Przemysł – dział nierolniczej produkcji materialnej, w którym wydobywanie zasobów

przyrody oraz ich przetwarzanie w celu zaspokojenia potrzeb ludzi jest prowadzone w dużej

skali i przy Użyciu metod przemysłowych, podziału pracy. Jest działem gospodarki

wytwarzającym dobra inwestycyjne, a jego poziom decyduje o szybkości rozwoju

gospodarki.

Produkcja – proces przetwarzania zasobów w dobra Użyteczne dla ludzi. Rezultaty tego

procesu mierzymy różnymi miarami w odniesieni do różnych parametrów.

Przedsiębiorstwo – podmiot gospodarczy wyodrębniony pod względem gospodarczym,

ekonomicznym i prawnym, obejmujący 1 zakład produkcyjny lub większą ich liczbę.

Właściciel przedsiębiorstwa – może być osobą fizyczną, spółką cywilną, prawa handlowego, spółką z o.o., spółką akcyjną. Właścicielem przedsiębiorstwa może być też państwo.

Technologia chemiczna i biotechnologia – to nauki o efektywnych, ekonomicznych i

bezpiecznych dla środowiska metodach i procesach przerobu surowców naturalnych

(półproduktów, odpadów) na produkty Użytkowe, półfabrykaty.

Środowisko produkcyjne, w którym dominuje przemysł chemiczny i biotechnologiczny

Technologia chemiczne, inżynieria materiałowa, inżynieria chemiczna – stanowią podstawy

przemysłowej produkcji chemicznej, główne narzędzie rozwoju przemysłu chem.

Obszary aktywności technologii chem. i biotechnologii.

Dyscyplina naukowa

Kierunek dydaktyczny

Zadania innowacyjne w produkcji chem. oraz branżach stosujących metody chem.

Weryfikacja różnych koncepcji chem. w warunkach symulujących proces

produkcyjny

Udział w procesie planowania, przetwarzania, uruchomienia inwestycji,

optymalizacji

Ocena oddziaływania na środowisko

Doprowadzenie produktu do odbiorcy handlowego

Chemia – obszar badawczy praktycznie nieograniczony, ok. 6 mln związków

Tech. Chem. – Obszar badawczy ograniczony tylko do związków traktowanych jako

potencjalne produkty lub półprodukty o przeznaczeniu Użytkowym, ok. 60 000

związków.

Starożytne Chiny, Egipt, Grecja, Rzym – produkcja chem. w „setkach” kilogramów, np. leki,

barwniki.

Lata trzydzieste XX w. – produkcja chem. 1 mln ton

Synteza katalityczna amoniaku – Haber i Bosch

Utlenianie amoniaku do tlenku azotu metodą Ostwalda

Przemysłowa produkcja chromu – Goldszmidt

Synteza butadienu – Liebiediew

Technologia acetylenowa – Reppe

Katalityczne procesy polimeryzacji alkenów – Ziegler – Nalta

Wysokociśnieniowa polimeryzacja etylenu – Faucett

Katalityczne uwodornienie węgla – Bergius, Bosch

Technologia krakingu i hydrokrakingu – Houdry

Technologia włókien nylonowych i poliamidu – Carothers

Rok 2007

Produkcja chem. – 600 – 800 mln ton

Paliwa – 700 mln ton

Petrochemikalia – 400 mln ton

Produkcja chem. UE;

Wielkość produkcji – 440 mld euro (31%m produkcji światowej)

10 tys. Produktów w ilości powyżej 100 ton/rok

20 tys. Produktów w ilości powyżej 10 ton/rok

Struktura zatrudnienia – 1,7 mln + 3 mln

Struktura firm w Niemczech – 58% firm zatrudnia do 9 osób

Produkcja chem. w Polsce

Największy dochód ze sprzedaży przynosi przemysł: spożywczy, energetyka, przemysł

chem., przerób ropy.

Najwyższą rentowność mają przemysł papierniczy i chemiczny.

Handel zagraniczny

Większość produktów chemicznych musimy importować.

