Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ХИМИ́ЧЕСКАЯ ТЕХНОЛО́ГИЯ

  • рубрика

    Рубрика: Химия

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 34. Москва, 2017, стр. 58-59

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Д. А. Баранов

ХИМИ́ЧЕСКАЯ ТЕХНОЛО́ГИЯ, нау­ка о ра­цио­наль­ных, эко­но­ми­че­ски и эко­ло­ги­че­ски обос­но­ван­ных про­цес­сах, ме­то­дах и сред­ст­вах мас­со­вой хи­мич. пе­ре­ра­бот­ки сы­рья, по­лу­фаб­ри­ка­тов и пром. от­хо­дов в про­дук­ты по­треб­ле­ния и про­межу­точ­ные про­дук­ты, при­ме­няе­мые в разл. от­рас­лях ма­те­ри­аль­но­го про­из-ва. Ме­то­до­ло­гию Х. т. ис­поль­зу­ют не толь­ко в хи­ми­че­ской, но и во мно­гих др. отрас­лях пром-сти: неф­те­хи­ми­че­ской, ме­тал­лур­ги­че­ской, стро­ит. ма­те­риа­лов, сте­коль­ной, тек­стиль­ной, цел­лю­лоз­но-бу­маж­ной, фар­ма­цев­ти­че­ской, пи­ще­вой, энер­ге­ти­че­ской и др. Х. т., ис­поль­зуя дос­ти­же­ния ес­те­ст­вен­ных и тех­нич. на­ук, изу­ча­ет и раз­ра­ба­ты­ва­ет со­во­куп­ность фи­зич. и хи­мич. про­цес­сов, ма­шин и ап­па­ра­тов, оп­ти­маль­ные пу­ти управ­ле­ния ими при пром. хи­ми­че­ском про­из­вод­ст­ве разл. ве­ществ, про­дук­тов, ма­те­риа­лов и из­де­лий.

Ис­то­рия Х. т. не­от­де­ли­ма от ис­то­рии раз­ви­тия хи­мич. пром-сти. Вна­ча­ле Х. т., воз­ник­шая с по­яв­ле­ни­ем пер­вых хи­мич. про­мы­слов, бы­ла чис­то опи­са­тель­ным раз­де­лом при­клад­ной хи­мии. Вы­де­ле­ние Х. т. как отд. об­лас­ти зна­ний и на­уч. дис­ци­п­ли­ны на­ча­лось во 2-й пол. 18 в. Впер­вые тер­мин «тех­но­ло­гия» (от греч. τέχνη – ис­кус­ст­во или ре­мес­ло, λόγος – нау­ка) упот­ре­бил проф. Гёт­тин­ген­ско­го ун-та И. Бек­ман в 1772, и он же из­дал пер­вые тру­ды по тех­ни­ке мно­гих хи­мич. про­из­водств, явив­шие­ся, по су­ти, и пер­вы­ми учеб­ни­ка­ми по Х. т. В 1803 в Пе­терб. АН уч­ре­ж­де­на ка­фед­ра Х. т., с 1804 в С.-Пе­тер­бур­ге стал из­да­вать­ся «Тех­но­ло­ги­че­ский жур­нал, или Со­б­ра­ние со­чи­не­ний и из­вес­тий, от­но­ся­щих­ся до тех­но­ло­гии и при­ло­же­ния учи­нён­ных в нау­ках от­кры­тий к прак­ти­че­ско­му упот­реб­ле­нию». В эти же го­ды на­чи­на­ет­ся и пре­по­да­ва­ние Х. т. в выс­ших учеб­ных за­веде­ни­ях Рос­сии. В 1807–08 из­да­ёт­ся пер­вый рус. учеб­ник по Х. т. про­фес­со­ра Моск. ун-та И. А. Дви­губ­ско­го «На­чаль­ные ос­но­ва­ния тех­но­ло­гии, или Крат­кое по­ка­за­ние ра­бот, на за­во­дах и фаб­ри­ках про­из­во­ди­мых».

Совр. Х. т. раз­ви­ва­ет­ся по мно­гим науч. и учеб­ным на­прав­ле­ни­ям, к ко­торым от­но­сят­ся фи­зи­ко-хи­мич., фи­зи­ко-ма­те­ма­тич., ин­же­нер­но-тех­нич., эко­ло­гич. и эко­но­мич. от­рас­ли зна­ний. Осн. за­да­ча Х. т. – со­че­та­ние в еди­ной тех­но­ло­гич. сис­те­ме раз­но­об­раз­ных хи­мич. пре­вра­ще­ний с фи­зи­ко-хи­мич. и ме­ха­нич. про­цес­са­ми: из­мель­че­ние и сор­тиров­ка твёр­дых ма­те­риа­лов, об­ра­зо­ва­ние и раз­де­ле­ние ге­те­ро­ген­ных сис­тем, мас­со- и те­п­ло­об­мен, фа­зо­вые пре­вра­ще­ния, сжа­тие га­зов, соз­да­ние и ис­поль­зо­ва­ние для ин­тен­си­фи­ка­ции вы­со­ких и низ­ких тем­пе­ра­тур, элек­трич., маг­нит­ных и ульт­ра­зву­ко­вых по­лей и т. д. К Х. т. от­но­сят­ся так­же транс­пор­ти­ров­ка, скла­ди­ро­ва­ние и хра­не­ние сы­рья, по­лу­фаб­ри­ка­тов и го­то­вых про­дук­тов, кон­троль и ав­то­ма­ти­за­ция про­из­вод­ст­вен­ных про­цес­сов, вы­бор кон­ст­рукц. ма­те­риа­лов для пром. ап­па­ра­ту­ры, а так­же ти­пов и еди­нич­ных мощ­но­стей ап­па­ра­тов.

На­прав­ле­ния раз­ви­тия Х. т. как нау­ки мно­го­пла­но­вы. К ним мож­но от­не­сти: оп­ре­де­ле­ние тео­ре­ти­че­ски воз­мож­ных пре­де­лов дос­ти­же­ния хи­мич. пре­вра­ще­ний, ин­тен­сив­но­сти всех про­цес­сов пе­ре­но­са энер­гии, ве­ще­ст­ва, им­пуль­са и за­ря­да в за­дан­ных ус­ло­ви­ях на ос­но­ве за­ко­нов фи­зи­ки, хи­мии и фи­зич. хи­мии; ис­поль­зо­ва­ние ме­то­да ма­те­ма­тич. мо­де­ли­ро­ва­ния и осу­ще­ст­в­ле­ние вы­бо­ра ра­цио­наль­ных ре­жи­мов, це­ле­со­об­раз­но­го при­бли­же­ния к пре­дель­ным ус­ло­ви­ям на всех мас­штаб­ных уров­нях и раз­ра­бот­ку пу­ти оп­ти­маль­но­го син­те­за; опи­са­ние и объ­яс­не­ние на ос­но­ве ма­те­ма­тич. мо­де­лей мо­ле­ку­ляр­но­го уров­ня на­блю­дае­мых яв­ле­ний и за­ви­си­мо­стей на мак­ро­уров­не, изу­че­ние на мо­ле­ку­ляр­ном уров­не за­ко­нов об­ра­зо­ва­ния ве­ществ с за­дан­ной струк­ту­рой и свой­ст­ва­ми; опи­са­ние ди­на­ми­ки хи­ми­ко-тех­но­ло­гич. про­цес­са на всех мас­штаб­ных уров­нях ор­га­ни­за­ции и оп­ре­де­ле­ние зна­че­ния и мес­та са­мо­ор­га­ни­зо­ван­ных, хао­ти­че­ских и ко­опе­ра­тив­ных яв­ле­ний; осу­ще­ст­в­ле­ние мас­штаб­но­го пе­ре­хо­да от ре­зуль­та­тов ла­бо­ра­тор­ных ис­сле­до­ва­ний к пром. ус­ло­ви­ям (см. Мас­шта­би­ро­ва­ние в хи­мич. тех­но­ло­гии), пре­одо­ле­ние труд­но­стей, свя­зан­ных с от­сут­ст­ви­ем фи­зич. по­до­бия, и оп­ре­де­ле­ние ра­цио­наль­ных кон­ст­рук­ций и раз­ме­ров хи­мич. ап­па­ра­ту­ры, пре­ж­де все­го ре­ак­то­ров хи­ми­че­ских; раз­ра­бот­ка оп­ти­маль­ной тех­но­ло­гич. схе­мы и вы­бор оп­ти­маль­ных ус­ло­вий её функ­цио­ни­ро­ва­ния.

Все про­цес­сы Х. т. раз­де­ля­ют в за­ви­си­мо­сти от об­щих ки­не­тич. за­ко­но­мер­но­стей их про­те­ка­ния на 5 осн. групп: гид­ро­ме­ха­ни­че­ские (фильт­ро­ва­ние, псев­до­ожи­же­ние и др. гид­ро­ме­ха­ни­че­ские про­цес­сы); те­п­ло­вые (вы­па­ри­ва­ние, ис­па­ре­ние, кон­ден­са­ция и др.); мас­со­об­мен­ные, или диф­фу­зи­он­ные (рек­ти­фи­ка­ция, ад­сорб­ция и др. про­цес­сы мас­со­об­ме­на); хи­ми­че­ские (мно­го­чис­лен­ность этих про­цес­сов обу­слов­ле­на ши­ро­кой но­менк­ла­ту­рой ве­ществ и ма­те­риа­лов, про­из­во­ди­мых на ос­но­ве разл. ре­ак­ций хи­ми­че­ских); ме­ха­ни­че­ские (из­мель­че­ние, гро­хо­че­ние, гра­ну­ли­ро­ва­ние, до­зи­ро­ва­ние сы­пу­чих ма­те­риа­лов и др.). По ор­га­ни­за­ци­он­но-тех­нич. струк­ту­ре про­цес­сы в Х. т. клас­си­фи­ци­ру­ют на не­пре­рыв­ные и пе­рио­ди­че­ские про­цес­сы.

Х. т. – ком­плекс тех­но­ло­гий, ос­но­ван­ных на про­цес­сах не­ор­га­нич. и ор­га­нич. хи­мии. Не­ор­га­нич. Х. т. вклю­ча­ет: произ-во осн. хи­мич. ве­ществ (ки­сло­ты, щё­ло­чи, со­ли, удоб­ре­ния и др.); про­из-во осо­бо чис­тых не­ор­га­нич. про­дук­тов (ре­ак­ти­вы, ред­кие эле­мен­ты, по­лу­про­вод­ни­ки, фар­ма­цев­тич. пре­па­ра­ты и др.); элек­тро­хи­мич. про­из-ва (хлор, щё­ло­чи, ки­сло­род, во­до­род и др.); ме­тал­лур­гию (чёр­ная, цвет­ная, ме­тал­лур­гия бла­го­род­ных ме­тал­лов и др.); про­из-во си­ли­ка­тов (стек­ло, це­мент, ке­ра­ми­ка и др.); про­из-во ми­нер. кра­сок и пиг­мен­тов. В ор­га­нич. Х. т. мож­но вы­де­лить: ос­нов­ной ор­га­ни­че­ский син­тез (спир­ты, ки­сло­ты, эфи­ры, пе­ре­ра­бот­ка СО, Н2, СН4, С2Н4 и др.); про­из-во по­лу­кра­си­те­лей и кра­си­те­лей; тон­кий ор­га­ни­че­ский син­тез (фар­ма­цев­тич. пре­па­ра­ты, ки­но­фо­то­ре­ак­ти­вы и др.); про­из-во вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний (пла­стич. мас­сы, ис­кус­ст­вен­ные и син­те­тич. во­лок­на, кау­чук и др.); пе­ре­ра­бот­ку го­рю­чих ма­те­риа­лов (нефть, уголь, слан­цы и др.); про­из-во пи­ще­вых про­дук­тов (са­хар, жи­ры и др.).

Совр. Х. т. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся соз­да­ни­ем аг­ре­га­тов боль­шой еди­нич­ной мощ­но­сти, ос­вое­ни­ем про­цес­сов, в ко­то­рых ис­поль­зу­ют­ся сверх­вы­со­кие и сверх­низ­кие темп-ры и дав­ле­ния, при­ме­не­ни­ем вы­со­ко­эф­фек­тив­ных ка­та­ли­за­то­ров, раз­ви­ти­ем тон­ко­го ор­га­нич., не­ор­га­нич. и эле­мен­то­ор­га­нич. син­те­за с це­лью соз­да­ния но­вых ве­ществ и ма­те­риа­лов, по­лу­че­ни­ем ве­ществ с не­обыч­ны­ми цен­ны­ми свой­ст­ва­ми (на­но­ма­те­риа­лов, осо­бо чис­тых, сверх­твёр­дых, жа­ро­стой­ких и жа­ро­проч­ных ма­те­риа­лов и др.). Раз­ви­тие Х. т. идёт по пу­ти ком­плекс­но­го ис­поль­зо­ва­ния вы­со­ко­ка­че­ст­вен­но­го сы­рья и ра­цио­наль­ных за­трат энер­гии, соз­да­ния но­вых про­цес­сов уг­луб­лён­ной и ком­плекс­ной хи­мич. пе­ре­ра­бот­ки ми­нер. сы­рья, неф­ти, га­за и твёр­дых го­рю­чих ис­ко­пае­мых, соз­да­ния но­вых хи­мич. ис­точ­ни­ков то­ка и сис­тем пре­об­ра­зо­ва­ния энер­гии, кон­ст­руи­ро­ва­ния вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ной ап­па­ра­ту­ры из хи­ми­че­ски стой­ких ма­те­риа­лов, раз­ра­бот­ки не­пре­рыв­ных и замк­ну­тых (ма­ло­от­ход­ных) про­цес­сов, ми­ни­ми­зи­рую­щих за­гряз­не­ние воз­душ­но­го и вод­но­го бас­сей­нов вред­ны­ми пром. от­хо­да­ми, раз­ви­тия сис­тем ав­то­ма­ти­за­ции, кон­троль­но-из­ме­рит. тех­ни­ки и т. п. Пер­спек­ти­вы раз­ви­тия Х. т. свя­за­ны с раз­ви­ти­ем ис­сле­до­ва­ний в об­лас­ти хи­мич. и био­хи­мич. син­те­за, с изу­че­ни­ем при­ро­ды хи­мич. и био­ло­гич. ак­тив­но­сти, уг­луб­ле­ни­ем зна­ний в об­лас­ти ге­те­ро­ген­но­го и го­мо­ген­но­го ка­та­ли­за, а так­же мн. дру­гих.

Лит.: Мо­ск­ви­чев Ю. А. Тео­ре­ти­че­ские ос­новы хи­ми­че­ской тех­но­ло­гии. М., 2005; Ку­те­пов А. М., Бон­да­ре­ва Т. И., Бе­рен­гар­тен М. Г. Об­щая хи­ми­че­ская тех­но­ло­гия. 3-е изд. М., 2007.

Вернуться к началу