Τι είναι μια χημική διαδικασία;

Μια χημική διαδικασία είναι οποιαδήποτε εργαστηριακή ή βιομηχανική δραστηριότητα όπου τα προϊόντα αντιδρούν χημικά μεταξύ τους για να σχηματίσουν νέα προϊόντα.Οι αντιδράσεις αλλάζουν τη δομή των μορίων του προϊόντος, αντί να τα προσθέσουν μαζί σε μια διαδικασία ανάμιξης.Τα μείγματα μπορούν να προκύψουν από αυτές τις δραστηριότητες, αλλά μια χημική αλλαγή έχει συμβεί σε ένα ή περισσότερα από τα αντιδρασμένα υλικά.

Τα σχέδια διεργασίας συχνά περιλαμβάνουν την κατασκευή μεγαλύτερων μορίων από μικρότερα μόρια που βρίσκονται στις πρώτες ύλες.Ορισμένες αντιδράσεις μπορούν να σπάσουν τα μεγαλύτερα μόρια και να τα αναδιατάξουν με διαφορετικούς τρόπους για να παράγουν ένα τελικό προϊόν.Μπορεί να απαιτηθούν πολλαπλές αντιδράσεις για την παραγωγή ενός επιθυμητού μορίου και μπορεί να περιλαμβάνει πρόσθετες πρώτες ύλες ή αλλαγές στη θερμοκρασία ή την πίεση για να προκαλέσει διαμόρφωση διαφορετικών προϊόντων.Μια διαδικασία μπορεί να είναι ένα ενιαίο βήμα αντίδρασης ή μια βιομηχανική λειτουργία που δημιουργεί τελικά χημικά προϊόντα σε μεγάλη κλίμακα.

Οι χημικές ουσίες παράγονται για πρώτη φορά σε εξοπλισμό εργαστηριακής κλίμακας, τόσο για να επιβεβαιώσουν τα απαραίτητα βήματα όσο και για να τελειοποιήσουν τις θερμοκρασίες και τις πιέσεις της αντίδρασηςσυχνά απαιτούνται για την εμφάνιση των αντιδράσεων.Πολλές βιομηχανικές χημικές διεργασίες εμφανίζονται σε υψηλές θερμοκρασίες ή/και πιέσεις, αλλά λιγότερο συχνά, οι αντιδράσεις μπορούν να εμφανιστούν σε πολύ χαμηλές πιέσεις ή σε κενό ή σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες.

Οι καταλύτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν τη χημική αντίδραση κατά το σχεδιασμό μιας χημικής διαδικασίας.Αυτά είναι προϊόντα που επιταχύνουν ή επιταχύνουν την αντίδραση, κάνουν περισσότερα από το επιθυμητό τελικό προϊόν έναντι άλλων υποπροϊόντων ή σε ορισμένες περιπτώσεις επιτρέπουν την εμφάνιση των αντιδράσεων σε χαμηλότερες θερμοκρασίες ή πιέσεις για τη μείωση του κόστους.Τα δοχεία αντίδρασης υψηλής πίεσης ή θερμοκρασίας μπορεί να είναι δαπανηρά για την κατασκευή, οπότε ένας καταλύτης μπορεί να είναι σημαντικός κατά το σχεδιασμό χημικών εγκαταστάσεων.

Δοκιμές σε πιλοτικό εργοστάσιο ή σε μικρές κλίμακες, οι λειτουργίες μπορεί να είναι το επόμενο βήμα του σχεδιασμού της διαδικασίας.Οι χρόνοι αντίδρασης, οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις πρέπει να αναθεωρηθούν και να βελτιστοποιηθούν για να παράγουν τις σωστές χημικές ουσίες και να μειώσουν τα απόβλητα.Τα προϊόντα πρέπει να διαχωριστούν και να καθαριστούν σε πρόσθετα βήματα και ενδέχεται να χρειαστούν πρόσθετες αντιδράσεις πριν γίνει ένα τελικό προϊόν.Τα απόβλητα πρέπει να προσδιοριστούν και να βρουν τρόπους εξουδετερωμένης ή διάθεσης τους για να ελαχιστοποιηθούν τα περιβαλλοντικά ζητήματα.Οι δοκιμές πιλοτικών εγκαταστάσεων είναι σημαντικές, επειδή ορισμένες εργαστηριακές δοκιμές δεν λειτουργούν σωστά όταν εκτελούνται σε μεγαλύτερο εξοπλισμό και μπορεί να χρειαστούν αλλαγές στο σχεδιασμό πριν κατασκευαστεί ένα εργοστάσιο πλήρους κλίμακας.

Μια πλήρης βιομηχανική χημική διαδικασία μπορεί να διαρκέσει χρόνιαΚατασκευάστε με μεγάλη δαπάνη, οπότε λαμβάνεται μέριμνα για την επαλήθευση όλων των απαιτήσεων εξοπλισμού και ελέγχου της διαδικασίας πριν αρχίσει η κατασκευή.Τα χημικά εργοστάσια απαιτούν προμήθεια πρώτων υλών με τρένο ή φορτηγό, χρησιμοποιώντας δεξαμενές για υγρά, κυλίνδρους ή δοχεία υψηλής πίεσης για αέρια και χώρο αποθήκης για σακούλες ή τύμπανα.Οι δεξαμενές αντίδρασης ή οι πύργοι είναι απαραίτητες για την παραγωγή των πρώτων ή μη καθαρισμένων τελικών προϊόντων και όλες οι σωληνώσεις, ηλεκτρικά και όργανα πρέπει να σχεδιάζονται για να συνδέουν όλα τα μέρη της διαδικασίας.Τα σχέδια χημικών διεργασιών περιλαμβάνουν μεθόδους για τον διαχωρισμό και την ανακύκλωση των αχρησιμοποίητων πρώτων υλών πίσω στο μπροστινό μέρος της διαδικασίας για τη μείωση των αποβλήτων και των λειτουργικών δαπανών.

Όταν τα τελικά προϊόντα έχουν καθαριστεί και διαχωριστεί από το ρεύμα χημικών διαδικασιών, μπορεί να χρειαστεί αποθήκευση μέχρι να είναιαποστέλλονται στους πελάτες.Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει πρόσθετες δεξαμενές για υγρά, κυλίνδρους για αέρια και αποθήκευση για τύμπανα ή σακούλες και ορισμένα προϊόντα ενδέχεται να έχουν συγκεκριμένες θερμοκρασίες ή συνθήκες αποθήκευσης για τη διατήρηση της ποιότητας και την αποφυγή προβλημάτων ασφάλειας.Ένας κατασκευαστής μπορεί να έχει φορτηγά ή αυτοκίνητα δεξαμενών που διατίθενται για να μεταφέρουν χύμα ποσότητες στους πελάτες, και αυτοί οι στόλοι μπορούν να ανήκουν ή να μισθωθούν. Κάθε αντίδραση σε μια χημική διαδικασία είναι ένα βήμα και πολλοί μπορούν να συνδυαστούν σε μια πολύπλοκη αλυσίδα γεγονότων που ονομάζονται αχημική εγκατάσταση.Οι μηχανικοί χημικών διεργασιών και οι σχεδιαστές φυτών εξετάζουν προσεκτικά την αλληλεπίδραση όλων των βημάτων για τη δημιουργία μιας αποτελεσματικής λειτουργίας.Προϊόν quΗ αλοιότητα, η ενεργειακή απόδοση και η ελαχιστοποίηση των αποβλήτων εξετάζονται προσεκτικά στο σχεδιασμό της διαδικασίας και είναι κρίσιμα για την παραγωγή μιας κερδοφόρας χημικής λειτουργίας.