Химическая технология

Химическая технология – научная основа химического производства.

Современное химическое производство представляет многотоннажное, автоматизированное производство, основой которого является химическая технология (от techno – искусство, мастерство + logos – учение), т.е. дословно технология – наука о ремеслах. Технология как наука определилась в конце 18 –начале 19 веков и быстро выросла в самостоятельную, важную для народного хозяйства прикладную науку, опирающуюся на развитие неорганической, органической, коллоидной и физической химии, физики, химической термодинамики и других химических и инженерных наук.

Химическая технология – наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах химической переработки сырых природных материалов в предметы потребления и средства производства. Способ производства – это совокупность всех операций, которые проходит сырье до получения из него продукта. Способ производства слагается из последовательных операций, протекающих в соответствующих машинах и аппаратах. Совокупность операций представляет собой химико-технологическую систему (ХТС). Описание ХТС называют технологической схемой. Операция происходит в одном или нескольких аппаратах; она представляет собой сочетание различных технологических процессов. В химических аппаратах-реакторах, как правило, одновременно протекают гидравлические, тепловые, диффузионные и чисто химические процессы.

Современная химическая технология, используя достижения естественных и технических наук, изучает и разрабатывает совокупность физических и химических процессов, машин и аппаратов, оптимальные пути осуществления этих процессов и управления ими при промышленном производстве различных веществ. Выдающийся физхимик акад. Коновалов считал одной из главных задач химической технологии, отличающих ее предмет от чистой химии, установление наивыгоднейшего хода операции и проектирование ему соответствующих заводских приборов и вспомогательных устройств. Поэтому химическая технология немыслима без тесной взаимосвязи с экономикой, физикой, математикой и другими техническими науками. Химическая технология на заре своего существования была описательной наукой. Многие первые учебники по технологии служили энциклопедиями технологических процессов. Развитие науки и промышленности привело к значительному росту числа химических производств. Рост химического производства с одной стороны и развитие химических и технических наук с другой стороны позволили разработать теоретические основы химико-технологических процессов. Современное химическое производство перерабатывает гигантские объемы сырья, использует большое количество энергии различных видов, осуществляющихся при больших объемах капитальных и эксплуатационных затрат. Отсюда вытекает одно из основополагающих требований к современному производству – его экономичность. Эту особенность технологии отметил еще Менделеев, определив ее как: «Учение о выгодных приемах переработки природных продуктов в продукты потребления». Технология должна изучать выгоднейшие способы, выбрать из возможных способов наиболее приемлемый по выгодности данным условиям, времени и места, чтобы придать продукту наибольшую дешевизну при желаемых свойствах и формах. Следовательно, технология – это наука о наиболее экономичных методах и средствах переработки сырых природных веществ в продукты потребления.

Технологии делятся на механические и химические. В механических технологиях рассматриваются процессы, в которых изменяется форма или внешний вид и физические свойства материалов. Например, из древесины изготавливают мебель; из металлов всевозможные детали машин и аппаратов, а из хлопка – пряжу и ткани. При всех этих видах обработки состав и внутренне строение древесины, металла и хлопка не меняются. Изменяется только форма и внешний вид. В химической технологии рассматриваются процессы коренного изменения состава, свойств и внутреннего строения вещества. Например, из той же древесины путем нагревания без доступа воздуха можно получить древесную смолу, метиловый спирт, уксусную кислоту и другие вещества. Из природного газа получают пластмассу, каучук, резину. Эти продукты ни по своему составу и строению, ни по своим свойствам не похожи на исходные материалы.

Это деление в значительной степени условно, так как при изменении вида материала, часто меняются его состав и химические свойства. Так, например, литейное производство относится к механической технологии, но при литье металлов происходят и химические реакции.

Исторически химическую технологию условно подразделяют на технологию неорганических и органических веществ, хотя оба раздела технологии объединяются общими принципами и закономерностями. Технология неорганических веществ включает производства минеральных кислот, связанного азота, щелочей, различных солей, в том числе и минеральных удобрений, продуктов силикатной промышленности, металлургию и т.д. Технология органических веществ включает химическую переработку твердых топлив, нефти, газообразного топлива, продуктов ООС, пластмасс, красителей, химических волокон и т.п.