En un sentido científico , un proceso químico es un método o medio para cambiar de alguna manera una o más sustancias químicas o compuestos químicos . [1] Un proceso químico de este tipo puede ocurrir por sí mismo o ser causado por una fuerza externa, e implica una reacción química de algún tipo. En un sentido de " ingeniería ", un proceso químico es un método destinado a ser utilizado en la fabricación o en una escala industrial (véase Proceso industrial ) para cambiar la composición de sustancias químicas o materiales, generalmente utilizando tecnología similar o relacionada con la utilizada en las plantas químicas o la industria química .
Ninguna de estas definiciones es exacta en el sentido de que siempre se pueda decir con certeza qué es un proceso químico y qué no lo es; son definiciones prácticas. También hay una superposición significativa entre estas dos definiciones. Debido a la inexactitud de la definición, los químicos y otros científicos utilizan el término "proceso químico" sólo en un sentido general o en el sentido de ingeniería. Sin embargo, en el sentido de "proceso (ingeniería)", el término "proceso químico" se utiliza ampliamente. El resto del artículo se ocupará del tipo de ingeniería de los procesos químicos.
Aunque este tipo de proceso químico a veces puede implicar solo un paso, a menudo intervienen varios pasos, denominados operaciones unitarias . En una planta , cada una de las operaciones unitarias se produce habitualmente en recipientes o secciones individuales de la planta denominados unidades . A menudo, intervienen una o más reacciones químicas , pero se pueden utilizar otras formas de cambiar la composición química (o del material), como los procesos de mezcla o separación . Los pasos del proceso pueden ser secuenciales en el tiempo o secuenciales en el espacio a lo largo de una corriente de material que fluye o se mueve; consulte Planta química . Para una cantidad dada de un material de alimentación (entrada) o material de producto (salida), se puede determinar una cantidad esperada de material en pasos clave del proceso a partir de datos empíricos y cálculos de balance de materiales. Estas cantidades se pueden aumentar o reducir para adaptarse a la capacidad o el funcionamiento deseados de una planta química particular construida para dicho proceso. Más de una planta química puede utilizar el mismo proceso químico, cada planta quizás con capacidades de escala diferente. Los procesos químicos como la destilación y la cristalización se remontan a la alquimia en Alejandría , Egipto .
Estos procesos químicos se pueden ilustrar de forma general como diagramas de flujo de bloques o con más detalle como diagramas de flujo de procesos . Los diagramas de flujo de bloques muestran las unidades como bloques y las corrientes que fluyen entre ellas como líneas de conexión con puntas de flecha para mostrar la dirección del flujo.
Además de las plantas químicas para producir sustancias químicas, también se utilizan procesos químicos con tecnología y equipos similares en la refinación de petróleo y otras refinerías , el procesamiento de gas natural , la fabricación de polímeros y productos farmacéuticos , el procesamiento de alimentos y el tratamiento de agua y aguas residuales .
El procesamiento unitario es el procesamiento básico en ingeniería química . Junto con las operaciones unitarias, forma el principio principal de las diversas industrias químicas. Cada género de procesamiento unitario sigue la misma ley química, al igual que cada género de operaciones unitarias sigue la misma ley física.
El procesamiento unitario de ingeniería química consta de los siguientes procesos importantes: