig anläggning byggs.
En fullskalig industriell kemisk process kan ta år att bygga med stor kostnad, så det är noga att verifiera alla utrustning och processkontrollkrav innan byggandet påbörjas. Kemiska anläggningar kräver råvaruförsörjning med tåg eller lastbil, med tankar för vätskor, cylindrar eller högtrycksfartyg för gaser och lagerutrymme för väskor eller trummor. Reaktionstankar eller torn behövs för att producera råa eller oanliga färdiga produkter, och alla rörledningar, elektriskaD Instrumentation måste vara utformad för att ansluta alla delar av processen. Kemiska processkonstruktioner inkluderar metoder för att separera och återvinna oanvända råvaror tillbaka till framsidan av processen för att minska avfalls- och driftskostnaderna.
När de färdiga produkterna har renats och separerats från den kemiska processströmmen kan lagring behövas tills de skickas till kunder. Detta kan inkludera ytterligare tankar för vätskor, cylindrar för gaser och lager för trummor eller påsar, och vissa produkter kan ha specifika temperaturer eller lagringsförhållanden för att upprätthålla kvalitet och undvika säkerhetsproblem. En tillverkare kan ha lastbilar eller tankbilar tillgängliga för att skicka bulkmängder till kunder, och dessa flottor kan ägas eller hyras.
Varje reaktion i en kemisk process är ett steg, och många kan kombineras i en komplex kedja av händelser som kallas en kemisk växt. Kemiska processingenjörer och växtdesigners överväger noggrant interaktionen mellan alla steg för att skapa en effektiv operation. Produktkvalitet, energieffektivitet och minimering av avfall övervägs noggrant vid processdesign och är avgörande för att producera en lönsam kemisk operation.