Kémiai technológia

A kémiai technológia a leggazdaságosabb és környezetkímélőbb módszerek tudománya a természetes nyersanyagok árucikké és termelési eszközökké történő kémiai feldolgozására. A kémiai technológiai folyamatok közé tartozik az összetett természetű kémiai és fizikai-kémiai jelenségeken alapuló nyersanyagok kémiai feldolgozása. 

A szervetlen kémiai technológia magában foglalja az ásványi nyersanyagok feldolgozását (kivéve a fémérceket), savak, lúgok, ásványi műtrágyák előállítását. Szerves vegyi technológia - olaj, szén, földgáz és egyéb fosszilis tüzelőanyagok feldolgozása, szintetikus polimerek, színezékek, gyógyszerek és egyéb anyagok előállítása.

Történelem

A kémiai technológia története elválaszthatatlan a vegyipar fejlődésének történetétől. Kezdetben a kémiai technológia, amely az első vegyipar megjelenésével jelent meg, az alkalmazott kémia tisztán leíró ága volt. 

A vegyi alaptermékeket előállító manufaktúrák és kézműves ipar Európában a 15. századhoz köthető, amikor is megjelentek a savak, lúgok és sók, különféle gyógyszerek és egyes szerves anyagok kis specializált gyártása. Oroszországban a 16. század végén és a 17. század elején kialakult tulajdonképpeni vegyipar a festékek, a salétrom, a puskapor, valamint a szóda és a kénsav gyártása volt. A 18. század második felében megkezdődött a technika külön tudományággá válása, lerakták a kémiai technológia, mint tudomány és akadémiai diszciplína alapjait. Ebben az értelemben először 1772-ben használta a „technológia” kifejezést a Göttingeni Egyetem professzora, I. Beckmann, aki az első átfogó, számos vegyipar technikáját felölelő munkákat is publikált, és egyúttal az első kémiai technológiai tankönyv. 1795-ben Németországban megjelent I. F. Gmelin kétkötetes kurzusa „Útmutató a műszaki kémiához”, amelyet 1803-ban orosz fordításban V. M. Severgin adott ki „Kézműves és gyárak kémiai alapjai” címmel.

Vegyi technológia a 18. század végén. kötelező tudományággá vált az egyetemeken, a felsőfokú műszaki oktatási intézményekben Európában, a kereskedelmi és műszaki iskolákban Oroszországban. 1803-ban az Orosz Tudományos Akadémián megalakult a Kémiai Technológiai Tanszék. 1804-től kezdték kiadni Szentpéterváron a "Technológiai folyóiratot, avagy a technikával kapcsolatos összegyűjtött munkákat". Ugyanebben az évben megkezdődött a kémiai technológia oktatása Oroszország felsőoktatási intézményeiben. A Moszkvai Egyetem professzora, I. A. Dvigubsky, aki 1807-1808-ban publikált. az első orosz kémiai technológiai tankönyv, „A technológia alapjai, avagy az üzemekben és gyárakban végzett munka rövid jelzése” ezt írja e könyv előszavában: „A mi korunkban szinte minden jól bevált iskola tanít technológiát. , vagy a kézművesség, gyárak és gyárak tudománya, hogy a tudományok iránt elkötelezettek a technika teljes skáláját együttesen áttekintve elméleti tudásukkal hozzájárulhassanak a szaporításhoz szükséges mesterségek, üzemek, gyárak terjesztéséhez, fejlesztéséhez. közvagyonból. 1828-ban F. A. Denisov professzor kiadott egy tankönyvet "Hosszas útmutató az általános technikához, vagy a különféle műszaki művészetekben használt összes mű, eszköz, eszköz és gép ismeretéhez". Ez a tankönyv az általános kémiai technológia modern kurzusainak prototípusa, valamint a kémiai technológia folyamatai és berendezései. Kísérletet tett nemcsak a meglévő vegyipari termelés leírására, hanem a technológia jellemző folyamatainak kiemelésére is. A kémiai technológia, mint önálló tudományos tudományág fejlődéséhez nagyban hozzájárult P. A. Ilyenkov professzor, aki 1851-ben kiadta a The Course of Chemical Technology című könyvet, amely egyfajta enciklopédiát az összes akkoriban létező nagy vegyiparról. Megjelenése a XIX Nyugat-Európa országaiban és Oroszországban számos kémiai technológiai tankönyv, kézikönyv és tudományos kutatás járult hozzá a vegyipari termelés rohamos növekedéséhez, és ezzel egyidejűleg a kémiai technológia tudományos alapjainak fejlődéséhez. Csak néhány fontosabb eseményt említhetünk a vegyipar fejlődésének történetében:

1748-ban Birminghamben (Anglia) felépült az első kis üzem ólomkamrás kénsav előállítására (a kamrás módszer kezdete).

1805-1810-ben. A kénsav kamrás előállítását Angliában és Franciaországban széles körben fejlesztették ki.

1804-ben Oroszországban, 1820-ban Németországban kezdte meg működését az első kénsavgyár.

1787-1789-ben. N. Leblanc dolgozta ki az első ipari módszert a szóda előállítására. Az üvegipar, a nátronlúg gyártás és más iparágak nagy szódaigénye miatt a Leblanc-módszer nagyon elterjedt (1823-ban épült Angliában az első Leblanc-módszer szerinti nagy szódagyár).

1861-ben kidolgozták az ammóniás módszert a szóda előállítására (a Solvay-módszer).  

A XIX. század második felében. széles körben fejlesztik a katalízis területén végzett kutatásokat, amelyek számos kémiai folyamat ipari méretekben történő végrehajtását tette lehetővé. Tehát a XIX. század 70-es éveiben. kontaktos módszert dolgoztak ki a kénsav előállítására, és 1886-ban ezzel a módszerrel szervezték meg az ipari termelését. A heterogén katalízis bevezetése a szerves szintézisbe egy új korszak kezdetét jelentette a szerves kémia történetében. A XX. század első évtizedeiben. Szénhidrogéneken és szén-monoxidon alapuló szintéziseket széles körben fejlesztettek ki. A heterogén katalízis területén végzett munka lehetővé tette S. V. Lebedev számára, hogy elvégezze a gumi ipari szintézisét.  

A kémiai termodinamika területén végzett elméleti és kísérleti vizsgálatok nagy jelentőséggel bírtak a kémiai technológia sürgető problémáinak megoldásában. Legtöbbjük világos technológiai fókuszú volt. E munkák közül meg kell jegyezni Le Chatelier, Nernst és Haber munkáit, amelyek az ammónia nitrogénből és hidrogénből történő szintézisével foglalkoznak. Teremtés 1912-ben Az ammónia nyomás alatti szintézisére szolgáló ipari üzem forradalmat jelentett a vegyipar fejlődésében, a nagynyomású ipari kémiai folyamatok kezdetét jelentette. A 19. század közepén J. Liebig agrokémia területén végzett munkásságának kiterjedt fejlesztése után a vegyipar egy új ága jelent meg - az ásványi műtrágyák gyártása, amelynek ésszerű felhasználása nélkül korunkban. lehetetlen lenne megoldani a Föld lakosságának élelmiszerrel való ellátásának problémáit. Az elméleti munka technológiai alkalmazása a láncreakciók területén a XX. század 30-50-es éveiben. (N. N. Semenov és mások) a nagynyomású polietilén, polisztirol, polivinil-klorid stb. szintézisére vonatkozó eljárások részletes kidolgozása volt. A műanyagok, műgyanták és műszálak gyártása új korszakot nyitott a kívánt tulajdonságokkal rendelkező anyagok előállításában. .   

