Химическая технология

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Хими́ческая технология — наука о наиболее экономичных и экологически
 обоснованных методах химической переработки сырых природных материалов
  в предметы потребления и средства производства. Процессы химической технологии включают химическую переработку
 сырья, основанную на сложных по своей природе химических и физикохимических явлениях. 


Неорганическая химическая технология включает переработку минерального сырья (кроме металлических руд), получение кислот, щелочей, минеральных удобрений. Органическая химическая технология – переработку нефти, угля, природного газа и других горючих ископаемых, получение синтетических полимеров, красителей, лекарственных средств и других веществ.

История[править | править вики-текст]

История химической технологии неотделима от истории развития химической промышленности. Вначале химическая технология, возникшая с появлением
 первых химических промыслов, была чисто описательным разделом приклад
ной химии. 

Возникновение в Европе мануфактур и промыслов по получению основных
 химических продуктов следует отнести к XV в, когда стали появляться мелкие специализированные производства кислот, щелочей и солей, различных фармацевтических препаратов и некоторых органических веществ. В России собственно химическими производствами, получившими развитие в конце XVI — начале XVII в., было изготовление красок, селитры, порохов, а также получение
 соды и серной кислоты. Во второй половине XVIII в началось выделение технологии в специальную
 отрасль знаний, закладывались основы химической технологии как науки и
 учебной дисциплины. Впервые в этом понимании термин «технология» был употреблен в 1772 г. профессором Гёттингенского университета И. Бекманом, который издал и первые комплексные труды, освещающие технику многих химических производств и явившиеся одновременно первым учебником по химической технологии. В 1795 г. в Германии появился двухтомный курс И. Ф. Гмелнна «Руководство по технической химии» изданный в 1803 г. в русском переводе
 В. М. Севергина под названием «Химические основания ремесел и заводов».

Химическая технология в конце XVIII в. стала обязательной учебной дисциплиной в университетах, в высших технических учебных заведениях стран
 Европы, в училищах коммерческого и технического профиля в России. В 1803 г. в Российской Академии наук была учреждена кафедра химической
 технологии. С 1804 г. в Санкт-Петербурге стал издаваться «Технологический
 журнал, или собрание сочинений, относящихся до технологии». В эти же годы
 начинается и преподавание химической технологии в высших учебных заведениях России. Профессор Московского университета И. А Двигубский, издавший в 1807—
 1808 гг. первый русский учебник по химической технологии «Начальные основания технологии, или краткое показание работ на заводах и фабриках производимых», пишет в предисловии к этой книге: «В наше время во всех почти
 хорошо учрежденных училищах преподают технологию, или науку о ремеслах,
 заводах и фабриках, чтобы посвятившие себя наукам, обозрев вместе и весь
 круг технологии, могли теоретическими своими знаниями способствовать распространению и усовершенствованию ремесел, заводов и фабрик, необходимых
 к умножению общественного достояния». В 1828 г. профессором Ф. А. Денисовым был издан учебник «Пространное руко
водство к общей технологии, или к познанию всех работ, средств, орудий и машин, употребляемых в разных технических искусствах». Этот учебник явился
 прообразом современных курсов общей химической технологии, а также про
цессов и аппаратов химической технологии. В нем сделана попытка не просто
 описать существующие химические производства, но и выделить типовые процессы технологии. Крупный вклад в развитие химической технологии как самостоятельной научной дисциплины внёс профессор П. А. Ильенков, издавший в 1851 г. «Курс химической технологии» — своего рода энциклопедию всех существовавших к тому
 времени крупных химических производств. Появление в XIX в. в странах Западной Европы и в России большого числа
 учебников, руководств и научных исследований по химической технологии способствовало быстрому росту химического производства и вместе с тем развитию
 научных основ химической технологии. Можно назвать лишь некоторые крупные события в истории развития химической промышленности:

В 1748 г. в Бирмингеме (Англия) был построен первый небольшой завод
 по производству серной кислоты в свинцовых кауерах (начало камерного способа).

В 1805—1810 гг. камерное производство серной кислоты получило широкое развитие в Англии и во Франции.

В 1804 г. начал работать первый сернокислотный завод в России, в 1820 г. — в Германии.

В 1787—1789 гг. Н. Леблан разработал первый промышленный способ
 получения соды. В связи с большим спросом на соду со стороны стекольного
 производства, производства едкого натра и других отраслей промышленности
 способ Леблана получил очень широкое распространение (первый большой содовый завод по способу Леблана построен в Англии в 1823 г.).

В 1861 г. был разработан аммиачный метод получения соды (метод Сольве).  

Во второй половине XIX в. широко развиваются исследования в области
 катализа, позволившие осуществить в промышленном масштабе многие химические процессы. Так, в 70-х годах XIX в. был разработан контактный метод получения серной кислоты, а в 1886 г. организовано ее промышленное производство по этому методу. Внедрение гетерогенного катализа в органический синтез знаменовало начало нового периода в истории органической химии. В первые десятилетия XX в.
 широкое развитие получили синтезы на основе углеводородов и оксида углерода.
 Работы в области гетерогенного катализа дали возможность осуществить С. В. Лебедеву промышленный синтез каучука.  

