Развитие химической технологии

На современном этапе.

На современном этапе любая технология базируется на вполне определённом наборе принципов. В настоящее время при математическом описании химико-технологических систем во избежание излишней его сложности используется ряд основных принципов, упрощающих анализ явления почти без потерь точности описания.

В пределах конкретных технологий наряду с общими принципами используются и свои, специфические принцип.

Технологии, ориентируемые на определённые принципы, развиваются по закону S-образных кривых (рис. 1.3).

Предельная технология

Затраты

Рис. 1.3. Кривая развития конкретной технологии

Вначале затраты дают очень слабый эффект результативности, затем результативность резко возрастает и по достижении некоторой величины далее не изменяется, так что дальнейшее инвестирование в процесс теряет всякий смысл, т.е. технология становится предельной.

Последнее означает, что научные идеи и принципы, вложенные в данную технологию, себя исчерпали. Такую технологию можно тиражировать и продавать, но совершенствовать нельзя. Чтобы она получила «второе дыхание», необходимы новые идеи и принципы, которые породят новую S-образную кривую. При этом повышается наукоёмкость развиваемой технологии.

Новые идеи обычно черпают из смежных областей знаний, из фундаментальных наук и из множества принципов, которые должны быть альтернативны уже использованным ранее.

На современном этапе развития технологии неразрывно связано с концепцией устойчивого развития общества. В связи с этим отметим, что в июне 1995 г. в Кируне (Швеция) состоялась конференция Совета инженерных и технологических академий, в резолюции которой было подчёркнуто, что устойчивое развитие общества может быть достигнуто только в случае приоритетного внимания к двум ключевым аспектам – качеству окружающей среды и экономическому развитию.

Основные возможности достижения этих двух целей являются по своему характеру технологическими. Отсюда можно сделать вывод, что магистральное развитие химической технологии должно быть ориентировано на принципы, обеспечивающие безопасное устойчивое развитие общества.

Сегодня задача совершенствования технологий решается в основном путём введения дополнительных операций, направленных на снижение экологической опасности производства и не затрагивающих сути технологии.

Такие операции удорожают производство за счёт резкого роста энергозатрат, часто сопоставимого с затратами на основное производство.

Таким образом, в этом случае наукоёмкость подменяется энергоёмкостью подучаемой продукции. Несомненно, этот путь намного проще, чем переход на новые идеи и принципы.

По признаку иерархии все принципы выстраиваются в определённую структуру и подразделяются на глобальные, общие, отраслевые и частные. Из этой классификации отметим категорию общих принципов, присущих всем отраслям химической технологии.

К общим можно отнести принципы:

1) малостадийности химических производств;

2) доступности и дешевизны сырья;

3) сопряжения химических реакций и различных процессов;

4) совмещения химических и массообменных процессов.

В свою очередь, на каждом иерархическом уровне принципы могут быть подразделены на фундаментальные и организационные.

Фундаментальные принципы, составляющие инвариантное ядро, по своей природе могут быть химическими, физико-химическими, физическими, технологическими, экологическими, экономическими. Фундаментальные принципы представляют собой транскрипцию законов химии, физической, квантовой, координатной химии и других разделов фундаментальной химической науки на язык химической технологии.

К фундаментальным относятся принципы: стадийности, иерархии, вариабельности.

Отдельную группу составляют организационные принципы. К ним относятся принцип кооперирования предприятий для обеспечения переработки некоторых побочных продуктов одного предприятия на другом и принцип создания комплексов разнотипных предприятий с целью приближения к режиму безотходной технологии.