В научном смысле химический процесс — это метод или средство каким-либо образом изменить один или несколько химикатов или химических соединений . [1] Такой химический процесс может происходить сам по себе или быть вызван внешней силой и включать химическую реакцию некоторого рода. В « инженерном » смысле химический процесс — это метод, предназначенный для использования в производстве или в промышленных масштабах (см. Промышленный процесс ) для изменения состава химикатов или материалов, обычно с использованием технологии, аналогичной или связанной с той, которая используется на химических заводах или в химической промышленности .
Ни одно из этих определений не является точным в том смысле, что всегда можно однозначно сказать, что является химическим процессом, а что нет; это практические определения. В этих двух вариантах определения также есть значительное совпадение. Из-за неточности определения химики и другие ученые используют термин «химический процесс» только в общем смысле или в инженерном смысле. Однако в смысле «процесс (инженерия)» термин «химический процесс» используется широко. Остальная часть статьи будет посвящена инженерному типу химических процессов.
Хотя этот тип химического процесса иногда может включать только один шаг, часто задействовано несколько шагов, называемых единичными операциями . На заводе каждая из единичных операций обычно происходит в отдельных сосудах или секциях завода, называемых блоками . Часто задействована одна или несколько химических реакций , но могут использоваться и другие способы изменения химического (или материального) состава, такие как процессы смешивания или разделения . Этапы процесса могут быть последовательными во времени или последовательными в пространстве вдоль потока текущего или движущегося материала; см. Химический завод . Для заданного количества исходного (входного) материала или конечного (выходного) материала ожидаемое количество материала может быть определено на ключевых этапах процесса из эмпирических данных и расчетов материального баланса. Эти количества могут быть увеличены или уменьшены в соответствии с желаемой производительностью или работой конкретного химического завода, построенного для такого процесса. Более чем один химический завод может использовать один и тот же химический процесс, каждый завод, возможно, с разной масштабируемой производительностью. Химические процессы, такие как дистилляция и кристаллизация, восходят к алхимии в Александрии , Египет .
Такие химические процессы можно проиллюстрировать в общем виде в виде блок-схем потоков или более подробно в виде схем потоков процессов . Блок-схемы потоков показывают агрегаты как блоки, а потоки, текущие между ними, как соединительные линии со стрелками, показывающими направление потока.
Помимо химических заводов по производству химикатов, химические процессы с аналогичной технологией и оборудованием также используются в нефтеперерабатывающей и других нефтеперерабатывающих заводах , переработке природного газа , производстве полимеров и фармацевтических препаратов , пищевой промышленности , а также очистке воды и сточных вод .
Единичная обработка является базовой обработкой в химической инженерии . Вместе с единичными операциями она образует основной принцип различных химических производств. Каждый жанр единичной обработки следует одному и тому же химическому закону, так же как каждый жанр единичных операций следует одному и тому же физическому закону.
Обработка химико-технологического оборудования состоит из следующих важных процессов: