กระบวนการทางเคมีคืออะไร?

กระบวนการทางเคมีเป็นกิจกรรมในห้องปฏิบัติการหรืออุตสาหกรรมที่ผลิตภัณฑ์มีปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งกันและกันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ปฏิกิริยาเปลี่ยนโครงสร้างของโมเลกุลของผลิตภัณฑ์แทนที่จะเพิ่มเข้าด้วยกันในกระบวนการผสมผสมอาจเป็นผลมาจากกิจกรรมเหล่านี้ แต่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเกิดขึ้นในวัสดุที่ทำปฏิกิริยาอย่างน้อยหนึ่งวัสดุ

การออกแบบกระบวนการมักเกี่ยวข้องกับการสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่จากโมเลกุลขนาดเล็กที่พบในวัตถุดิบปฏิกิริยาบางอย่างสามารถทำลายโมเลกุลขนาดใหญ่และจัดเรียงใหม่ในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายปฏิกิริยาหลายอย่างอาจจำเป็นต้องใช้ในการผลิตโมเลกุลที่ต้องการและอาจรวมถึงวัตถุดิบเพิ่มเติมหรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความดันเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ต่างกันก่อตัวขึ้นกระบวนการอาจเป็นขั้นตอนการตอบสนองเดียวหรือการดำเนินงานทางอุตสาหกรรมที่สร้างผลิตภัณฑ์เคมีสำเร็จรูปในขนาดใหญ่

สารเคมีจะผลิตครั้งแรกในอุปกรณ์ระดับห้องปฏิบัติการทั้งเพื่อยืนยันขั้นตอนที่จำเป็นและปรับอุณหภูมิปฏิกิริยาและแรงกดดันมักจะจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นกระบวนการทางเคมีอุตสาหกรรมจำนวนมากเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงและ/หรือแรงกดดัน แต่บ่อยครั้งที่ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ที่แรงกดดันต่ำมากหรือในสุญญากาศหรือที่อุณหภูมิต่ำมาก

ตัวเร่งปฏิกิริยาอาจถูกใช้เพื่อช่วยปฏิกิริยาเคมีเมื่อออกแบบกระบวนการทางเคมีเหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เร่งความเร็วหรือเร่งปฏิกิริยาสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ต้องการมากขึ้นเมื่อเทียบกับผลพลอยได้อื่น ๆ หรือในบางกรณีอนุญาตให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำหรือแรงกดดันเพื่อลดต้นทุนเรือปฏิกิริยาแรงดันสูงหรืออุณหภูมิสูงอาจมีราคาแพงในการผลิตดังนั้นตัวเร่งปฏิกิริยาอาจมีความสำคัญเมื่อออกแบบโรงงานเคมี

การทดสอบในโรงงานนำร่องหรือขนาดเล็กการดำเนินงานอาจเป็นขั้นตอนต่อไปในการออกแบบกระบวนการเวลาตอบสนองอุณหภูมิและแรงกดดันจะต้องได้รับการตรวจสอบและปรับให้เหมาะสมเพื่อผลิตสารเคมีที่ถูกต้องและลดวัสดุของเสียผลิตภัณฑ์จะต้องแยกและทำให้บริสุทธิ์ในขั้นตอนเพิ่มเติมและอาจจำเป็นต้องมีปฏิกิริยาเพิ่มเติมก่อนที่จะมีการทำผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายต้องมีการพิจารณาวัสดุของเสียและค้นหาวิธีที่จะทำให้เป็นกลางหรือกำจัดพวกเขาเพื่อลดปัญหาสิ่งแวดล้อมการทดสอบโรงงานนำร่องเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการบางอย่างไม่ทำงานอย่างถูกต้องเมื่อทำงานในอุปกรณ์ขนาดใหญ่และอาจจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบก่อนที่จะสร้างโรงงานเต็มรูปแบบ

กระบวนการทางเคมีอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบอาจใช้เวลาหลายปีกว่าสร้างด้วยค่าใช้จ่ายที่ยอดเยี่ยมดังนั้นจึงต้องใช้ความระมัดระวังในการตรวจสอบอุปกรณ์และข้อกำหนดการควบคุมกระบวนการทั้งหมดก่อนที่จะเริ่มการก่อสร้างโรงงานเคมีต้องการวัตถุดิบโดยรถไฟหรือรถบรรทุกโดยใช้ถังสำหรับของเหลวกระบอกสูบหรือภาชนะแรงดันสูงสำหรับก๊าซและพื้นที่คลังสินค้าสำหรับกระเป๋าหรือกลองถังปฏิกิริยาหรือหอคอยจำเป็นสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปดิบหรือที่ไม่บริสุทธิ์และท่อไฟฟ้าและเครื่องมือวัดทั้งหมดจะต้องได้รับการออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อทุกส่วนของกระบวนการการออกแบบกระบวนการทางเคมีรวมถึงวิธีการแยกและรีไซเคิลวัตถุดิบที่ไม่ได้ใช้กลับไปที่ด้านหน้าของกระบวนการเพื่อลดค่าใช้จ่ายของเสียและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

เมื่อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้รับการทำให้บริสุทธิ์และแยกออกจากกระแสกระบวนการทางเคมีส่งถึงลูกค้าซึ่งอาจรวมถึงถังเพิ่มเติมสำหรับของเหลวกระบอกสูบสำหรับก๊าซและคลังสินค้าสำหรับกลองหรือกระเป๋าและผลิตภัณฑ์บางอย่างอาจมีอุณหภูมิเฉพาะหรือเงื่อนไขการจัดเก็บเพื่อรักษาคุณภาพและหลีกเลี่ยงปัญหาด้านความปลอดภัยผู้ผลิตอาจมีรถบรรทุกหรือรถถังที่มีให้บริการจำนวนมากให้กับลูกค้าและกองยานเหล่านี้อาจเป็นเจ้าของหรือเช่า

ปฏิกิริยาแต่ละครั้งในกระบวนการทางเคมีเป็นขั้นตอนเดียวและหลายคนอาจรวมกันในห่วงโซ่ของเหตุการณ์ที่เรียกว่าโรงงานเคมีวิศวกรกระบวนการเคมีและนักออกแบบโรงงานพิจารณาอย่างรอบคอบถึงการมีปฏิสัมพันธ์ของทุกขั้นตอนเพื่อสร้างการทำงานที่มีประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ quการพิจารณาอย่างรอบคอบการใช้พลังงานและการลดของเสียนั้นได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบในการออกแบบกระบวนการและมีความสำคัญต่อการผลิตสารเคมีที่ทำกำไรได้