химические технологии что это такое
Общие сведения о химической технологии
Химическая технология – область химии, в которой разрабатываются технически усовершенствованные и экономически целесообразные методы переработки природного сырья и синтетических полупродуктов в предметы обихода и средства производства.
Химическая технология подразделяется на технологию производства неорганических веществ и технологию производства органических веществ. К технологии производства неорганических веществ относятся: производство кислот, щелочей, соды, солей, аммиака, минеральных удобрений, металлов, сплавов и др. Технологией производства органических веществ вырабатывают синтетические каучуки, пластмассы, красители, спирты, органические кислоты, альдегиды, кетоны и др.
Химическая технология рассматривает также средства химической переработки природных вод, руд, угля, газа, нефти, древесины и др.
Химическая технология предлагает другим отраслям народного хозяйства множество уникальных материалов – нитрид бора, искусственные алмазы, химические волокна, синтетические каучуки, электрокерамику, полупроводниковые материалы и другие, способствует развитию других отраслей народного хозяйства за счет внедрения эффективных новых способов воздействия на предметы труда (гальванотехника, биохимический синтез, обогащение руд, переработка топлив и т.д.).
В результате химической переработки ископаемого топлива (каменного угля, нефти, сланца и торфа) народное хозяйство получает такие важнейшие продукты, как кокс, моторные масла и топлива, горючие газы. Химической технологией получают азотную, серную, фосфорную кислоты, а из них производят минеральные удобрения. Минеральные удобрения используются в сельском хозяйстве.
Химические технологии имеют преимущества перед механическими способами обработки сырья и материалов:
Важные направления развития химической технологии ориентированы на использование теплоты реакций, создание безотходных технологий, использование плазмохимических процессов, лазерной техники, фотохимических и радиационно-химических реакций и др. Особое место занимает биохимическая технология. При использовании биохимических процессов решаются проблемы фиксации атмосферного азота, синтеза белков и жиров, применения диоксида углерода для органического синтеза и др.
Рациональное использование химических процессов позволяет постоянно решать важнейшую проблему жизнеобеспечения человечества путем получения высокоценных продуктов питания, совершенствование кормовой базы на промышленной основе, получение высокоэффективных лекарственных препаратов и средств борьбы с вредителями сельского хозяйства.
Специальность «Химическая технология»
Специальность «химическая технология» востребована в разных отраслях промышленности. Специалисты, овладевшие методами получения веществ с помощью химических и физико-химических процессов, работают в фармацевтических и косметических компаниях, на производствах, связанных с изготовлением продуктов нефтепереработки, полимерных, отделочных или других материалов.
Как получить специальность?
Востребованность специальности «химическая технология» на рынке труда привлекает многих абитуриентов. Как ее получить? Еще проходя обучение в старших классах школы, нужно найти ВУЗы, предлагающие освоить интересующую профессию. Узнав список дисциплин, необходимых для поступления (как правило, их 3 – русский, химия, математика), стоит уделить максимальное внимание подготовке к ЕГЭ. Для поступления в некоторые высшие учебные заведения требуется пройти дополнительные испытания.
Важно! Минимальный порог баллов по профильному предмету для подачи документов на поступление у каждого учебного заведения свой (он выше рекомендованного Рособрнадзором). Точные сведения можно увидеть на сайте приемной комиссии выбранного ВУЗа.
При высоком конкурсе средний балл по химии для поступления может превышать 80 баллов, при небольшом бывает достаточно набрать вдвое меньше.
На территории России пройти обучение можно в 92-х высших учебных заведениях. Наибольшие возможности предоставляют абитуриентам Москва и Санкт-Петербург (6 и 7 ВУЗов соответственно). Другие учебные заведения, готовые обучить этой востребованной специальности, расположены в Уфе, Рязани, Оренбурге, Воронеже, Екатеринбурге, Перми, Омске, Курске, Твери, других городах РФ.
Химический институт им. А.М.Бутлерова
Успешно окончив бакалавриат, можно продолжить обучение в магистратуре, где более подробно изучаются профессиональные дисциплины, а также отводится время на научно-исследовательскую работу.
Основные характеристики специальности
В первую очередь эта профессия предполагает умственный, а не физический труд. Химик-технолог должен обладать хорошей памятью, усидчивостью, терпением, умением концентрировать внимание на решении задач – в процессе работы ему приходится обрабатывать/анализировать большой объем информации. Основные обязанности:
Из-за необходимости работы с химикатами специалист такого профиля должен иметь тонкое обоняние, хорошее зрение, быструю реакцию.
