Англійські терміни хімічної інженерії з українськими поясненнями

Базовий фізичний етап, що трапляється в багатьох процесах, наприклад дистиляція, фільтрування, сушіння або теплообмін. Будь-яку установку можна описати як послідовність таких етапів.

Розрахунок за законом збереження маси: речовина не виникає й не зникає, тому все, що надходить у систему, має вийти з неї, прореагувати або накопичитися всередині.

Розрахунок, що відстежує всю енергію, яка надходить до системи й виходить із неї у вигляді теплоти, роботи та ентальпії потоків, щоб визначити потреби в нагріванні й охолодженні.

Креслення, на якому показано основне обладнання установки, з’єднувальні потоки та ключові робочі дані, зокрема витрати, температури й тиски.

Спосіб виробництва окремими завантаженнями: матеріали подають в апарат, обробляють протягом заданого часу, а потім вивантажують, перш ніж почати наступний цикл.

Спосіб виробництва, за якого сировина надходить, а продукт виходить без зупинки; установка зазвичай працює місяцями майже за сталих умов.

Стан, за якого температури, тиски, витрати й склад у кожній точці процесу не змінюються з часом.

Матеріал, що надходить до установки або її секції для оброблення, наприклад нафта на нафтопереробному заводі або рідкий потік, що подається в колону.

Потік, яким непрореагований матеріал або технологічне середовище з пізнішої ділянки процесу повертають на попередню, щоб не втрачати його.

Апарат або обладнання, у якому проводять хімічну реакцію за контрольованих температури, тиску та перемішування.

Речовина, що прискорює реакцію або підвищує її вибірковість, сама не витрачаючись. У промисловості це часто тверді гранули, розміщені в реакторному шарі.

Кількість потрібного продукту, фактично отримана з процесу; зазвичай її виражають у відсотках від теоретично можливої кількості з поданої сировини.

Частка реагенту, що вступила в реакцію, зазвичай виражена у відсотках від кількості, поданої до реактора.

Швидкість витрачання реагентів або утворення продуктів, яку зазвичай виражають у молях на одиницю об’єму за одиницю часу. Вона залежить від температури, концентрації та каталізатора.

Середній час, який матеріал проводить усередині резервуара або реактора; у простому випадку його знаходять, поділивши об’єм на об’ємну витрату.

Частка прореагованої сировини, що перетворюється на цільовий продукт, а не на небажані побічні продукти; зазвичай її виражають у відсотках.

Скорочення від «continuous stirred-tank reactor»: резервуар із мішалкою, до якого безперервно надходить сировина й із якого виходить продукт; вважають, що вміст ідеально перемішаний.

Ідеальний трубчастий реактор, у якому рідина або газ рухається вперед послідовністю тонких шарів без перемішування вздовж труби, тому склад потоку змінюється від входу до виходу.

Описує реакцію або процес, що виділяє тепло в навколишнє середовище, як-от горіння, нейтралізація чи більшість реакцій полімеризації.

Описує реакцію або процес, що поглинає тепло з навколишнього середовища, тому для його перебігу потрібно підводити тепло, як у паровому риформінгу чи крекінгу.

Мінімальна енергія, потрібна молекулам реагентів для перебігу реакції. Що вона вища, то сильніше швидкість залежить від температури; каталізатор знижує енергію активації.

Найповільніша стадія послідовності, наприклад реакція, дифузія або відведення тепла, яка визначає швидкість усього процесу.

Речовина, що утворюється в процесі поряд з основним продуктом. Її можуть продавати, використовувати в іншій частині підприємства або утилізувати як відхід.

Обладнання, що передає тепло від одного рідкого або газоподібного середовища до іншого, не змішуючи їх; наприклад, від гарячої оливи до холодної води крізь стінки труб або пластин.

Величина, що показує, наскільки легко тепло переходить від одного рідкого або газоподібного середовища до іншого крізь стінку; вимірюється у Вт/(м²·К). Що вона більша, то меншим може бути теплообмінник.