Számos orosz és szovjet tudós és mérnök járult hozzá a hazai vegyipar létrehozásához és a technológiai tudományok fejlődéséhez. Nehéz túlbecsülni a forradalom előtti Oroszország számos prominens tudósának, elsősorban M. V. Lomonoszov (1711-1765) és D. I. Mengyelejev (1834-1907), valamint N. N. Zinin (1812-1880), A. M. Butlerov ( ) szerepét. 1828-1886), A. K. Krupsky (1845-1911), V. V. Markovnikov (1838-1904), I. I. Andreev (1880-1919) és még sokan mások. 1917 végén a Nemzetgazdasági Legfelsőbb Tanácsnál (Nemzetgazdasági Legfelsőbb Tanács) kémiai osztályt szerveztek, amelynek élén a tehetséges vegyészmérnök, L. Ya. Karpov (1879-1920) állt. 1920-1932-ben. a Szovjetunióban több nagyvállalatot építettek ammónia, nitrogén, hamuzsír és foszfor műtrágyák, vegyi rostok stb. 1920-ban megalakult a Moszkvai Technológiai Intézet (MTI). D. És Mengyelejev, amely vegyi és mechanikai osztályokból állt. A gépészeti osztályon a vegyipar és legfőképpen a vegyipari üzemek számára képeztek szerelőket. 1930-ban a Szovjetunióban újjászervezték a műszaki felsőoktatást, amelynek eredményeként Moszkvában és Leningrádban egyesített vegyi és technológiai intézetek jöttek létre számos felsőoktatási intézmény vegyi és technológiai karai alapján. 1931-ben feloszlatták őket. Ugyanakkor az Egységes Moszkvai Vegyipari Technológiai Intézet alapján az A. I. után elnevezett Moszkvai Vegyipari Technológiai Intézet. D. I. Mengyelejev, Moszkvai Vegyészmérnöki Intézet (MIHM), Moszkvai Finomkémiai Technológiai Intézet. M. V. Lomonoszov (MITHT), Katonai Vegyi Akadémia és Kémiai Kar, Moszkvai Állami Egyetem. M. V. Lomonoszov. Az olyan neves tudósok, mint I. A. Kablukov és N. D. Zelinsky jelentős mértékben hozzájárultak a kémiai technológia fejlesztéséhez, a vegyipar és a vegyészmérnökség megteremtéséhez, valamint ezen iparágak személyzetének képzéséhez. N. N. Vorozsov, Sz. I. Volfkovics, I. A. Tiscsenko, N. F. Juskevics, A. G. Kaszatkin, A. N. Planovszkij, P. M. Lukjanov, N. M. Zsavoronkov, G. K. Boreskov, M. M. Dubinin, N. M. A. Emanuel, V. Karov és sokan mások 

Alapfolyamatok

A kémiai technológia minden folyamatát öt fő csoportra osztják a folyamat általános kinetikai mintázataitól függően:

A folyamatok a szervezeti és technikai felépítés szerint periodikusra és folyamatosra oszlanak.

A kémiai folyamatok a szervetlen anyagok technológiájára ( savak , lúgok , szóda , szilikát anyagok, ásványi műtrágyák , sók stb.) és szerves anyagok technológiájára ( szintetikus gumi , műanyagok , színezékek , alkoholok , szerves savak stb .) oszlanak meg. .)

Vegyipar

Chemicalization

Nyersanyagok

Üzemanyag- és energiabázis

Környezetvédelem és vegyipari biztonság

Kémiai-technológiai rendszerek (CTS) és gyártás tervezése, irányítása és vezérlése.

A kémiai technológia fejlődésének irányzatai

A kémiai technológiai folyamatok fejlesztésének fő irányai

- a termelés hatékonyságának és környezetbarátságának növelése;

- biokémiai és enzimatikus technológiák fejlesztése;

- az előző bekezdéshez kapcsolódóan a nem newtoni folyadékokkal és a hőmérsékleti viszonyok szigorú korlátozásával kapcsolatos technológiák fejlesztése;

- a matematikai modellezési módszerek széleskörű alkalmazása a vegyipar tervezésében.

Irodalom

Jegyzetek

Lásd még

Linkek