Преимущества и недостатки профессии
К минусам профессии можно отнести:
Любое нарушение техники безопасности способно привести к ухудшению состояния здоровья – в первую очередь страдают дыхательная система, печень, почки.
Преимущества профессии: высокая зарплата, хорошие возможности для карьерного роста, льготы за вредные условия труда, возможность работать практически в любой отрасли промышленности. Специальность «химическая технология органических/неорганических веществ» считается редкой, что провоцирует высокий спрос на специалистов.
Где и кем работать?
В химии можно выделить множество направлений – от нанохимии до агро-, фото- и биохимии. Каждое из них имеет свою особенность. В описании специальности «химическая технология органических веществ» профилем подготовки названа разработка технологических процессов получения соединений разных классов на основе веществ, имеющих в своем составе углерод. Специальность «химическая технология неорганических веществ» подразумевает использование свойств простых веществ или соединений, не имеющих углеродного скелета, создание на их основе реактивов, катализаторов, конденсаторных, теплоизоляционных и прочих материалов.
Кем работать, получив такую специальность? Выпускники ВУЗов трудятся во многих сферах, включая нефтепереработку, атомную энергетику, машиностроение, металлургию. Список профессий обширен.
Химик
Эта профессия подразумевает изучение химии как науки. В лабораторных условиях специалисты такого профиля синтезируют новые вещества, изучают свойства малоизученных или неизвестных соединений, осуществляют экспериментальные разработки, исследуют ядерные процессы. В их компетенции написание образовательных и научно-исследовательских трудов. Химики работают в:
Химик-аналитик
Главным в этой профессии становится аналитический аспект. Задачей химика-аналитика является определение пригодности сырья, глубокий анализ его качественного состава. Помимо обширной базы знаний требуется хорошо развитое логическое мышление. Наиболее востребованы химики-аналитики в фармакологической и косметической индустрии. Средняя зарплата – от 43 тыс. руб.
Инженер-электрохимик
В компетенции электрохимика создание новых электрохимических технологий (в первую очередь это касается гальванического производства), проведение экспериментальной работы в области обработки материалов, разработка аккумуляторов и батарей. Средняя зарплата – от 38 тыс. руб.
Лаборант химического анализа
Лаборант получает информацию о свойствах/составе образцов твердых, газообразных, жидких веществ. Такие данные позволяют судить о качестве сырья и готовой продукции. Работа химика-лаборанта востребована во многих отраслях, включая агрохимию, металлургию, фармакологию. Средняя зарплата – от 25 тыс. руб.
Драг-дизайнер
Решая, где работать по специальности «химическая технология», стоит обратить внимание на новое перспективное направление. С каждым годом востребованность драг-дизайна в фармакологической индустрии растет. Специалист такого профиля разрабатывает новые препараты и лекарственные формы с заданными свойствами. Главная цель работы драг-дизайнера – создание лекарства, которое будет устранять не симптомы, а причину болезни, не оказывая на организм вредного побочного воздействия. Способствуют решению поставленных задач компьютерное моделирование, проведение с помощью специальных программ точных квантово-химических расчетов. Основой для создания новых лекарственных препаратов становится обширная база данных о лабораторных/клинических исследованиях.
Нанохимик, нанотехнолог, наноинженер, проектировщик наноматериалов
Специалисты такой направленности умеют создавать из невидимых глазу частиц материалы с совершенно новыми, необходимыми человеку свойствами. Исследования ведутся на молекулярном и атомарном уровне. Уже сейчас нанотехнологии проникают во все сферы – от машиностроения, медицины и пищевой промышленности до космических технологий, робототехники, биомеханики. Профессия потребует хорошего знания не только химии, но также математики, физики, электроники.
Диспетчер нефтеперерабатывающего производства
Диспетчеры держат под контролем потоки сырья, проверяют их качественные/количественные показатели, процентное соотношение при смешении компонентов. Если происходит отклонение от стандартных значений, диспетчер дает необходимые вводные для корректировки. Отличительная черта этой профессии – высокая степень ответственности. Средняя зарплата – от 38 тыс. руб.
Инженер-металловед
Эта профессия чрезвычайно востребована в металлургии. Высококвалифицированные специалисты создают новые сплавы, производят испытания их свойств, разрабатывают новые технологии производства металлоизделий. Инженер-металловед использует в работе новые методы исследования металлов, обладает хорошо развитым аналитическим мышлением и стремлением к творческой деятельности. Под его руководством трудятся рабочие, лаборанты, техники. Место работы: НИИ, металлургические предприятия.
