1)Структура та компоненти хімічних виробництв
Хімічне виробництво - це сукупність функціональних підсистем, пов'язаних між собою технологічними, електричними, транспортними і телекомунікаційними (для інформації та управління) лініями зв'язку для спільного функціонування і забезпечують ефективне використання матеріальних, енергетичних ресурсів при хімічному перетворенні реагентів в цільовий продукт заданої якості, високу продуктивність, управління процесами, охорону праці та навколишнього середовища. Хімічне виробництво можна представити як систему. Система - сукупність елементів і зв'язків між ними, що функціонують як єдине ціле. Елемент системи змінює властивості і стан вхідних у нього потоків. Виходять потоки передаються по зв'язках в інші елементи, в яких відбуваються їх подальші зміни. Система елементів, переробляючи вхідні та вихідні з неї потоки, функціонує взаємопов'язано. Для дослідження таких об'єктів, їх властивостей і особливостей функціонування використовується теорія систем [1, 2]. У хімічному виробництві елементи - це машини, апарати, реактори; зв'язками є трубо-, газо- і паропроводи. В елементах відбувається перетворення потоків - зміна їх стану - поділ, змішання, стиснення, нагрівання, хімічне перетворення та інше, а по зв'язках матеріальні, теплові, енергетичні потоки передаються з одного елемента в інший. Це дозволяє представляти хімічне виробництво як хіміко-технологічну систему.
структура хімічного виробниц
Об'єктом вивчення в хімічній технології є хімічне виробництво.
Хімічне виробництво – сукупність операцій, які здійснюють у відповідних апаратах і машинах, для одержання продукту із сировини доцільним способом. Склад хімічного виробництва відображений на рис. 1.
Рис. 1 - Склад хімічного виробництва
Першою групою операцій у хімічному виробництві є підготовка сировини до здійснення хімічних перетворень. Як правило, це фізичні впливи – роздрібнення, розчинення, нагрівання, концентрування, очищення від домішок і т.д.
Після підготовки сировини проводиться власно хімічне перетворення, у результаті чого утвориться суміш, хімічний склад якої відрізняється від первинної сировини. Наявність хімічного перетворення сировини є ознакою, що виробництво – хімічне.
Третя група операцій – виділення і очищення корисного продукту від домішок. Необхідність цих операція пов'язана з тим, що в хімічному перетворенні можуть утворюватися побічні продукти, від яких треба очистити продукт або відбувається неповне перетворення сировини.
Три групи операцій – підготовка сировини, хімічне перетворення, виділення продукту – основні складові частини хімічного виробництва. Вони забезпечують виконання основної задачі хімічного виробництва – одержання продукту.
Хімічне виробництво - складна система. У ній протікають хімічні реакції, перенос тепла, речовини на молекулярному рівні і у масштабі апаратів, обмін тепловими, масовими, енергетичними, механічними потоками між різноманітними апаратами і пристроями. Процеси, що протікають, мають різний масштаб, різне місце проведення, різну інтенсивність. Структура процесів хімічного виробництва ієрархічна, послідовно зростаюча за масштабами. Нижній рівень цієї ієрархії складають окремі процеси – явища впливу на речовини. Процеси можуть бути механічні, фізичні, хімічні. При механічному має місце зміна фізичних властивостей, агрегатного стану. У хімічному процесі відбувається зміна хімічного складу.
Наступним структурним рівнем процесів хімічного виробництва є хіміко-технологічний апарат – пристрій для здійснення процесу – абсорбер, ректифікаційна колона, теплообмінник, насос, фільтр, хімічний реактор і та ін. У кожнім з апаратів може здійснюватися кілька процесів.
Сукупність апаратів, в яких здійснюють визначену операцію, назвемо агрегатом – третій рівень. Наприклад, хімічний реактор разом з теплообмінником і змішувачем, які забезпечують режим роботи реактору можна класифікувати як агрегат (іноді його називають також реакційним вузлом).
Хіміко-технологічний процес (ХТП) – четвертий рівень – протікає в сукупності агрегатів і апаратів з одержанням певного продукту – кінцевого (цільового) продукту, проміжного продукту, напівпродукту та ін.
Сукупність хіміко-технологічних процесів створює хімічне виробництво (ХВ). що служить для одержання кінцевого продукту – п'ятий рівень.
Розвиток промисловості висунуло нові вимоги до усіх виробництв – основними цілями їхнього функціонування є не тільки одержання продукту, але виконання таких функцій, як комплексне використання сировини, захист навколишнього середовища, економія паливно-енергетичних ресурсів.