PODSTAWY TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

1. Przedmiot technologii chemicznej

Technologa chemiczna jest dziedziną wiedzy o procesach produkcyjnych, których celem jest zasadnicza zmiana składu chemicznego surowców w toku ich przetwarzania w końcowe produkty.

Na ogół zmiany składu przetwarzanego materiału zachodzą w wyniku reakcji chemicznych, które prowadzi w reaktorach.

W technologii chemicznej spotyka się także procesy polegające wyłącznie na przemianach fizycznych, jak  np. : wytwarzanie tlenu z powietrza albo czystej siarki z surowca kopalnego zawierającego siarkę rodzimą zmieszaną z innymi składnikami złoża.

Można zatem powiedzieć, że technologia chemiczna jest dziedziną nauk technicznych, która zajmuje się procesami, w których materiały poddawane są niebezpiecznym zmianom składu, zawartości energii lub stanu fizycznego.

·           Proces technologiczny

Proces technologiczny jest to zorganizowany zbiór czynników zwanych operacjami jednostkowymi albo przemianami jednostkowymi, w wyniku których surowiec zostaje przetworzony w pożądany produkt.

Zespół podstawowych aparatów i urządzeń produkcyjnych służących do przeprowadzenia procesu technologicznego, współdziałających ze sobą według określonego planu, nazywa się układem technologicznym lub ciągiem technologicznym.

Ważny udział w procesie mają także urządzenia pomocnicze służące do transportu materiałów i do ich przechowywania, a także urządzenia, za pomocą których kieruje się przebiegiem procesu.

Kompletna aparatura złożona z urządzeń produkcyjnych i pomocniczych, wykonująca określony program produkcyjny nazywa się instalacją produkcyjną.

Aparaty i urządzenia używane w instalacjach przemysłu chemicznego można podzielić na cztery podstawowe grupy:

·         Aparaty, w których prowadzi się reakcje chemiczne, czyi reaktory.

·         Aparaty, w których prowadzi się procesy fizyczne.

·         Urządzenia do transportu materiałów (przenośniki, pompy, dmuchawy, rurociągi wraz z armaturą).

·         Urządzenia i pomieszczenia magazynowane do przechowywania surowców, produktów, półproduktów oraz odpadów.

Instalacja produkcyjna działa w powiązaniu z otoczeniem. Z zewnątrz doprowadza się surowce oraz niezbędną energię, a odprowadza się produkty i odpady produkcyjne, a także pewne formy energii, np. ciepło zawarte w wodach pochłodniczych.

Wielkość i skład strumieni materiałów, a także wielkości i rodzaj strumieni energii, pobieranych i odprowadzanych przez instalację produkcyjną, należą do podstawowych danych określających warunki i skutki ich działania. Na podstawie tych danych można wyznaczyć wskaźniki techniczno- ekonomiczne charakteryzujące proces technologiczny, takie jak wydajność surowcowa energochłonność, emisja zanieczyszczeń itp.

·           Czym zajmuje się technologia chemiczna?

Istotą technologii chemicznej jest wiedza o organizacji procesów zachodzących wewnątrz poszczególnych aparatów oraz w układach technologicznych złożonych z wielu aparatów.

Można wyodrębnić trzy podstawowe poziomy organizacji procesów produkcyjnych.

Do pierwszego należy organizacja procesu w pojedynczym aparacie. Aparat może działać w sposób ciągły albo okresowy, strumienie materiałów  mogą poruszać się w nim w układzie współprądowym, przeciwprądowym lub innym.

Drugi poziom stanowi organizacja układu technologicznego złożonego z wielu aparatów. Przykładem stosowanych rozwiązań może być tu układ szeregowy lub równoległy, jedno- lub wielostopniowy (kaskada) , a także układ o obiegu powrotnym.

Trzeci poziom organizacji dotyczy całego przedsiębiorstwa (lub jego wyodrębnionej części- zakładu, oddziału) obejmującego wiele instalacji o określonym programie produkcyjnym.  Właściwa organizacja takiego złożonego obiektu powinna zapewniać racjonalną gospodarkę surowcami i energią oraz ochronę środowiska przed skażeniami chemicznymi.

Wartość poszczególnych rozwiązań technologicznych ocenia się na podstawie skuteczności ich działania w procesach produkcyjnych. Bierze się pod uwagę przede wszystkim wyniki ekonomiczne przedsiębiorstwa, lecz nie mniej ważne są skutki społeczne wynikające z rozwoju danej produkcji, a w szczególności jej wpływ na jakość środowiska.