Большое значение для решения актуальных задач химической технологии имели теоретические и экспериментальные исследования в области химической термодинамики. Большинство из них имело четкую технологическую направленность. Среди этих работ необходимо отметить труды Ле Шателье, Нернста и
 Габера, посвященные синтезу аммиака из азота и водорода. Создание в 1912 г
. промышленной установки синтеза аммиака под давлением знаменовало собой революцию в развитии химической промышленности, положило начало промышленным химическим процессам с применением высокого давления. В середине XIX столетия после широкого развития работ Ю. Либиха в области агрохимии появилась новая отрасль химической промышленности — производство минеральных удобрений, без разумного применения которых в наше
 время невозможно было бы решать задачи обеспечения населения Земли продовольствием. Технологическим приложением теоретических работ в обласги цепных реак
ций в 30—50-е годы XX в. (Н. Н. Семенов и др.) явилась детальная разработка
 процессов синтеза полиэтилена высокого давления, полистирола, поливинилхлорида и др. Производство пластических масс, синтетических смол и искусственных волокон открыло новую эру в получении материалов с заданными свойствами.   

В создание отечественной химической промышленности и развитие технологических наук внесли вклад многие русские и советские ученые и инженеры
. Трудно переоценить роль ряда крупнейших ученых дореволюционной России
 прежде всего М. В. Ломоносова (1711—1765) и Д. И. Менделеева (1834—1907),
 а также Н. Н. Зинина (1812—1880), А. М. Бутлерова (1828—1886), А. К. Крупского (1845—1911), В. В. Марковникова (1838—1904), И. И. Андреева (1880
—1919) и многих других. Октябрьская революция открыла практически неограниченные возможности
 для развития химической наукн и технологии. Уже в конце 1917 г. был организован химический отдел при ВСНХ (Высшем Совете Народного Хозяйства), руководителем которого был назначен талантливый инженер-химик Л. Я. Карпов (1879—1920). В 1920—1932 гг. в СССР было построено несколько крупных предприятий по производству аммиака, азотных, калийных и фосфорных удобрении,
 химических волокон и т.д. В 1920 г. был создан Московский технологический институт (МТИ)
 им. Д. И Менделеева, состоявший из химического и механического отделений.
 Механическое отделение готовило механиков для химической промышленности
 и, что особенно важно, для заводов химического машиностроения. В 1930 г. в
 СССР была проведена реорганизация высшего технического образования, в результате которой в Москве и Ленинграде образовались на базе химических и
 технологических факультетов ряда высших учебных заведений единые химикотехнологические институты. В 1931 г. они были расформированы. При этом на
 базе Единого Московского химико-технологического института возникли МХТИ
 им. Д. И. Менделеева, Московский институт химического машиностроения
 (МИХМ), Московский институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова (МИТХТ), Военная химическая академия и химический факультет
 Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Существенный вклад в развитие химической технологии, создание химической промышленности и химического машиностроения, подготовку кадров для этих отраслей внесли видные ученые такие, как И А. Каблуков, Н. Д. Зелинский. Н. Н. Ворожцов, С. И. Вольфкович, И. А. Тищенко, Н. Ф. Юшкевич, А. Г. Касаткин, А. Н. Плановский, П. М. Лукьянов, Н. М. Жаворонков,
 Г. К. Боресков, М. М. Дубинин, Н. М. Эмануэль, В. А. Легасов, В В. Кафаров,
 П. Г. Романков и многие другие. 


Основные процессы[править | править вики-текст]

Все процессы химической технологии разделяют в зависимости от общих кинетических закономерностей протекания процесса на пять основных групп:

  • гидромеханические;
  • тепловые;
  • массобменные (или диффузионные) процессы;
  • химические процессы;
  • механические процессы.

По организационно-технической структуре процессы делятся на периодические и непрерывные.

Химические процессы подразделяется на технологию неорганических веществ (производство кислот, щелочей, соды, силикатных материалов, минеральных удобрений, солей и т. д.) и технологию органических веществ (синтетический каучук, пластмассы, красители, спирты, органические кислоты и др.)

Химические производства[править | править вики-текст]

Химизация[править | править вики-текст]

Сырьевые ресурсы[править | править вики-текст]

Топливно-энергетическая база[править | править вики-текст]

Охрана природы и безопасность химических производств[править | править вики-текст]

Проектирование, управление и контроль химико-технологических систем (ХТС) и производств.[править | править вики-текст]

Тенденции развития химической технологии[править | править вики-текст]

Основные направления развития процессов химической технологии:

- повышение одновременно эффективности и экологичности производства;

- развитие биохимической и ферментативной технологий;

- связанное с предыдущим пунктом развитие технологий с неньютоновскими жидкостями и жесткими ограничениями на температурные режимы;

- широкое применение методов математического моделирования при проектировании химических производств.

Литература[править | править вики-текст]

  • Химическая энциклопедия. НИ «Большая российская энциклопедия», М., 1998
  • Кузнецов В.И., Зайцева З.А. Химия и химическая технология. Эволюция взаимосвязей. М.: Наука, 1984. - 295с.
  • Кутепов А. М., Бондарева Т. И., Беренгартен М. Г. Общая химическая технология. - М.: Высшая школа, 1990. - 520с.
  • Основы химической технологии. Под ред. И. П. Мухленова. - М.: Высшая школа, 1991. - 463с.
  • Позин М. Е., Зинюк Р. Ю. Физико-химические основы неорганической технологии. - Спб: Химия, 1993.
  • Рахмилевич 3.3.,Радзин И. М., Фарамазов С. А. Справочник механика химических и нефтехимических производств, М.: Химия, 1985. - 592с.
  • Справочник азотчика. под редакцией Мельникова Е.Я. 2-е изд., М.: Химия, 1987. - 464с.
  • Справочник инженера-химика. Пер. с англ., 6-е изд., под ред. Р. Перри, кн. 1-4, M., 1991.
  • Справочник нефтепереработчика. Под ред. Г.А. Ластовкина, Е.Д. Радченко и М.Г. Pyдина. Л.: Химия, 1986. - 648с.
  • Справочник нефтехимика. Т. 1 — 2, Л., 1978.

Примечания[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]