Теория:
Одна из важнейших задач химии и химической промышленности — производство необходимых людям веществ. Минеральные удобрения и ядохимикаты, пластмассы, синтетические волокна, красители, лекарства, моющие и косметические средства — это продукция, для получения которой используются химические реакции.
Химические производства создаются на основе общих научных принципов. Рассмотрим эти принципы.
1. Создание оптимальных условий проведения химических реакций.
Любое промышленное производство организуется так, чтобы при минимальных затратах получить максимальный выход продукции.
При выборе условий проведения химических процессов учитывают особенности реакций, рассматривают влияние температуры, давления, концентрации реагентов на скорость их протекания, а также на сдвиг равновесия (если реакция обратимая).
При проведении гетерогенных реакций важное значение имеют подбор катализатора и обеспечение большой поверхности соприкосновения веществ.
Для обеспечения эффективности процессов применяют противоток или прямоток веществ.
2. Полная и комплексная переработка используемого сырья.
На некоторых химических производствах для полного использования исходных веществ и увеличения выхода продукта обратимых реакций применяют циркуляцию веществ: непрореагировавшие реагенты отделяются от продуктов реакции и возвращаются в химический реактор.
Побочные продукты химических производств также перерабатываются в полезные вещества. Для этого рядом с химическим предприятием создают смежные производства.
3. Непрерывность технологического процесса.
Современные химические производства используют непрерывный технологический процесс, обеспечивающий высокую производительность. Для осуществления непрерывности все процессы механизируют, а контроль проводят с помощью автоматизированных систем управления.
4. Использование теплоты экзотермических реакций.
Многие химические реакции протекают с выделением теплоты. Если повышение температуры реагентов нежелательно, то лишнее тепло используют для нагревания исходной реакционной смеси или для подогрева воды. Нагретая вода подаётся в систему отопления производственных помещений или применяется для других целей.
5. Защита окружающей среды от вредных выбросов и воздействий.
Участвующие в химическом производстве вещества не всегда безопасны для окружающей среды и людей. Поэтому на химических предприятиях обеспечение экологической безопасности является одной из важнейших задач. Все используемые аппараты герметичны и не допускают попадания веществ во внешнюю среду. Выхлопные газы и сточные воды проходят многоступенчатую очистку. По возможности создаются безотходные технологии и замкнутые производственные циклы.