Инженер-технолог
Инженеры-технологи работают в химической, машиностроительной, фармацевтической, пищевой, косметической промышленности. Их задача – организация заданного технологического процесса с учетом имеющегося оснащения, выбор дополнительного оборудования, подбор инструментов, комплектующих, материалов, оснастки, прочих элементов. В их ведении нормирование времени на выполнение процессов. Средняя зарплата – от 60 тыс. руб.
Инженер-технолог по качеству
В профессиональные обязанности входит не только контроль качества расходных материалов/готовой продукции – инженер-технолог внедряет новые системы менеджмента качества. Средняя зарплата – от 50 тыс. руб.
Эксперт-эколог
Для работы в этой сфере полученного в ВУЗе диплома по специальности «химическая технология» недостаточно – требуются хорошие аналитические и организаторские способности. Специалисты участвуют в экологических экспертизах, дают рекомендации по повышению эффективности технологий, способствующих обеспечению экологической безопасности. Средняя зарплата – от 43 тыс. руб.
Химик фармацевтической промышленности
Профессиональные обязанности заключаются в контроле технологического процесса производства медикаментов, составлении баланса расхода компонентов, разработке/внедрении новых препаратов. Средняя заработная плата – от 37 тыс. руб.
Инженер по обращению с отходами
В задачи инженера входит:
Специалист биохимического производства
Получив специальность «химическая технология органических веществ», можно занять должность специалиста биохимического производства. Средняя зарплата – 40 тыс. руб. Профессиональные обязанности: контроль технологического процесса биохимического производства, регулирование его параметров, подготовка сырья, расчет параметров, анализ причин их нарушений, организация работы персонала.
Специалист по переработке нефти и газа
В процессе химической переработки нефти получают смазочные материалы, топливо, продукты нефтехимии. Основные профессиональные обязанности в этой сфере деятельности:
Средняя зарплата – от 45 тыс. руб.
Технолог легкой промышленности
В обязанности технолога легкой промышленности входит технологическое обеспечение производства товаров народного потребления – контроль процесса, соответствие сырья/продукции техническим условиям, установленным стандартам, нормативным документам. Средняя заработная плата – 45 тыс. руб.
Специалист-технолог стекла и керамики
Специалист контролирует технологический процесс производства композитных, теплоизоляционных, стекловолокнистых материалов, архитектурно-строительного стекла, огнеупоров, эмалей, глазурей. Средняя зарплата – от 38 тыс. руб.
Химическая технология – перспективная специальность, позволяющая работать во многих отраслях промышленности. Далеко не полный список возможного трудоустройства подтверждает ее востребованность на рынке труда.
Современная химическая технология: описание, процессы и аппараты
Химическая технология – это наука о максимально выгодных с экономической точки зрения способах и методах производства из природного сырья определенных продуктов.
Способ производства предполагает сумму операций, в результате которых сырье от своего начального состояния доходит до стадии готового продукта.
Важные моменты
Химическая технология является основой развития экономики общества. Способы производства, без которых его невозможно представить, суммируются из последовательности действий, которые протекают в аппаратах и машинах.
Выделяется механическая и химическая технология. Механическая связана с рассмотрением процессов, предполагающих изменение внешнего вида и формы. При этом допустима корректировка физических свойств материала. Химическая технология предполагает существенное преобразование свойств, состава, внутреннего строения вещества. К примеру, литейный процесс является механической технологией, но в ходе литья металлов осуществляются также и химические взаимодействия.
Значимость для технического прогресса
Химия и химическая технология обеспечивают экономику существенным количеством разнообразных продуктов. Без них трудно представить себе полноценную жизнь современного общества. В ходе химической переработки полезных ископаемых (торфа, нефти, каменного угля, горючих сланцев) народное хозяйство получает важные продукты: смазочные и моторные масла, топливо, органические соединения.
Важные продукты
Технология химических веществ дает нашей стране азотную, серную, фосфорную минеральные кислоты, аммиак. Без них невозможно получить минеральные соединения, в которых нуждается сельское хозяйство. Сложные процессы и аппараты химической технологии позволяют получать, к примеру, из природных залежей поваренной соли гидроксид натрия, соду, соляную кислоту, газообразный хлор.
Химизация народного хозяйства
Разнообразные аппараты химической технологии способствуют рациональному и комплексному применению сырья, выработке безотходных производственных циклов. Среди основных направлений, которые актуальны для химической отрасли в настоящее время, отметим такие как:
Учебные заведения
Это одно их старейших отечественных учебных заведений, в стенах которого готовят высококлассных специалистов в разнообразных областях химической промышленности. Не знаете, кем работать? Химическая технология, изучить которую можно в Менделеевском университете, является отличной возможностью для получения престижной, стабильной, высокооплачиваемой работы.