Теплообмінник, який охолоджує пару до переходу в рідину; наприклад, у верхній частині дистиляційної колони або на вихлопі парової турбіни.

Теплообмінник унизу дистиляційної колони, який кип’ятить частину кубової рідини й утворює пару, що піднімається колоною.

Накопичення небажаних відкладень — накипу, коксу, полімеру чи біологічного нальоту — на поверхнях обладнання, що погіршує теплопередачу й збільшує перепад тиску.

Кількість тепла, яку теплообмінник, ребойлер, конденсатор або піч має передавати за одиницю часу; зазвичай її виражають у кВт або МВт.

Зовнішня оболонка навколо реактора або посудини, крізь яку пропускають пару, гарячу оливу чи охолоджувальну воду для нагрівання або охолодження вмісту.

Спосіб розділення рідкої суміші: її кип’ятять, а пару конденсують, використовуючи різницю температур кипіння компонентів.

Спосіб розділення, за якого один або кілька компонентів газу розчиняються в рідині; наприклад, CO₂ вилучають із газу розчином аміну.

Спосіб розділення, за якого розчинник вилучає компонент із рідкої або твердої суміші завдяки його кращій розчинності в цьому розчиннику.

Відокремлення твердих частинок від рідини або газу пропусканням суміші крізь пористе середовище, наприклад тканину, сітку чи картридж, що затримує тверді частинки.

Утворення твердих кристалів із розчину, зазвичай охолодженням або випаровуванням розчинника, щоб відокремити чистий твердий продукт.

Видалення води або іншої рідини з твердого матеріалу, зазвичай нагріванням гарячим газом або у вакуумі, до досягнення потрібної вологості.

У дистиляції — кількість сконденсованої рідини, що повертається у верхню частину колони, поділена на кількість продукту, який відбирають (L/D).

Горизонтальна пластина всередині дистиляційної або абсорбційної колони, крізь рідину на якій проходить пара, завдяки чому фази обмінюються компонентами.

Переміщення компонента з одного місця або фази в інше через різницю концентрацій, наприклад із газу в рідину чи з рідини у тверде тіло.

Переміщення молекул із ділянки з високою концентрацією до ділянки з низькою внаслідок їхнього хаотичного руху, без загального потоку середовища.

Тиск пари над рідиною, коли рідина й пара перебувають у рівновазі за заданої температури. Він зростає з температурою; рідина кипить, коли цей тиск дорівнює зовнішньому.

Температура, за якої тиск пари рідини дорівнює навколишньому тиску й вона кипить. У вакуумі температура кипіння знижується, а за вищого тиску — підвищується.

Величина, що характеризує тепловий вміст речовини й допомагає обчислити енергію для її нагрівання, охолодження, випаровування чи реакції за сталого тиску. Зазвичай виражається в кДж/кг або кДж/моль.

Стан, у якому рідина й її пара співіснують без сумарної зміни, кожна з визначеним складом. Це основа проєктування дистиляції та флеш-розділення.

Рівняння PV = nRT, яке пов’язує тиск, об’єм, температуру та кількість газу. Воно добре працює за низького тиску й високої температури.

Кількість теплоти, потрібна, щоб підвищити температуру матеріалу на один градус. Теплоємність на кілограм називають питомою теплоємністю; для води вона становить близько 4,18 кДж/(кг·К).

Теплота, яку речовина поглинає або віддає під час зміни агрегатного стану, наприклад переходу з рідини в пару, без зміни температури.

Температура, за якої газова або парова суміш під час охолодження за сталого тиску починає утворювати перші краплі рідини.

Кількість рідини або газу, що проходить через певну точку за одиницю часу; її задають як масову витрату (кг/год) або об’ємну витрату (м³/год).

Машина, що переміщує рідину трубопроводом, підвищуючи її тиск. Більшість насосів на підприємствах відцентрові; також використовують об’ємні насоси, наприклад шестеренні або мембранні.

Пристрій у трубопроводі, який вручну або автоматично запускає, зупиняє чи регулює потік рідини або газу.

