الكيمياء الصناعية

الكيمياء الصناعية

سنتحدث في هذا الموضوع عن :

1- مقدمة وتاريخ الكيمياء الصناعية.

2- تصنيف الصناعات الكيمياوية.

3- المفاهيم الاساسية وتتضمن (التحول).

مقدمة وتاريخ الكيمياء الصناعية :-

الصناعات الكيمياوية سابقاً يعتقد بانها تلك الصناعات التي تهتم بصورة رئيسية في انتاج انواع مختلفة من المواد الكيمياوية سواء كانت عضوية او لاعضوية ولكن ارتفاع مستوى المعيشة والتزايد السكاني الذي حدث بعد الحرب العالمية الثانية ادى الى ازدياد الطلب على المواد الكيمياوية والوقود والمواد الغذائية والالبسة وغيرها من من متطلبات الحياة الاخرى. وعلى هذا الاساس وحسب نوع المنتوجات المختلفة تم تصنيف الصناعات الكيمياوية الى ثلاثة اصناف كما سيتم ذكرها.

تصنيف الصناعات الكيمياوية :-

كما ذكرنا سابقاُ انه بسبب أزدياد الطلب على المنتوجات المختلفة تم تصنيف الصناعات الكيمياوية الى ثلاثة اصناف هي:-

1-الصناعات الكيمياوية التقليدية:-

ويغطي هذا الصنف الصناعات الكيمياوية المهتمة بصناعة الحوامض والقواعد والاملاح.

2-الصناعات الكيمياوية العضوية :-

ويهتم هذا النوع من الصناعات الكيمياوية بانتاج المواد الاولية (الوسيطة) للصناعات البتروكيمياوية مثل انتاج الفينول والكيومين والزايلينات والاوليفينات والايبوكسيدات ااضرورية لصناعة الاصماغ والراتنجات والبلاستك والبوليمرات الاخرى.

3-الصناعات الكيمياوية النهائية:-

وهي الصناعات التي تهتم بصناعة الاسمدة والعطور والصابون والمنظفات الصناعية والمنتجات المختلفة الاخرى الضرورية للحياة العصرية.

نلاحظ من التصنيف السابق الذكر للصناعات الكيمياوية انه لم يأخذ بنظر الاعتبار تداخل هذه الاصناف الثلاثة واعتماد احداها على الاخرى حيث في الوقت الحاضر من الصعب التمييز بين نوع واخر من هذه الصناعات حيث العديد من المواد الكيمياوية المضافة تعده مواد ضرورية اساسية في بعض الصناعات مثل اضافة مادة رابع اثيلات الرصاص Tetra Ethyl Lead-TEL الى كازولين وقود السيارات واستخدام حامض البنزويك كمادة حافظة لمختلف انواع المواد الغذائية وغير ذلك من التداخلات بين اصناف الصناعات الكيمياوية الثلاثة السابقة الذكر.

الصناعات الكيمياوية دخلت في انتاج أنواع مختلفة من المنتجات الضرورية للحياة العصرية مثل البوليمرات واللدائن والوقود ومانعات التاكل وغيرها وقد نمت هذه الصناعات الكيمياوية خلال العقدين الأخيرين نموا سريعاً وهذا ادى الى وجوب حدوث بعض التغيرات لتواكب العصر حيث كان سابقاً يستخدم في هذه المصانع عدد من الايادي العاملة وبعدها طورت الى استخدام وادخال الالة الالكترونية (الكومبيوتر) والمكائن والالات في عمل هذه المصانع.

ولكون ان الصناعات الكيمياوية تتكون من خطوات متعددة فلذلك اعتمدت على الكوادر التي لها خبرة في مجال العمل والتخصص الدقيق لتلك الصناعات وبمرور الوقت اصبحت لدى العاملين خبرة متراكمة وانعكس هذا على زيادة الانتاج وتحسين نوعيته.

الوحدات الصناعية التي كانت تستخدم في البداية تسمى (بنظام الوجبات) او

 (الانظمة المتقطعة Batch operation ) ومعناها الناتج يمر بعدة مراحل.

وبعدها طورت باستخدام (الانظمة المستمرة (Continuous  operation

ومعناها الناتج يبدا بالمادة الاولية وينتهي بالناتج. وهذه الانظمة أدت الى ضمان الوقت وكمية الانتاج وتحسين المواصفات وبعدها طورت باستخدام

 (الانظمة المستمرة الاوتوماتيكية) (continuous automatic-operation)

حيث أدت هذه الانظمة الى ضبط المواصفات القياسية النوعية والكمية.

نلاحظ ان الأساس العملي للتحولات الكيمياوية في الانواع المختلفة من هذه الأنظمة هو نفسه مهما اختلفت التقنية او المكننة ولكن يمكن ايجاز ما حصل الى ما ياتي:-

1- زيادة الطاقة الانتاجية والاهتمام بالانتاج كما ونوعا وتطوير المعدات وتقليل التاكل والتلوث من النواتج العرضية وامكانية الاستفادة منها.

2- لضمان الربح التحول من كثرة الايدي العاملة الى المكننة الالية.

3- زيادة الانتاج وتحسين نوعيته وضبط مواصفاته القياسية باستخدام السيطرة الالية.

4- استخدام الانظمة المستمرة بدلاً من المتقطعة.

بعض المفاهيم الاساسية :-

1-التحول: هي كمية المادة المتفاعلة الداخلة فعلاً بالتفاعل والتي تتحول الى ناتج. اي ان المقصود بنسبة التحول هي النسبة المؤية للمواد الاولية المتحولة فعلاً الى النواتج المطلوبة.

2-الغرض من معرفة نسبة التحول:

معرفة احسن طريقة للحصول على مادة متفاعلة ما لاعطاء افضل ناتج.

ولناخذ المثال التالي:

ففي هذا المثال في الطريقتين يتم التفاعل بين حامض الخليك والميثانول والناتج استر.

فلو اخذنا مول واحد من كل مادة متفاعلة بالمفروض ينتج من المعادلة العامة مول واحد لكل من الماء والاستر المتكون كما يأتي:

لكن في نهاية التفاعل وجد أنه هنالك زيادة في حامض الخليك بالطريقة الاولى مقدارها 16 gm وفي الطريقة الثانية هنالك زيادة مقدارها 24 gm?

من المعادلة رقم (1)

الكمية الكلية للحامض – الكمية الزائدة = كمية الحامض الداخلة في التفاعل

       60               -        16     = 44 gm  داخلة في التفاعل

من المعادلة رقم (2)

60     -        24          = 36 gm  داخلة في التفاعل

مثال: عند تعرض 2-بروبانول الى حرارة عالية وبوجود عامل مساعد فأنه ينتج كمية من البروبلين المقابل مقداره 0.75 mol ولكن هناك كمية متبقية من الكحول مقدارها 0.05 mol. أحسب كمية المادة الداخلة في التفاعل من الكحول اذا علمت ان نسبة التحويل هي 95% بعد ان تم تغيير تركيز العامل المساعد المستخدم؟

لا تنسوا أن تشاركونا بتعليقاتكم إذا أعجبكم الموضوع 😊