Обучение в химико-технологическом университете – это вариант получить востребованное временем высшее образование. Специалисты, выпускаемые из подобных учебных заведений, нужны отраслевой экономике. Имея необходимые навыки, можно контролировать процессы и аппараты химической технологии, разрабатывать и внедрять собственные приемы и методики.
Аппараты в химическом производстве
В зависимости от специфики предприятия, на нем устанавливаются специальные агрегаты и аппараты, необходимые для получения из исходного сырья требуемых продуктов. К примеру, в аммиачном производстве используется контактный аппарат, на сернокислотном комбинате – циклоны, электрофильтры, поглотительные башни, при изготовлении чугуна и стали – мартеновские печи.
Для полноценного функционирования каждого аппарата устанавливают нужную температуру, давление. Следят за соблюдение оптимальных условий инженеры-технологи.
Увеличение мощностей производства
Общая химическая технология предполагает создание оптимальных условий для получения продукта высокого качества при минимальных затратах. Достигается это несколькими способами:
Оба способа связаны между собой. При увеличении интенсивности происходит повышение концентрации, давления, площади соприкосновения реагирующих компонентов. Данный процесс можно ускорить путем автоматизации и механизации процессов, введения катализатора, изменением концентрации и соотношения сырья. Все эти факторы предварительно рассчитываются, анализируются, и только после получения положительных результатов вводятся в конкретное химическое производство.
Механизация предполагает полную либо частичную замену труда людей машинами. Механизмы способствуют повышению производительности труда, сокращению количества обслуживающего аппараты персонала.
Большая часть химических производств в настоящее время механизирована, лишь частично выгрузка, загрузка сырья осуществляется с применением человеческих ресурсов.
Пример технологической цепочки
При комплексной автоматизации предполагается применение приборов, которые обеспечивают осуществление производственного процесса без какого-либо вмешательства со стороны человека. Это актуально для сложных производств, на которых специальные приборы используются для определения и установки оптимальных условий изготовления химических продуктов.
Например, технология изготовления из пирита (сульфида железа) серной кислоты – это сложный и многоступенчатый процесс, для успешной реализации которого требуется целый комплекс аппаратов. В печи для обжига, куда сырье поступает по транспортеру, осуществляется процесс горения. Получаемый в реакции «огарок» (оксид железа) удаляется, а печной газ (оксид серы 4) идет на многоступенчатую очистку. Для этого используется сразу несколько аппаратов: циклон, электрофильтр, сушильная башня. Отметим, что в них не происходит химических взаимодействий. Они предназначены только для тщательной очистки печного газа от механических частиц и водяного пара.
Далее устанавливается теплообменник, без которого невозможно создание в описываемом производстве принципа безотходности. В контактном аппарате оксид серы (4) окисляется, превращаясь в оксид серы (6). В качестве оптимальных условий, устанавливаемых в этом аппарате, выделим присутствие катализатора (оксида ванадия). Полученное соединение проходит через поглотительную башню, впитывая пары водяного пара. Среди отличительных условий успешного функционирования сернокислотного производства выделим использование оптимальных условий, автоматизации, механизации, принципа противотока. Для каждого химического процесса подбираются определенные аппараты, продумываются методы и приемы, температурный режим, необходимость введения катализаторов (ингибиторов).
Особое внимание в последнее время на всех предприятиях химической отрасли стали уделять безопасности аппаратов.
Химические технологии
Химические технологии настолько прочно вошли в современную промышленность, что без них жизнь просто остановилась бы. Химические технологии обеспечивают многие производства сырьем, поэтому имеют исключительное значение.
Благодаря технологическим процессам с применением химических реакций стало возможным производство многих веществ и материалов, способных эквивалентно заменить природные аналоги, но со значительно меньшими затратами на добычу сырья и производство конечного продукта.
Теоретические основы химической технологии
Основа химических технологий заключается в том, чтобы посредством химического процесса превратить одно вещество в другое. Тем не менее, не всегда конечным продуктом является новое вещество.
К химическим технологиям относятся не только процессы с применением химических реакций (например, в первичной нефтепереработке). Но не всегда процессы, связанные с химическими превращениями, основаны на химических технологиях (металлургия).