Największy eksport – nawozy

Duży import leków, tworzyw sztucznych

Udział przemysły chem. w PKB

W UE na poziomie 20%, w Polsce 10,4%

Największe zakłady chem.

PKN Orlen, Lotos S.A., PGNiG.

Cechy przemysłu chem.

Duża dynamika wzrostu

Dobra rentowność

Wysokie nakłady na innowacje

Duża konkurencja

Zależność kosztów od skali produkcji

• Dostępność rynków zagranicznych

Duży udział kadry specjalistycznej

Produkcja w systemie business to business

Połączenia firm dla zaopatrzenia i zbytu

Skomplikowany transport i magazynowanie

Znaczne ryzyko inwestycyjne

Niska emisja gazów i pyłów

Złe notowania w mediach

Technologia wytwarzania surowców

Chem. materiały surowe ↔ chem. monomery ↔ produkty chem. końcowe ↔

Technologia wytwarzania produktów

↔ określone produkty chem. ↔ produkt finalny

Przemysł jako część środowiska ma wpływ na:

Stan ekosystemów, aglomeracje miejskie, środowisko wiejskie, środowiska naturalne

Zasoby naturalne surowców mineralnych

Wielkość efektów globalnych, antropogenicznych, stan zasobów wodnych

Wielkość gromadzonych odpadów

Zdrowie pracowników

Warunki zdrowotne społeczeństwa

Oddziaływanie niekorzystne produkcji przemysłowej na środowisko:

Wykorzystanie terenów naturalnych lub rolniczych na tereny uprawne

Procesy inwestowania

Eksploatacja obiektów przemysłowych

Składowanie odpadów

Ścieki, emisja zanieczyszczeń do atmosfery, hałas, promieniowanie jonizujące i

elektromagnetyczne

Wykorzystanie zasobów naturalnych

Korzystne oddziaływanie przemysłu:

Miejsca pracy

Wzbogacanie infrastruktury lokalnej

Media energetyczne dla aglomeracji miejskich

Oczyszczanie ścieków

Pomoc w rozwiązywaniu problemów socjalnych

Utylizacja odpadów

Metody poprawy stanu środowiska

Instalacje typu „end of pipe”

Racjonalna lokalizacja inwestycji

Technologie ochrony środowiska

Nowatorskie rozwiązania technologiczne i procesowe

Recyrkulacja (zawracanie do początku)

Utylizacja (z opadów wytwarza się produkty)

Bezpieczne składowanie odpadów

Zamykanie obiegów wodnych

Kultura pracy – szacunek dla ludzkiego trudu, pomysłowości, nowatorstwa, doświadczenia,

korzystanie z osiągnięć naukowych, szacunek dla środowiska przyrodniczego.

United Nation Conference on Enviromental Development

Konferencja ONZ w sprawie korzystania ze środowiska, zajmuje się m.in. zarządzaniem i

planowaniem produkcji, efektywnym prawodawstwem wewnątrz zakładowym, normami

prawnymi, nowoczesnymi technologiami, czystą produkcją, analizą cyklu Życia produktu,

monitoringiem i raportowaniem zdarzeń przypadkowych, przeprowadzeniem audytu

środowiska przez instytucje prawne, dbałością o zdrowie pracowników.

„Green chemistry”

Synteza, przetwarzanie i Użytkowanie produktu redukujące ryzyko dla środowiska.

Zasady:

Lepiej zapobiegać wytwarzaniu odpadów niż je utylizować

Do końcowego produktu wprowadzić maksymalną ilość składników surowców

Unikać stosowania i wytwarzania toksycznych materiałów, poszukiwać produktów

alternatywnych

Stosować bezpieczne substancje pomocnicze

Stosować rozwiązania niskotemperaturowe i niskociśnieniowe

Stosować surowce odnawialne, jeśli to możliwe

Należy blokować grupy funkcjonalne dla zapobiegania tworzenie się substancji

ubocznych, stosując katalizatory selektywne lub enzymy

Wytwarzać produkty biodegradowalne

Stosować zasadę „risk assesment” i „on line”

Metody bezodpadowe

Metody uwzględniające zasadę tzw. czystej produkcji.

Maksymalne wykorzystanie składników zawartych w surowcach, dołączenie

szeregowo modułów technologicznych, unikanie wytwarzania produktów ubocznych

Przekazywanie odpadów lub półproduktów do sprzężonych technologii jak surowców

Zamykanie układu wodno – ściekowego

Wykorzystywanie lub zawracanie pyłów

Przemysł w warunkach zrównoważonego rozwoju.

zasady lokalizacji nowych inwestycji,

wdrażanie nowych rozwiązań technicznych,

analiza cyklu Życia produktu (LCA),

inwestowanie bezpieczne środowiska – zasada BAT

zatrudnienie.

Lokalizacja inwestycji

dostępność bazy surowcowej

1. powiązanie z infrastrukturą transportową

zagwarantowanie dostawy mediów elektrycznych i wody

możliwość uzyskania autotermiczności prowadzenia procesów

optymalna struktura powiązań między instalacjami

uwzględnianie warunków lokalnych aglomeracji miejskich

dostępność do sieci dystrybucji produktów

AUTOTERMICZNOŚĆ – właściwy dobór rozwiązań technologicznych na terenie zakładu

Energochłonność transportu surowców i produktów nawozowych.

transport 1 Mg produktu lub surowca na odległość 1000 km zużywa:

0,1 GJ – transport morski

0,4 GJ – rurociąg

0,4 GJ – transport kolejowy

1,9 GJ – transport samochodowy

1,0 GJ/ha transport lotniczy

Udział przemysłu chemicznego w oddziaływaniu ekologicznym na środowisko

(wg danych GUS):

pobór wody – 4,1%

ścieki przemysłowe – 3,5%

emisja pyłów – 5,7%

emisja gazów – 3,9%

emisja SO2 – 4,6%

emisja CO – 5,9%

emisja CO2 - 3,9%

odpady powstałe – 3,9%

odpady nagromadzone – 6,3%

elementy oddziaływania:

atmosfera SO2, SO3, NOx, HF, SiF4, CO2, SiO2,

pyły (surowe, fosforowe, prod. fosforowe, odory)

hałas (dlatego zakład jest oddalony 12 km od miasta)

utylizacja odpadów

- H2SO4 – z przemysłu miedziowego,

- H2SO4 – z przemysłu metalurgicznego.

półprodukty - H2SiF6 – osady poneutralizacyjne (wysoka zawartość fosforanów)

odpady : fosfogips zużyte katalizatory odpady poneutralizacyjne

ścieki: PO4^2-, SO4^2-, Cl^-, Na⁺, K⁺, F

Około50% kwasu siarkowego pochodzi z zakładu KGHM. Zużywają ok.700.000 ton ww. kwasu.

Redukcja ładunków zanieczyszczeń w przemyśle nawozowym w ostatnich latach, to:

CO2 – 40%, SO2 – 90%, N2O- 80%, NOx – 92%, P2O5 – 90%, pyły(nawozy) – 85%.

Wzrost nakładów inwestycyjnych na rozwiązania zmniejszające emisję 6-8-krotny.

Analiza cyklu Życia produktu:

emisja (powietrze, woda, gleba)

zużycie nieodnawialnych surowców

wykorzystanie gleb

generowanie odpadów

bezpośredni wpływ na ekosystemy (nowe rodzaje produktów)

Oczyszczanie gleby może trwać kilkadziesiąt lat.

Wodę można oczyścić w kilka godzin.

Powietrze można oczyścić „od ręki”.

przykłady wytwarzania nawozów:

surowce:

-> zasady

-> wydobycie

-> wzbogacenie

-> transport

▼

produkcja:

-> mielenie

-> przygotowanie surowców

-> przemiany chemiczne

-> granulacja i suszenie

-> konfekcjonowanie

▼

dystrybucja:

-> magazynowanie

-> transport

-> mieszanie

-> sprzedaż

▼

stosowanie:

-> operacje pomocnicze

-> nawożenie.

Środowiskowe skutki produkcji nawozów 8%.

Środowiskowe skutki stosowania nawozów 92%.

W wyniku systematycznej restrukturyzacji i modernizacji przemysłu nawozowego, który:

stosuje instalacje o dużych zdolnościach produkcyjnych;

wykorzystuje sprawne procesy absorpcyjne;

obniża straty poprzez recyrkulację;

utylizuje odpady lub coraz bezpieczniej je składuje;

buduje nowe instalacje w pobliŻu złóŻ surowcowych;

Główny problem środowiskowy związany z nawozami przemieścił się do ROLNICTWA

Systemy wdrażania innowacji:

„technology push” – poszukiwanie zastosowań dla odkrytej substancji o

nieoczekiwanych właściwościach

• „demand pull” – inicjowanie badań ukierunkowanych na odkrycie substancji o

właściwościach określonych zapotrzebowaniem

„revamping” – zastępowanie instalacji wysłużonych nowymi bezpiecznymi dla

środowiska

Odkrycie fosforu (1669r.)

- odkrycie naukowe

- nowy produkt

- nowa technologia

- pierwsza licencja

- publikacje naukowe

Priorytetowe obszary badań w technologii chemicznej i biotechnologii:

Nad procesami technologicznymi (nowe procesy bezpieczne dla środowiska;

doskonalenie procesów stosowanych; optymalne obiekty technologiczne

Nad produktami (nowe produkcje bezpieczne dla zdrowia i środowiska); poprawa

właściwości Użytkowych produktów wytwarzanych

Zastosowanie metod biotechnologicznych:

Chemiczno – enzymatyczne syntezy substancji biologicznie czynnych

Zastosowanie procesów biotechnologicznych do remediacji i detoksykacji

Wykorzystanie technologiczne procesów akumulacji metali przez systemy

biologiczne

Biomateriały i biokompozyty (modyfikowane polisacharydy, biopolimery)

Nowe źródła biokatalizatorów (psychofile, bazofile, termofile, halofile)

Procesy biotransformacji w środowiskach rozpuszczalników organicznych, gazach,

cieczach nadkrytycznych, w cieczach jonowych

Produkty i procesy dla rolnictwa:

Objęcie przez technologie chemiczne fazy dystrybucji i stosowania produktów w

uprawie roślin, przygotowaniu pasz

Nowe, bezpieczne dla zdrowia i środowiska agrochemikalia

Bezpieczne dla środowiska technologie stosowania agrochemikaliów

Wspomaganie działania agrochemikaliów produktami i procesami

biotechnologicznymi (enzymy, bakterie)

Wykorzystanie technologii chemicznych do utylizacji odpadów rolniczych i ich

detoksykacji

Nowe zasady technologii chemicznych i biotechnologii określane celami zrównoważonego

rozwoju.

Art. 7.1 „Kto powoduje zanieczyszczenia środowiska, ponosi koszty usunięcia skutków tego

zanieczyszczenia”

Art. 7.2. „Kto może spowodować zanieczyszczenie środowiska ponosi koszty zapobiegania

temu zanieczyszczeniu”

Największe oddziaływanie na środowisko ma:

Rolnictwo (uprawa roślin i hodowla)

Energetyka, górnictwo

Gospodarka komunalna

• Transport

Przemysł hutniczy i ciężki

Przemysł materiałów budowlanych

Chemia i biotechnologia

Przemysł meblarski

Przemysł rolno spożywczy

Nowe zadania technologii chemicznych wynikające z uwarunkowań: politycznych,

ekonomicznych, środowiskowych:

• Utylizacja odpadów

• Zagospodarowanie odpadowych osadów ściekowych

• Utylizacja odpadowych materiałów z tworzyw sztucznych

- dla uzyskania energii

- dla recyklingu materiałowego

• Opracowanie metod wytwarzania opakowań biodegradowalnych

• Wykorzystanie biomasy w procesach technologicznych

• Paliwa odnawialne z kompleksowym rozwiązaniem problemu odpadów

• Recyrkulacja związków fosforu – odzysk ze ścieków