Kimya mühəndisliyi

Vikipediya, azad ensiklopediya
Jump to navigation Jump to search
Kimya mühəndisləri istehsalat proseslərini layihələndirir, konstruksiyasını həyata keçirir və idarə edirlər (fraksiyalara ayırma kolonları təsvir olunmuşdur)

Kimya mühəndisliyikimya, fizika, riyaziyyat, biologiyaiqtisadiyyatın prinsiplərindən istifadə edərək enerji və materiallardan istehsalatı, istehsalatın dizaynını, nəqliyyatını və transformasiyasını təmin edən mühəndislik sahəsidir. Kimya mühəndislərinin işi laboratoriyada nano-texnologiya və nano-materialların istifadəsindən kimyəvi maddələri, xammalları, canlı hüceyrələri, mikroorqanizmləri və enerjini faydalı forma və məhsula çevirən genişmiqyaslı sənaye proseslərinə kimi ola bilər.

Kimya mühəndisləri zavod layihələşdirməsi və istismarının təhlükəsizlik və risk qiymətləndirilməsi, proses dizaynı və analizi, modelləmə, idarə etmə mühəndisliyi, kimyəvi reaksiya mühəndisliyi, nüvə mühəndisliyi, biomühəndislik, tikinti xüsusiyyətləri və idarə təlimatları kimi sahələrində xidmət edirlər.

Kimya mühəndisləri əsasən Kimya Mühəndisliyi və ya Proses Mühəndisliyi dərəcəsinə sahib olurlar. Təcrübələrlə məşğul olan mühəndislər bu sahə üzrə peşəkar qurumların sertifikatına sahib ola və ya bu orqanların üzvü ola bilirlər. Belə qurumlara Kimya Mühəndisləri İnstitutu (ing. IChemE) və ya Amerika Kimya Mühəndisləri İnstitutu (ing. AIChE) daxildir. Kimya mühəndisliyi dərəcəsi digər mühəndislik sahələri ilə birbaşa əlaqədardır.

Etimologiya[redaktə | əsas redaktə]

Corc Edvard Davis

Elm Tarixi haqqında İngilis jurnalının (ing. British Journal for the History of Science) 1996-cı ildə nəşr edilmiş artiklində Ceyms F. Donnellinin(ing. James F. Donnelly) 1839-cu ildə Sulfat turşusunun istehsalı ilə əlaqədar istinadında Kimya mühəndisliyindən bəhs etdiyi qeyd edilir. [1] Lakin eyni nəşrdə Corc Edvard Deyvisin(ing. George Edward Davis) bu terminini yaratdığı deyilir.[2] Devis həmçinin 1881-ci ildə Kimya Mühəndisliyi Cəmiyyətini yaratmaq istəmiş, lakin bu cəmiyyəti Kimya Sənayesi Cəmiyyəti adlandırmışdır və cəmiyyətin birinci katibi olmuşdur. [3][4] ABŞ Elm Tarixi ensiklopediyası(ing. History of Science in United States: An Encyclopedia) 1890-cı illərdə bu termindən istifadə edir.[5] 1850-ci illərdən sonra Birləşmiş Krallıqda kimya sənayesində mexaniki avadanlığın istifadəsini təsvir etmək üçün "Kimya mühəndisliyi" terminindən geniş miqyasda istifadə edilməyə başlanmışdır.[6] Artıq 1910-cu ildən başlayaraq kimya mühəndisi peşəsi ABŞ və Birləşmiş Krallıqda geniş yayılmışdı. [7]

Tarixi[redaktə | əsas redaktə]

Kimya mühəndisliyi, əsas anlayışı olan vahid bölmə əməliyyatlarının (ing. unit operations) inkişafı ilə ortaya çıxmışdır. Əksər müəlliflər Deyvisin vahid bölmə əməliyyatlarını icad etdiyi barəsində həmfikirdirlər, əlbəttə bu anlayışın daha əvvəldə var olduğu və Deyvisin bu anlayışı əhəmiyyətli dərəcədə inkişaf etdirdiyini düşünənlərdə var.[8] 1887-ci ildə kimya mühəndisliyi haqqında Manchester Texniki Məktəbində (sonradan Mançester Elm və Texnologiya İnstitutu Universitetinin və indi Mançester Universitetinin bir hissəsi) verdiyi mühazirələr bu sahədə ən ilklərdən sayılır. [9] Deyvisin mühazirələrindən 3 il öncə Henri Edvard Armstronq(ing. Henry Edward Armstrong) London şəhər İnstitutunda kimya mühəndisliyi dərəcəsi tədris etmişdir. Armstronqun kursu uğursuz oldu, bunun səbəbi işə götürənlərin bu kursun məzunlarına iş vermək istəklərinin olmaması idi. Həmin dövrün işə götürənləri kimyaçı və mexanika mühəndislərini işə götürməyi daha üstün tuturdular. [5] ABŞ-da yerləşən Massaçusets Texnologiya İnstitutu (ing. Massachusetts Institute of Technology), Mançesterdə yerləşən Ovens kolleci (ing. Owens College) və London Kollec Universitetindəki(ing. University College London) kimya mühəndisliyi kursları eyni problemlə qarşılaşmışdılar.[10]