К научным областям химических технологий относятся:
Энерго- и ресурсосберегающие процессы и аппараты химических технологий
Энерго- и ресурсосберегающие процессы и аппараты химических технологий включает в себя разработку, внедрение и эксплуатацию энергосберегающих, экологически безопасных технологий в производстве:
Технология аналитического контроля химических соединений
Технология аналитического контроля химических соединений направлены на определение химического состава вещества, его соответствия установленным стандартам и нормам.
Специалисты в данной области занимаются контролем качества пищевых продуктов, лекарственных препаратов, анализом питьевой воды, воздуха и почвы.
Технологи:
Результаты такой работы актуальны, чтобы контролировать технологические процессы на производствах, качество получаемого сырья. Исследования необходимы для проведения научных экспериментов на производствах.
Технология химического производства
Химическое производство специализируется на выпуске продукции разных сфер. В связи с этим используются и соответствующие технологии, связанные с химическими процессами.
Многие технологические процессы связаны с производством органических и неорганических соединений.
Предприятия химического производства производят каучуки, смолы, лакокрасочную продукцию, лекарственные препараты, щелочи, аммиак, кислоты, металлические сплавы.
Главное преимущество химической промышленности заключается в том, что она способна дать другим отраслям промышленности продукт, который по себестоимости исходного сырья и затраченной энергии значительно дешевле, чем его аналог, изготовленный из натуральных материалов.
В то же время, продукт химического генезиса практически не уступает натуральному ни по качеству, ни по свойствам, а иногда даже превосходит его.
Внедрение в химическую промышленность малоотходных технологий
Создание малоотходных технологий необходимо для развития отрасли в целом. Малоотходные технологии связаны и с более рациональным использованием сырья, в том числе и вторичного, что даст возможность получить максимальную прибыль при незначительных затратах на сырье. Малоотходные технологии способны заменить некоторые дорогие виды сырья.
Помимо экономической выгоды, малоотходные и безотходные технологии принесут большую пользу экологической ситуации, поскольку на утилизацию пойдет гораздо меньший объем вещества. С этой точки зрения, особенно актуальными являются малоотходные технологии для предприятий цветной металлургии, где из хвостов часто добывают сопутствующие редкие металлы. Конечно, это возможно только при должном уровне оборудования и аналитической техники. Такой способ переработки руд значительно повысил ценность комплексных руд и уменьшил объем хвостов.
Тонкие химические технологии
Тонкие химические технологии изучают направления тонкого органического и неорганического синтеза, полимерных материалов, переработки углеводородного и твердого топлива, производство лекарственных препаратов, биохимические технологии.
В вузах Москвы и Санкт-Петербурга проводится подготовка специалистов по данному направлению, работают научно-исследовательские институты, которые занимаются разработкой фундаментальных и практических проектов.
Химическая технология органических и неорганических веществ
Химическая технология органических веществ – это направление, связанное с формированием технически модернизированных и экономически выгодных способов и приемов обработки природных ресурсов и полупродуктов в продукты для ежедневного использования и материалы производства.
Химическая технология имеет два ответвления:
К переработке органических веществ: изготовление кислот, соды, аммиака, металлов, щелочей, солей, минеральных удобрений.
Переработка неорганических веществ включает переработку пластмасс, красителей, спиртов, каучуков, альдегидов.
Главные направления развития химической технологии – это:
Отдельного внимания заслуживают биохимические технологии, с помощью которых можно решить задачи синтеза жиров и белков, использования диоксида углерода.
Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий
Химические технологии энергонасыщенных материалов и изделий – одно из направлений обучения в вузах на химических факультетах, после которого студент получает специальность химика или химика-технолога.
После обучения, специалисты данного профиля:
Технологи могут проводить экспертную оценку аварийных ситуаций и чрезвычайных происшествий на производствах энергосберегающих продуктов и материалов, разрабатывать методы по их ликвидации и минимизации последствий подобных аварий.
Химические технологии: кем работать по специальности
После окончания высших учебных заведений по специальности «Химические технологии» выпускники бакалавриата и магистратуры работают инженерами-технологами, химиками на производствах и в научных институтах.
Большой спрос имеет профессия химика-технолога, которая востребована:
Естественно, в каждой отрасли есть свои нюансы, которые специалист-химик обязан знать, но зачастую знакомится с ними в процессе работы.
Новые химические технологии на выставке
Одним из масштабных мероприятий, на котором собираются представители всех направлений химической отрасли, является выставка «Химия» ЦВК «Экспоцентр».
На выставке представлены химические аппараты, необходимые для гидромеханических, тепловых, массообменных и химических процессов, измерительные приборы, технологии для производства неорганических веществ (минеральных удобрений, катализаторов, строительных, огнеупорных и теплоизоляционных материалов) и многое другое.