Основные тенденции развития современной химической промышленности

К важнейшим направлениям фундаментальных и прикладных исследований относятся:

1. Новые конструкционные и функциональные органические и органические материалы (полимерные, композиционные, кристаллические и металлические), эластомеры, искусственные и синтетические волокна, а также способы их защиты от коррозии и износа.

2. Химическая безопасность и охрана окружающей среды. США 1994г. 80Млрд дол., 1,6% ВНП; СССР 1990г. 6,4 млрд. дол. 1,9%ВНП

3. Тонкий органический, неорганический, элементоорганический синтез с целью создания новых веществ и материалов.

4. Новые высокоэффективные ХТП, включая каталитические, мембранные, металлургические, электрохимические, а также процессы, связанные с применением высоких энергий и физических методов ускорения химических реакций (плазменные, радиационные).

5. Новые процессы углубленной и комплексной химической переработки минерального сырья, нефти, газа и твердых горючих ископаемых.

6. Химическая энергетика и создание новых химических источников тока и систем преобразования энергии.

7. Новые методы инструментального химического анализа, химический мониторинг и диагностика химических процессов, свойств материалов и изделий.

8. Химическая информатика.

Основной чертой новой технологической идеологии является научный системный подход, рассматривающий в единстве физико-химический, физико-математический, инженерно-технический, экономический, экологический и социальный аспекты организации химического производства. Такое понимание должно быть нацелено на создание малостадийных, высокопроизводительных и экономичных, непрерывных и безотходных, гибких (легко перестраиваемых) по сырью и целевым продуктам производств. Создание таких производств неразрывно связано с изменением подходов и аппаратурному оформлению технологических схем, разработке новейших принципов разделения сред, интенсификации тепло- и массообмена, а также широкому выделению методов математического моделирования и оптимизации как реакторной части технологической схемы, так и всей схемы в целом.

Соблюдение таких технологических принципов дает возможность создать ХТП, работающее оптимально с технической и экономической точки зрения. Этому способствует широкое внедрение методов математического моделирования как реакторной части, так и всей технологической части схемы в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выше были даны основы химической технологии как науки и как способа производства. Многообразие химических превра­щений и многостадийность протекающих процессов обусловли­вают большое разнообразие технологических и конструктивных решений в различных производствах. Тем не менее можно вы­делить основные направления в химической технологии, кото­рые в настоящее время являются перспективными для ее даль­нейшего развития.

В области химической технологии как науки: развитие методов математического моделирования на основе глубокого изучения химических и физических основ проте­кающих процессов, их распространение на новые объекты хи­мической технологии. К ним относятся превращения в много­компонентных многофазных системах с переменными свой­ствами, быстропротекающие и высокоинтенсивные процессы, процессы биотехнологии и др. Неменьшее значение здесь имеет применение специального математического аппарата - такого, как теория перколяции, теория катастроф, фрактальный анализ и др.;

системный анализ ХТС, распространяемый на перестраи­ваемые химико-технологические системы, их надежность, дина­мику сложных ХТС. Значительное внимание уделяется технике синтеза и анализа ХТС - создание интеллектуальных систем автоматизированного проектирования (САПР), экспертных си­стем;

развитие экспериментальных методов получения исходной прецизионной информации о явлениях в химико-техно­логическом процессе - создание автоматизированных систем научных исследований (АСНИ) для физико-химических изысканий, изучения кинетики превращений, неравновесных и нестационарных явлений, механики потоков;

изучение динамики химико-технологического процесса на всех уровнях его проявления - молекулярные взаимодействия,

макрокинетика, процессы в аппаратах и их совокупности. Сюда же можно отнести и управление химико-технологическим про­цессом, которое есть не только его регулирование, но и его ор­ганизация, диагностика состояния, прогнозирование возможных ситуаций, создание эффективного режима;

развитие теории высокоинтенсивных процессов - в высоко­скоростных и турбулентных потоках, в высоко- и низкотемпера­турной плазме, в подвижных многофазных системах;

развитие теории гибких производственных систем, имеющих перестраиваемую структуру, включающих многофункциональ­ные элементы, обеспечивающие многоассортиментность выпус­каемой продукции, и обладающих устойчивостью в различных реальных ситуациях.

Химическая технология как способ производства имеет следующие тенденции развития, прослеживаемые в рабо­те многих передовых предприятий и производственных фирм:

поиск новых видов сырья для производства существующих продуктов, в том числе вовлечение в переработку отходов про­изводств как вторичного сырья;

нахождение новых способов производства существующих продуктов (новые катализаторы, альтернативные технологии -биотехнология и др.);

переработка отходов производства (сопутствующих продук­тов) в полезные продукты и изделия;

поиск новых путей переработки сырья, обеспечивающих полное использование сырьевых ресурсов, например комплекс­ная переработка сырья;

сокращение потребления топливно-энергетических ресурсов и использование альтернативных источников энергии (солнеч­ной и др.);

вовлечение принципиально новых технологий (генная инже­нерия) и методов их разработки (экспертные системы);

использование новых конструкционных материалов (для ра­боты при высоких температурах, давлениях и в агрессивных средах, специальных полимерных материалов);

обеспечение безопасности химических производств (защита окружающей среды, безотходные и малоотходные производства, безаварийность эксплуатации).

Химическая технология способствует также решению следующих важных задач:

создание новых материалов (синтетические полимерные ма­териалы, пищевые продукты, биологически активные препара­ты);

обеспечение жизнедеятельности человека (производство ма­териалов для сельского хозяйства, продуктов питания, расшире­ние энергетических и материальных ресурсов из растительного сырья);

использование методов химической технологии в нехимиче­ских отраслях промышленности. Сюда можно отнести создание химических аккумуляторов тепла, производство материалов для электроники, продовольственных товаров, разработку специаль­ных материалов для медицины и материалов, используемых при освоении космоса, и т. д. В настоящее время потребность нехи­мических отраслей промышленности в методах химической тех­нологии значительно возрастает.

Указанные перспективные направления развития химической технологии очерчены схематично и могут, конечно, со временем меняться, но из сказанного видно, как важна эта наука и как глубоко она проникла во все области созидательной деятель­ности современного человека.

ЛИТЕРАТУРА

Основная литература Обеспеченность 100%

1. Основы химической технологии: Учеб. 4-е изд. перераб. и доп. / Под ред. И.П. Мухленова. М.: Высшая школа, 1991.-463с.

1. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгарген М.Г. Общая химическая технология:

Учеб. 2-е изд. испр. и доп. М.: Высшая школа, 1990.-520с.

1. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтяной технологии: Учеб. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Химия 1987.-497с.

4. Соколов Р.С. Химическая технология в 2-х т., М.: «Гуманит. Изд. центр Владос». 2003. Т.1- 368с., Т. 2- 448с.

5. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты в химической технологии: Учеб. для вузов. Изд. 2-е. В 2-х кн. М.: Химия, 1995.

Дополнительная:

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ Обеспеченность

1. Сафонов М.С Критерии термодинамического совершенства

технологических систем. М.:МГУ, химфак, 1998.-73с. Чит.зал

1. Сафонов М.С. Дифференциальные уравнения сохранения массы,

импульса и энергии. М.:МГУ, химфак, 2001.-65с. Чит.зал

3. Пожарский С.Б., Сафонов М.С. Уравнения баланса вещества и энергии в анализе процессов в химических реакторах. М.: МГУ, химфак, 1999.- 49с. Чит.зал

4. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технологи: 3-е изд. перераб. - М.: ИКЦ «Академкнига».2007.- 528 с. Чит. зал

5. Корс Л.Г., Болтнев Ю.Ф., Корс Н.В. Применение методов математического моделирования в химии и химической технологии.- Учебно- практич. пособие. Изд-во РГУ им. И.Канта, Калининград, 2006.- 134с. 100%

6. Корс Л.Г., Корс Н.В. Некоторые производственные задачи в химии и

химической технологии.- Учебно-практич. пособие. Изд-во РГУ им. И.Канта,

Калининград.-2009.-66 с. 100%

.