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科学的な意味では、化学プロセスとは、1つまたは複数の化学物質または化合物を何らかの方法で変更する方法または手段です。[1]このような化学プロセスは、それ自体で発生する場合もあれば、外部からの力によって引き起こされる場合もあり、何らかの化学反応を伴います。「工学的」な意味では、化学プロセスとは、通常、化学工場や化学産業で使用される技術と同様または関連する技術を使用して、化学物質または材料の組成を変更するために製造または工業規模で使用することを意図した方法です（工業プロセスを参照） 。
これらの定義はどちらも、何が化学プロセスで何がそうでないかを常に明確に判断できるという意味で正確ではありません。これらは実用的な定義です。また、これら 2 つの定義のバリエーションには、かなりの重複があります。定義が正確でないことから、化学者やその他の科学者は「化学プロセス」という用語を一般的な意味または工学的な意味でのみ使用します。ただし、「プロセス (工学)」の意味では、「化学プロセス」という用語が広く使用されています。この記事の残りの部分では、工学タイプの化学プロセスについて説明します。
このタイプの化学プロセスには 1 つのステップのみが含まれる場合もありますが、多くの場合、単位操作と呼ばれる複数のステップが含まれます。 プラント では、各単位操作は通常、ユニットと呼ばれる個別の容器またはプラントのセクションで発生します。 多くの場合、1 つ以上の化学反応が関係しますが、混合プロセスや分離プロセスなど、化学 (または材料) 組成を変更する他の方法が使用される場合もあります。 プロセス ステップは、流れるまたは移動する材料の流れに沿って、時間的に連続している場合もあれば、空間的に連続している場合もあります。化学プラントを参照してください。 供給 (入力) 材料または製品 (出力) 材料の特定の量に対して、経験的データと物質収支計算から、プロセスの重要なステップで予想される材料の量を決定できます。 これらの量は、そのようなプロセス用に構築された特定の化学プラントの必要な容量または操作に合わせて拡大または縮小できます。 複数の化学プラントで同じ化学プロセスを使用する場合があり、各プラントの容量は異なるスケールになっている可能性があります。蒸留や結晶化などの化学プロセスは、エジプトのアレクサンドリアの錬金術にまで遡ります。
このような化学プロセスは、一般的にはブロックフロー図として、より詳しくはプロセスフロー図として図示できます。ブロックフロー図では、ユニットをブロックとして示し、それらの間を流れるストリームを矢印の付いた接続線として示し、流れの方向を示します。
化学物質を製造する化学工場に加えて、同様の技術と設備を備えた化学プロセスは、石油精製やその他の製油所、天然ガス処理、ポリマーおよび医薬品製造、食品加工、水および廃水処理でも使用されています。
化学プロセスにおけるユニット処理
ユニット処理は化学工学における基本的な処理です。ユニット操作とともに、さまざまな化学産業の基本原理を形成します。ユニット処理の各ジャンルは、ユニット操作の各ジャンルが同じ物理法則に従うのと同様に、同じ化学法則に従います。
化学工学ユニット処理は、次の重要なプロセスで構成されます。
- 分別
- 除染
- 蒸留
- 濾過
- 酸化
- 削減
- 精錬/精錬（冶金）
- 水素化
- 脱水素
- 加水分解
- 水分補給
- 脱水
- ハロゲン化
- 硝化作用
- スルホン化
- アミノ化
- アルキル化
- 脱アルキル化
- エステル化
- 重合
- 重縮合
- 精製
- 触媒
プロセス化学の学術研究機関
- リーズ大学プロセス研究開発研究所
参照
参考文献
- ^ Solen, Kenneth A. (2005). 化学プロセス入門: 基礎と設計. ボストン: McGraw-Hill Custom Publishing. p. 3. ISBN 978-0073407937。