1888-ci ildən başlayaraq Lewis M. Norton ABŞ-da ilk kimya mühəndisliyi kursunu MIT-də tədris edirdi. Nortonun kursu çağdaş və mahiyyətcə Armstrong kursuna bənzər idi. Lakin hər iki kurs kimya və mühəndislik fənlərini birləşdirir və bu fənlərlə yanaşı məhsul dizaynı tədris edirdilər. "Kimya mühəndisləri digər mühəndisləri həm mühəndis, həm də kimyaçı olduqlarına, yalnız kimyaçı olmadıqlarına inandırmaqda çətinlik çəkirdilər"[5] Vahid bölmə əməliyyatları (ing. unit operations) 1905-ci ildə Vilyam Hults Volker (ing. William Hultz Walker) tərəfindən kimya mühəndisliyi kursuna daxil edilmişdir.[11] 1920-ci illərin əvvəllərində vahid bölmə əməliyyatları MITABŞ-ın digər universitetlərində, həmçinin London İmperial Kollecində (ing. Imperial College London) kimya mühəndisliyinin vacib bir istiqaməti oldu.[12] 1908-ci ildə qurulmuş Amerika Kimya Mühəndisləri İnstitutu (ing. AIChE) kimya mühəndisliyinin müstəqil bir elm hesab edilməsi və vahid bölmə əməliyyatlarının (ing. unit operations) əsas əməliyyat olmasında mühim rol oynadı. Məsələn, 1922-ci ildəki hesabatların birində kimya mühəndisliyini "əsasını vahid bölmə əməliyyatlarının təşkil etidiyi elm" kimi təsvir etmişdir və bu prinsiplə kimya mühəndisliyi kursunu yetərincə yaxşı səviyyədə tədris edən akademik qurumların siyahısını dərc etmişdir.[13] Kimya mühəndisliyinin İngiltərədə fərqli bir elm olaraq təbliğ edilməsi 1922-ci ildə Kimya Mühəndisləri İnstitutu (ing. IChemE) yaradılmasına səbəb oldu.[14] Bu institut vahid bölmə əməliyyatlarının kimya mühəndisliyi intizamı üçün zəruriyyətinin təbliği üçün bir sıra işlər görmüşdür.[15]

Yeni anlayışlar və kəşflər[redaktə | əsas redaktə]

Metanol birbaşa yanacaq kamerasının nümayiş modeli. Yanacaq hüceyrələrinin yığını, görüntünün ortasında laylı kub şəklindədir

1940-cı illərdə sadəcə vahid bölmə əməliyyatlarının kimyəvi reaktorların inkişafı üçün yetərli olmadığı anlaşıldı. Birləşmiş Krallıq və ABŞ-da vahid bölmə əməliyyatlarının üstünlüyü 1960-cı illərə qədər davam etməsinə baxmayaraq, nəql hadisələrinə (əsasən kütlə və enerji daşınması) daha çox fikir verilməyə başlandı. [16] Proses sistem mühəndisliyi(PSM) kimi digər yeni anlayışlarla yanaşı, İkinci Paradigma müəyyən edildi.[17][18] Nəql hadisələri kimya mühəndisliynə analitik yanaşma qatdı,[19] PSM isə idarəetmə sistemləri və proses konstruksiyası kimi sintetik elementlərə diqqət yetirmişdir.[20] Baxmayaraqki digər sahələrdə də inkişaf müşahidə edilmişdir,İkinci Dünya müharibəsindən əvvəl və sonra kimya mühəndisliyindəki inkişaf əsasən neft-kimya sənayesi ilə bağlıdır.[21] 1940-cı illərdə biokimya mühəndisliyindəki irəliləyişlər, dərman sənayesində tətbiq olundu və penisilin və streptomisin də daxil olmaqla müxtəlif antibiotiklərin kütləvi istehsalına şərait yaratdı.[22] 1950-ci illərdə polimer elmindəki irəliləyişlər "plastik əsri" üçün yol açdı.[23]

Təhlükəsizlik sahəsində inkişaflar[redaktə | əsas redaktə]

Bu dövrdə irimiqyaslı kimyəvi istehsal müəssisələrinin təhlükəsizliyi və ətraf mühitə təsiri ilə bağlı narahatlıqlar artmışdır. 1962-ci ildə nəşr edilmiş Səssiz Bahar(ing. Silent Spring) qüvvətli antifidant olan DDT-nin(C14H9Cl5) zərərli təsirləri barədə oxucularını xəbərdar etmişdir. 1974-cü ildə İngiltərədə baş vermiş Flixborough fəlakəti 28 nəfərin ölümü ilə nəticələndi, eyni zamanda bir kimyəvi zavoda və yaxınlıqdakı üç kəndə ziyan dəydi. 1984-cü ildə Hindistandakı Bhopal fəlakəti 4000 nəfərin ölümü ilə nəticələndi. Bu hadisələr, digər hadisələrlə yanaşı, bu sahədəki ticarətin nüfuzuna təsir etdi və çsənaye təhlükəsizliyi və ətraf mühitin qorunmasına daha çox diqqət yetirilməsinə səbəb oldu.[24] Buna cavab olaraq Kimya Mühəndisləri İnstitutu təhlükəsizlik dərslərinin 1982-ci ildən sonra akkreditə etdiyi bütün kimya mühəndisliyi dərəcə kurslarının bir hissəsi olmasını tələb etdi. 1970-ci illərdə Fransa, Almaniya, ABŞ və digər ölkələrdə bu sahədə qanunvericilik və monitorinq agentlikləri təsis edildi.[25]

Son inkişaflar[redaktə | əsas redaktə]

Kompüter elmindəki irəliləyişlər zavod dizaynı və idarə edilməsi, əvvəllər əl ilə edilməli olan hesablamaları və rəsmləri asanlaşdıran tətbiqlərin yaradılmasına təkan verdi. İnsan Genomu Layihəsinin tamamlanması təkcə kimya mühəndisliyini deyil, həm də gen mühəndisliyinigenomikanı inkişafına böyük töhfə vermişdir.[26] Kimya mühəndisliyinin prinsipləri böyük miqdarda DNT zənciri istehsal etmək üçün istifadə edilmişdir.[27]

Anlayışlar[redaktə | əsas redaktə]

Kimya mühəndisliyi bir çox prinsiplərin tətbiq edilməsini əhatə edir. Əsas anlayışlar aşağıda təqdim olunmuşdur.

Zavod tərtibatı və tikintisi[redaktə | əsas redaktə]

Kimya mühəndisliyi dizaynına pilot zavodların, yeni zavodların və ya zavod dəyişiklikləri üçün planların, spesifikasiyanın və iqtisadi analizlərin yaradılması aiddir. Dizayn mühəndisləri tez-tez müştəri ehtiyaclarını ödəmək üçün zavod layihələri hazırlayaraq məsləhətçi rolunda çalışırlar. Dizayn maliyyələşdirmə, hökumət qaydaları və təhlükəsizlik standartları da daxil olmaqla bir sıra amillərlə məhdudlaşır.Bu məhdudiyyətlər bir zavodun proses, material və avadanlıq seçimini diktə edir.[28]

Zavod tikintisi investisiya həcmindən asılı olaraq layihə mühəndisləri və layihə rəhbərləri tərəfindən əlaqələndirilir.[29] Kimya mühəndisi layihə mühəndislərinin işini görə bilər və ya hal-hazırda xidmət göstərən qruplara məsləhətçi olaraq xidmət göstərə bilər, lakin bu hallarda əlavə təlim və bacarıqlara ehtiyac olur. ABŞ-da ABET tərəfindən akkreditə olunmuş kimya mühəndisliyi bakalavr proqramları ümumiyyətlə layihə mühəndisliyini tədris prosesində vurğulamır, lakin bu bacarıqlar daha sonra müxtəlif təlimlərlə inkişaf etdirilə bilər. Layihə mühəndisliyi işləri kimya mühəndisləri üçün ən geniş iş imkanlarının olan sahələrdən biridir.

İstinadlar[redaktə | əsas redaktə]

  1. Cohen, 1996. səh. 172
  2. Cohen, 1996. səh. 174
  3. Swindin, N. (1953). "George E. Davis memorial lecture". Transactions of the Institution of Chemical Engineers. 31.
  4. Flavell-While, Claudia (2012). "Chemical Engineers Who Changed the World: Meet the Daddy" (PDF). The Chemical Engineer. 52-54. 28 October 2016 tarixində orijinalından (PDF) arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 27 October 2016.
  5. 1 2 3 Reynolds, 2001. səh. 176
  6. Cohen, 1996. səh. 186
  7. Perkins, 2003. səh. 20
  8. Cohen, 1996. səh. 172–173
  9. Cohen, 1996. səh. 175
  10. Cohen, 1996. səh. 178
  11. Cohen, 1996. səh. 183
  12. Cohen, 1996. səh. 184
  13. Cohen, 1996. səh. 187
  14. Cohen, 1996. səh. 189
  15. Cohen, 1996. səh. 190
  16. Cohen, 1996. səh. 185
  17. Ogawa, 2007. səh. 2
  18. Perkins, 2003. səh. 29
  19. Perkins, 2003. səh. 30
  20. Perkins, 2003. səh. 31
  21. Reynolds, 2001. səh. 177
  22. Perkins, 2003. səh. 32–33
  23. Kim, 2002. səh. 7S
  24. Kim, 2002. səh. 8S
  25. Perkins, 2003. səh. 35
  26. Kim, 2002. səh. 9S
  27. American Institute of Chemical Engineers, 2003a
  28. Towler, Sinnott, 2008. səh. 2–3
  29. Herbst, Andrew; Hans Verwijs (Oct. 19-22)."Project Engineering: Interdisciplinary Coordination and Overall Engineering Quality Control". Proc. of the Annual IAC conference of the American Society for Engineering Management 1 (ISBN 9781618393616): 15–21

Biblioqrafiya[redaktə | əsas redaktə]