01/03/2017

Каково это быть химиком-инженером? Часть 2

Окончание статьи. Первая часть
Если материал оказался для вас полезным - поддержите проект и поделитесь записью!
Что такое химическая технология? Можно было бы подумать, что я знаю это спустя 8 лет…
Написано Саиидом Дороудиани (Saeed Doroudiani) доктором наук по химической технологии (PhDIn the Chemical Engineering) и Стивеном Мерзом (Steven Merz) кандидатом наук по химической технологии (PhD Candidate Chemical Engineering).

Перевод: Анастасия Салищева
Редактура: Дмитрий Решетников

11. Новые материалы

Еще один коллега инженера Х просветил его о новых материалах. Х познакомился с новыми мембранами, которые могут фильтровать лучше, и усовершенствованными материалами, которые повышают адсорбционную эффективность. Полимеры нашли свое место в словаре Х, и теперь он учится использовать их различные свойства в своих интересах. Биомиметики (искусственные наноматериалы, имитирующие свойства биоматериалов или созданные на основе принципов, реализованных в живой природе) также набирают популярность путем адаптации систем, существующих в природе, и Х активно изучает последние исследования о них (схематические изображения материалов и их применение, приведены на рисунке ниже):
адаптация систем

12. Нанотехнологии

Х также осведомлен о преимуществах промышленного использования очень маленьких частиц. Актуальные области исследований на сегодняшний день — это наноэмульсии и наночастицы катализаторов. Данные частицы обладают способностью действовать и как подложка, и как носитель для других химических веществ, а также в качестве диспергирующих агентов. Х часто моделирует эти системах, используя разнообразные типы наносистем, некоторые из них представлены ниже:
наносистемы

13. Масштабирование

Прежде чем инвестировать в строительство производства или завода, Х размышляет о создании прототипа (уменьшенной копии) чтобы провести его анализ. Он уменьшает размерность, сохраняя определенные безразмерные группы (критерии подобия) в различных масштабах — выбор числа безразмерных критериев многообразен для различного оборудования и является важным решением. Вот некоторые основные безразмерные величины (критерии), которые Х очень часто использует:
безразмерные величины

14. Микрофлюидика (поведение жидкостей в микромасштабе)

Взяв пример с некоторых своих друзей-химиков, Х теперь обдумывает использование микрофлюидных реакторов. Использование небольших трубок контролируемым образом может быть выгодно во многих отношениях, особенно с целью тестирования. Динамика в таких системах может очень сильно отличаться от тай, которая наблюдается в больших масштабах, поэтому Х активно изучает явления, наблюдаемые в микроканалах на пластинах, представленных на картинке:
явления в микроканалах

15. Пуск и выход на режим

Одним из самых важных и напряженных периодов для Х является день пускаустановки. Большая часть моделирования процессов выполнена для стационарных ситуаций, когда вещи находятся в стабильном (устойчивом) состоянии и Х должен полагаться на корреляции и упрощения при моделировании для анализа событий, происходящих во время пуска. Он должен убедиться, что корректно подано сырье, правильно функционирует оборудование, датчики работают и система управления правильно функционирует. Во время пусков Х неустанно следит за всеми показаниями на мониторах и предпринимает соответствующие действия, часто вручную, чтобы обеспечить плавный переход процесса в устойчивый режим.

16. Упаковка и доставка

Наконец-то требуемый продукт Р производится (Ура! а ведь это уже 16 пункт, но не последний), Продукт должен быть преобразован в соответствующую форму и доставлен. Может быть, он должен выпускаться в форме таблетки, а может бытьупакован в виде порошка, а возможно это должен быть сжатый газ. Х принимает решения, которые обеспечат надлежащие требования (к товарному виду продукта), обработку и доставку продукта. Он также выражает свои чувства по поводупривлекательности продукта и его фокус-группы для дизайнеров и промоутеров, а эта картина является одним из его ценных экспонатов.

17. Эксплуатация и предупреждение неисправностей (troubleshooting)

Через год после запуска производства, качество продукта Р ухудшилось (деградировало). Х обеспокоен тем, что одна из единиц оборудования работает со сбоями и он выполняет некоторые анализы (тесты обнаружения) — от полученных партий продукта в это время придется отказаться. Он не хочет останавливать завод на ремонт (shut down), поэтому вносит некоторые изменения в существующих условиях (технологический процесс) для повышения производительности. В то же время, Х пытается выявить и изолировать неисправность, чтобы принять необходимые меры по ликвидации последствий с помощью дерева отказов, дерева событий и других инструментов.

18. Модернизация

После того, как закончился источник сырья А, был найден новый. Но Х считает, что качество и природа этого нового сырья отличаются от предыдущего. К сожалению, изменение и настройка всех операций слишком дороги, так что Х должен адаптироваться к новым условиям настолько хорошо, насколько это можно. Возможно, это потребует изменения условий эксплуатации, или даже установки дополнительного оборудования, а Х должен принять соответствующее решение. Еще год спустя, правительство выпускает требование об увеличении минимальной концентрации вещества Р в продукте. Чтобы соответствовать всем нормам без чрезмерного повышения цен необходимы дополнительные изменения и модернизация производства. Для иллюстрации своей точки зрения, Х часто показывает эту картинку, чтобы продемонстрировать различные сорта сырой нефти и образовавшуюся разницу в их свойствах:
сорта сырой нефти

19. Консервация (демонтаж)

Итак, прошло много лет, а процесс и система в этом месте стали слишком старыми. Производственная система должна быть демонтирована (или законсервирована), и уже состарившийся Х отвечает за это. Он решает, какие компоненты производственной системы могут быть повторно использованы, какие могут быть модернизированы и адаптированы, а какие отошлют на металлолом. Он набрасывает план демонтажа и убеждается, что все материалы найдут себе применение. Смотря на некоторые гигантские заводы, которые Х устанавливал и запускал, можно себе представить размер и масштаб процесса демонтажа…
консервация (демонтаж)

20. Отчетность и документация

В течение всего этого времени Х разрабатывает и поддерживает в актуальном состоянии обширный и исчерпывающий перечнь документов для внутреннего и внешнего пользования. Периодические доклады и обсуждения позволяют оптимизировать и повышать эффективность технологических процессов, ведь эта реальная работа инженера-технолога.
Мораль истории: Химическая технология многогранна. Она включает в себя элементы из многих дисциплин. Инженер химик-технолог может создавать или тестировать катализаторы; проектировать новое и более эффективное промышленное оборудование; совершенствовать стратегии управления; разрабатывать новые виды топлив и источников энергии; проводить инжиниринг биологических систем, создавать новые материалы, применять мезо- и нано-технологии, повышать качество упаковки и транспортировки продукции и многое-многое другое… Инженер химик-технолог также активно изучает фундаментальные вопросы гидродинамики жидкости и твердых потоков, моделирование химических реакций, пуска и остановки завода на ремонт (shutdown), теории полимеров, анализ биосистем, а также многие другие отрасли, все из которых имеют многочисленные нераскрытые тайны.
Надеемся, что Вы нашли эту статью интересной и увлекательной!
Если материал оказался для вас полезным - поддержите проект и поделитесь записью!
Другие материалы:
Два раза в неделю мы публикуем интересные новости о реальном секторе экономике и отвечаем на вопросы, возникающие у производственников. Подпишитесь и первым узнавайте об обновлениях:
Еще новости
Made on
Tilda