Bazele Ingineriei Chimice

Dezvoltarea industriei chimice moderne este o necesitate impusă de progresul economic, social şi spiritual al omenirii. Industria chimică a determinat apariţia unui nou specialist – inginerul chimist – care, la rândul său, a dezvoltat o nouă ştiinţă aplicată: ingineria chimică.

Caracteristici generale ale industriei chimice

Industria chimică este o ramură industrială care, prin procese chimice, fizice şi mecanice, transformă materiile prime în produse de valoare superioară, utilizate direct ca bunuri de consum dar mai ales ca materiale necesare dezvoltării altor ramuri ale economiei. Se apreciază că numai circa 20% din producţia valorică a industriei chimice mondiale ajunge direct la consumatorii finali sub formă de medicamente, lacuri, vopsele, detergenţi, cosmetice, articole foto şi pelicule de cinema. Cea mai mare parte din producţia industriei chimice este destinată dezvoltării altor ramuri ale economiei.

Ca urmare, industria chimică este o ramură hotărâtoare a economiei ţărilor industrializate fără de care nu este posibilă o dezvoltare armonioasă.

În acelaşi timp, industria chimică furnizează agriculturii îngrăşăminte minerale, pesticide şi biostimulatori, este prezentă în construcţii, transporturi şi unele activităţi culturale. Chimizarea este de fapt, ca şi o trăsătură a revoluţiei ştiinţifice şi tehnice contemporane.

O caracteristică principală a industriei chimice este diversitatea. Aceasta se amplifică datorită diversităţii produselor finite, a materiilor prime, a procedeelor, a utilajelor. Referindu-ne numai la produse, din cele câteva milioane de compuşi chimici cunoscuţi, peste 100.000 se fabrică în instalaţii de mare tonaj.

Uneori, pentru fabricarea unui produs, folosind aceleaşi materii prime, se folosesc mai multe procedee sau variante tehnologice.

O altă caracteristică a industriei chimice este complexitatea produselor şi utilajelor. Procesele tehnologice includ atât procese chimice cât şi procese fizice şi mecanice. Inginerul chimist tehnolog trebuie să cunoască desen tehnic, rezistenţa materialelor, protecţia anticorosivă, operaţii unitare fizice şi mecanice, ingineria proceselor chimice, teoria reactoarelor chimice, automatizări, calculatoare, economie şi psihologie industrială, protecţia muncii. La acestea se adaugă cunoştinţe din teoria sistemelor, deoarece combinatele chimice cuprind fabrici, secţii, instalaţii între care există legături complexe prin fluxuri de materiale, energie şi informaţie. Combinatele chimice sunt mari complexe energo-tehnologice integrate.

Conducerea cu ajutorul calculatorului, informatizarea operării, se aplică cu succes în tot mai multe întreprinderi chimice ca mijloc de optimizare continuă a parametrilor, reducerea preţului de cost, creşterea calităţii producţiei şi a siguranţei în funcţionare.

Industria chimică are la bază, cu precădere, procese continue prevăzute cu reglarea automată şi controlul permanent al parametrilor tehnologici prin intermediul unor tablouri centrale de comandă. Datorită mecanizării, automatizării şi cibernetizării, industria chimică se caracterizează printr-o manoperă redusă şi deci o productivitate ridicată.

În industria chimică, materiile prime şi energia au o pondere ridicată în preţul de cost. De aceea, inginerul tehnolog trebuie să fie preocupat continuu:

-de reducerea consumurilor specifice;

-valorificarea superioară şi completă a materiilor prime;

-diversificarea producţiei.

O altă caracteristică a industriei chimice este dinamismul introducerii progresului tehnic, scientizarea. Atât generarea informaţiilor ştiinţifice cât şi aplicarea lor în producţie, sunt mai rapide în acest domeniu. Astfel, dacă volumul informaţiilor ştiinţifice în ansamblu se dublează la 11-12 ani, în domeniul chimiei şi ingineriei chimice, informaţia ştiinţifică şi tehnică se dublează la 8 ani. Perfecţionarea rapidă a tehnologiilor şi utilajelor face ca instalaţiile existente să se uzeze moral înainte de apariţia uzurii fizice şi uneori chiar înainte de scoaterea produsului pe piaţă. De aceea, asimilarea unei tehnologii trebuie să fie susţinută de cercetări proprii de inginerie chimică, de formarea unor specialişti în proiectarea, construcţia şi operarea instalaţiilor, de o bază proprie de materiale de construcţie de înaltă performanţă, piese de schimb etc.

Trăsături specifice industriei chimice anorganice

Industria anorganică se mai numeşte industria chimică de bază deoarece furnizează materiale necesare pentru obţinerea altor produse chimice, pentru dezvoltarea altor industrii cât şi pentru alte ramuri ale economiei: agricultură, transporturi, comerţ.

Din punct de vedere chimic, produsele anorganice folosite la scară industrială sunt acizi, baze, săruri, oxizi, substanţe simple. Marea industrie anorganică include un număr relativ redus de produse care se fabrică însă în cantităţi uriaşe. Printre acestea menţionăm îngrăşămintele minerale şi produsele anorganice de bază: acid sulfuric, acid azotic, acid clorhidric, clor, hidroxid de sodiu, carbonat de sodiu ş.a.

Pentru creşterea producţiei, concomitent cu reducerea preţului de cost, au fost concepute instalaţii tot mai mari. Au devenit obişnuite linii de fabricaţie de peste 1500 t/zi amoniac, acid sulfuric, acid fosforic sau uree.

Gigantismul este o trăsătură specifică industriei anorganice. La aceasta se adaugă trăsăturile generale ale industriei chimice care capătă valenţe aparte în cazul industriei anorganice: complexitatea, integrarea, automatizarea şi informatizarea, dinamismul, poluarea mediului, coroziune, siguranţa şi continuitatea în funcţionare. Totodată, marea industrie anorganică are o serie de probleme din care unele nu au fost încă satisfăcător rezolvate la scară mondială.

Printre acestea cităm:

- gradul redus de valorificare al unor elemente (clor, sodiu, calciu) din materiile prime la fabricarea sodei calcinate prin procedeul amoniacal şi poluarea avansată a apelor;

- valorificarea redusă a materiilor prime (uneori de import) la fabricarea acidului fosforic, prin neutralizarea fosfoghipsului;