1.6. Иерархическое строение химического производства
Химическое производство - сложная система, где происходят химические реакции, перенос теплоты, вещества и импульса движения как на молекулярном уровне, так и в масштабе аппаратов и технологических схем. Процессы, которые происходят, имеют разный масштаб, разное место проведения, разную интенсивность. Иерархическое строение процессов химического производство приведено на рис. 1.4.
Нижний уровень этой структуры образовывают отдельные элементарные процессы, явления. Процессы могут быть механическими, физическими, химическими. Механические процессы - это перемешивание веществ, изменение формы, размеров; физические - изменение физических параметров среды, фазового состава, агрегатного состояния. Химический процесс состоит в проведении химического взаимодействия между веществами.
Следующим структурным уровнем процессов химических производств есть аппарат, в котором происходит совокупность элементарных процессов. Аппаратами, например,может быть: абсорбер, ректификационная колонна, теплообменник, насос, фильтр, реактор, контактный аппарат и т.п..
Совокупность аппаратов, которые осуществляют определенный комплекс операций, называют агрегатом - это третий уровень. Примером агрегата может быть реактор с теплообменником и смесителем, печь обжига с котлом-утилизатором, контактный аппарат с вмонтированными теплообменниками и т.п..
В совокупности аппаратов и агрегатов происходит химико-технологический процесс (ХТП) с получением определенного продукта: конечного (целевого), промежуточного, полупродукта и т.п. - это четвертый уровень. Так, производство слабой азотной кислоты можно считать химико-технологическим процессом в производстве концентрированной НNO3. В производстве аммиака можно выделить хотя бы два химико-технологических процесса - получение азотоводородной смеси как промежуточного продукта и синтез аммиака.
Совокупность химико-технологических процессов образует химическое производство (ХП), в котором получают конечный продукт - это пятый уровень.
Шестой уровень - это химический комбинат, завод или производственное объединение, которое является совокупностью химических, а иногда и других производств, и образует структурную экономическую единицу промышленности народного хозяйства.26
Рис. ї. 4. Иерархическое строение химического производства ЭП - элементарный процесс; Ап - аппарат; Аг - агрегат; ХТП - химико-технологический процесс; ХВ - химическое производство
1.7. Классификация химических производств
Химических веществ, которые используются в народном хозяйстве очень много и количество их беспрерывно возрастает, поскольку ежедневно открывают и синтезируют все новые вещества. Сейчас известно свыше 3 млн. веществ: около 300 тыс. неорганических и свыше 2,5 млн. органических, каждый из которых отличается от других своими свойствами. Большинство из этих веществ получают вследствие химической переработки сырья, поэтому количество химических производств очень большое. Отсюда можно сделать вывод, детальная классификация химических производств довольно сложноя и разнообразная.
Однако, используя обобщенные принципы классификации химические производства можно разделить: по продуктовыми признаками; по схожести свойств физико-химической системы и методов переработки, на которых основывается производство; по организационной структуре управления химическими отраслями промышленности и т.п..
Прежде всего химические производства можно классифицировать по тем товарным продуктам, которые это предприятие выпускает, т.е. по продуктовым признакам. Например, различают производства удобрений, силикатов, пластических масс, каучука и т.п..
Получение некоторых химических продуктов очень похоже по условиям протекания процесса или методам. Так, синтезы аммиака - неорганического продукта, и метилового спирта - органического продукта, происходят по подобным экзотермическим реакциям с уменьшением газового объема
Поэтому и условия синтеза этих веществ очень похожие. Процессы происходят под давлением, в присутствии катализаторов, при повышенной, оптимальной для этого катализатора, температуре. Такие производства, как правило, организовывают в составе одного производственного комбината, объединения или акционерного общества
Химические производства классифицируют также по принципу организационной структуры управления, т.е. по их принадлежности к тому или другого органа управления в государстве. Например, различают предприятия Министерства химической промышленности, Комитета или Министерства промышленной политики, Министерства нефтехимической или фармацевтической промышленности и т.п..
28