Компоненты химического производства

Переменные компоненты постоянно потребляются или образуются в производстве:

– сырье, поступающее на переработку;

– вспомогательные материалы;

– продукты - основной и дополнительный - как результат переработки сырья;

– отходы производства;

– энергия, обеспечивающая функционирование производства.

Постоянные компоненты закладываются в производство (оборудование, конструкции) или участвуют в нем (персонал) на весь или почти весь срок его существования:

– аппаратура (машины, аппараты, емкости, трубопроводы, арматура); устройства контроля и управления;

– строительные конструкции (здания, сооружения);

– обслуживающий персонал (рабочие, аппаратчики, инженеры и другие работники производства).

Рассмотрим состав химического производства, обеспечивающий его функционирование как производственной единицы:

– собственно химическое производство;

– хранилища сырья, продуктов и других материалов;

– транспортировка сырья, продуктов, промежуточных веществ, отходов;

– обслуживающий персонал производственного подразделения;

– система управления, обеспечения и безопасности.

В основе химического производства лежит химический процесс

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС.

В общем смысле: Технологический процесс – совокупность операций и процессов переработки сырья и материалов в продукты.

Технологический процесс - совокупность технологических операций (химических, механических и физико-химических), выполняемых в определённой последовательности с целью получения того или иного продукта.

Химико-технологический процесс - последовательность процессов целенаправленной переработки исходных веществ в продукт - химических и физико-химических процессов и их сочетаний.

Разделяется на несколько стадий, которые проводятся в различных аппаратах. Стадия, как правило, включает одну реакцию и несколько операций, таких, как нагревание/охлаждение, смешение, перекачка, фильтрование и проч. Сочетание всех этих стадий (тек же и аппаратов) называется технологической схемой производства.

Поясним на примере синтеза аммиака из азота и водорода.

Аммиак образуется в результате протекания химической реакции N₂ + 3Н₂ = 2NH₃. Превращение осуществляют при температуре 700 - 850 К и давлении 30 МПа. Из-за обратимости реакции исходная азотоводородная смесь превращается не полностью. Необходима физико-химическая стадия - конденсация - для выделения образовавшегося аммиака. Непрореагировавшие N₂ и Н₂ возвращают в реактор. Для повышения давления, а также для циркуляции газов необходимо их сжатие, являющееся механическим процессом. Нагрев и охлаждение потоков, осуществляемые при этом, - теплообменные процессы.

Совокупность указанных операций в их последовательности, реализующих получение аммиака из водорода и азота, есть химико-технологический процесс синтеза аммиака. Чтобы получить азот и водород, надо сначала получить водород из природного газа и воды, а азот выделить из воздуха. Совокупность процессов и операций, осуществляемых для превращения природного газа, воды и воздуха в аммиак, - химико-технологический процесс производства аммиака из природных материалов. Как часть он включает в себя и химико-технологический процесс синтеза аммиака. Из функциональных элементов химического производства, показанных на рис. 1.1, к химико-технологическому процессу можно отнести стадии 1 - 4, на которых происходит собственно переработка сырья в продукты.

В совокупном химико-технологическом процессе выделяются следующие виды отдельных процессов и операций, классифицированных по их основному назначению, и соответствующие аппараты или машины, в которых они осуществляются.