Зменшення тиску під час руху рідини або газу трубою, клапаном, фільтром, шаром матеріалу чи апаратом, переважно через тертя.

Опір рідини або газу течії: мед має високу в’язкість, вода — низьку. Вимірюють у паскаль-секундах або, частіше на практиці, у сантипуазах (cP).

Безрозмірне число (Re = ρvD/μ), що порівнює сили інерції з в’язкими силами й показує, чи є потік ламінарним або турбулентним.

Машина, що підвищує тиск газу, зменшуючи його об’єм. Основні типи — відцентрові, поршневі та гвинтові компресори.

Утворення та стрімке схлопування бульбашок пари в рідині, коли місцевий тиск падає нижче тиску її насиченої пари; зазвичай це стається на вході насоса або під час проходження через клапан.

Скорочення від net positive suction head — запас між тиском на вході насоса й тиском насиченої пари рідини, виражений у метрах стовпа цієї рідини.

Плавний рух рідини або газу паралельними шарами з незначним перемішуванням між ними. У трубах він виникає за малих чисел Рейнольдса, зазвичай нижче приблизно 2100.

Скорочення від «piping and instrumentation diagram»: детальне креслення всіх труб, клапанів, приладів, контурів керування та пристроїв безпеки технологічної установки.

Цільове значення, яке регулятор намагається підтримувати, наприклад температура 85 °C або рівень у резервуарі 60%.

Автоматичний клапан, який за сигналом регулятора поступово відкривається або закривається, підтримуючи витрату, тиск, рівень чи температуру на заданому значенні.

Метод керування, за якого вимірюють параметр процесу, порівнюють його із заданим значенням і коригують вихідний сигнал, зазвичай положення клапана, щоб усунути відхилення.

Найпоширеніший тип регулятора технологічного процесу. Його вихід складається з трьох складових: пропорційної (поточна похибка), інтегральної (накопичена похибка) та диференціальної (швидкість зміни похибки).

Польовий прилад, що вимірює тиск, температуру, рівень або витрату й передає значення до системи керування електричним сигналом, часто 4–20 мА.

Прилад для вимірювання об’ємної або масової витрати рідини чи газу в трубі. Поширені типи: діафрагмові, електромагнітні, Коріоліса, вихрові та ультразвукові витратоміри.

Сукупність компонентів, які разом підтримують задане значення технологічного параметра: датчик і передавач, регулятор та кінцевий виконавчий елемент, наприклад регулювальний клапан.

Скорочення від distributed control system — комп’ютеризована система, що керує контурами установки та надає операторам екрани, сигналізацію й тренди в диспетчерській.

Кількість матеріалу, яку апарат або підприємство переробляє за певний час, наприклад тонни сировини на добу.

Герметична ємність, розрахована на гази або рідини за тиску, значно вищого чи нижчого від атмосферного; наприклад реактор, сепаратор, барабан або колона.

Велика ємність, зазвичай під атмосферним або близьким до нього тиском, для зберігання сировини, проміжних продуктів чи готової продукції перед використанням або відвантаженням.

Вал із приводом від двигуна та одним або кількома робочими органами, що перемішує вміст резервуара чи реактора, підтримує тверді частинки в завислому стані, розподіляє тепло й сприяє реакціям.

Етап після будівництва, коли обладнання й системи перевіряють, промивають, випробовують і запускають на воді або інертних речовинах, щоб підтвердити їхню працездатність до запуску з реальним продуктом.

Процес переведення установки або підприємства зі стану зупинки до нормального робочого режиму за письмовою процедурою, крок за кроком.

Зупинення установки або підприємства — планове й контрольоване або раптове через несправність чи спрацювання системи безпеки.

Тривала планова зупинка підприємства, зазвичай раз на кілька років, для огляду, ремонту, заміни каталізатора, очищення та встановлення нового обладнання.

Плоске кільце з м’якого або напівтвердого матеріалу, яке кладуть між двома фланцями чи поверхнями й стискають болтами, щоб запобігти витоку.

Так характеризують продукт або потік, що не відповідає заданій специфікації, наприклад через надмірний вміст води, неправильний колір або недостатню чистоту.

Допоміжні ресурси, потрібні для роботи технологічного підприємства: пара, охолоджувальна вода, електроенергія, приладове повітря, азот, паливний газ і демінералізована вода.

Будь-що, що може завдати шкоди людям, установці чи довкіллю, наприклад займистий газ, токсична рідина, високий тиск або гаряча поверхня.

Автоматична захисна функція, яка зупиняє або не дозволяє виконати дію після виявлення небезпечної умови; наприклад, закриває клапан подачі за надмірного тиску в реакторі.

Пружинний клапан, який автоматично відкривається, коли тиск у посудині чи трубопроводі перевищує задану межу, і випускає середовище, захищаючи обладнання від розриву.

Скорочення від «hazard and operability study»: структурований командний розгляд P&ID, вузол за вузлом, із застосуванням ключових слів для виявлення відхилень, що можуть спричинити шкоду чи проблеми в роботі.

Стандартний документ постачальника з інформацією про небезпеки хімікату, безпечне поводження й зберігання, першу допомогу, гасіння пожежі та утилізацію; містить 16 пронумерованих розділів.

Найнижча температура, за якої рідина виділяє достатньо пари, щоб короткочасно зайнятися, якщо до неї піднести полум’я або іскру.

Екзотермічна реакція, що виходить з-під контролю: тепло утворюється швидше, ніж його можна відвести, тому температура, швидкість реакції й тиск дедалі швидше зростають.

Процедура безпеки, за якої обладнання від’єднують від усіх джерел енергії, а точки ізоляції блокують замками й позначають бирками, щоб ніхто не міг запустити його під час робіт.

Автоматичне вимкнення машини або технологічного блока системою захисту, коли параметр перевищує безпечну межу, наприклад за високого тиску, низького рівня або сильної вібрації.

Найнижча концентрація горючого газу або пари в повітрі, за якої суміш може горіти чи вибухнути після займання. Нижче цієї межі суміш надто бідна для горіння.

Видаляти повітря, горючий газ або токсичну речовину з апарата чи труби, продуваючи інертним газом, наприклад азотом, або парою перед відкриванням чи запуском.

Перенесення процесу, який працює в лабораторії або пілотній установці, на значно більший промисловий масштаб.

Зменшена версія запланованого виробництва, проміжна між лабораторним і повним масштабом, призначена для випробування процесу, збору проєктних даних і виготовлення зразків продукції.

Збільшення продуктивності підприємства шляхом виявлення й усунення обмежень обладнання, які не дають виробляти більше, без будівництва цілком нової установки.

Узгоджений набір даних і припущень, на яких ґрунтується проєкт установки, зокрема її потужність, вимоги до сировини й продукту, умови майданчика та проєктні запаси.

Використання програмного забезпечення для створення комп’ютерної моделі процесу з обладнанням, потоками та термодинамікою, щоб розраховувати баланси, добирати обладнання й перевіряти зміни.

Найменший етап розроблення процесу: лабораторні установки об’ємом від кількох мілілітрів до кількох літрів використовують для перевірки хімії та отримання перших даних.

Поступове руйнування металу внаслідок хімічної або електрохімічної взаємодії з довкіллям, наприклад іржавіння вуглецевої сталі чи дія кислот і хлоридів.

Група сталей, що містять щонайменше близько 10,5% хрому; він утворює тонкий захисний оксидний шар і забезпечує значно кращу корозійну стійкість, ніж у вуглецевої сталі.

Матеріал, з якого виготовлено обладнання, трубопровід або деталь; його обирають з огляду на міцність, температуру, корозійну стійкість і вартість.

Різновид локальної корозії, що утворює невеликі глибокі отвори на поверхні металу, тоді як навколишня ділянка майже не пошкоджена.

Додаткова товщина стінки понад ту, що потрібна за розрахунками міцності, щоб метал міг кородувати протягом строку служби, а обладнання залишалося безпечним.