25. Химические процессы.

Химические процессы лежат в основе химической технологии, кото­рая представляет собой науку о наиболее экономичных методах и средст­вах массовой химической переработки природного и сельскохозяйственно­го сырья в продукты потребления и применения в других отраслях матери­ального производства. Все, что связано с расходованием материальных ресурсов в народном хозяйстве, на три четверти связано и зависит от использования химиче­ских знаний и применения химической технологии.

Химическая технология является научной основой нефте-, коксохимичес­кой, целлюлозно-бумажной, пищевой, микробиологической промышлен­ности, промышленности строительных материалов, черной и цветной ме­таллургии и других отраслей.

В последние же десятилетия химико-технологические процессы ис­пользуются практически во всех отраслях промышленного производства.

Под классическим пониманием термина «процесс» следует понимать «совокупность последовательных действий для достижения какой-либо цели». Исходя из этого, химико-технологи­ческий процесс (ХТП) можно разделить на ряд взаимосвязанных стадий:

• подвода реагирующих веществ в зону реакции;

• собственно химических реакций;

• отвода полученных продуктов из зоны реакции.

Подвод реагирующих веществ может осуществляться абсорбцией, ад­сорбцией или десорбцией газов, конденсацией паров, плавлением твердых компонентов или растворением их в жидкости, испарением жидкос­тей или возгонкой твердых веществ.

Химические реакции как второй этап ХТП обычно протекают в несколь­ко последовательных или параллельных стадий, приводящих к образова­нию основного продукта, а также к ряду побочных продуктов (отходов), образующихся при взаимодействии примесей с основными исходными веществами. При анализе же производственных процессов часто не учи­тывают все реакции, а лишь те из них, которые имеют определяющее влия­ние на качество и количество получаемых целевых продуктов.

Отвод отходов из зоны реакции может совершаться аналогично, как и подвод веществ в зону реакции, в том числе диффузией, конвекцией и пе­реходом вещества из одной фазы (газовой, твердой, жидкой) в другую. При этом общая скорость технологического процесса определяется ско­ростью одного из трех составляющих элементарных процессов, который протекает медленнее других.

В целом, химико-технологические процессы классифицируют по ряду признаков:

1. по способу организации:

а) периодические(проводятся на оборудовании, которое загружается исходными материалами через определенные промежутки времени; после их обработки продукт выгружается);

б) непрерывные(осуществляются в аппаратах, где поступление сырья и выгрузка конечных продуктов производится непрерывно);

в) комбинированные(являются сочетанием стадий периодических и непрерывных процессов).

2.По характеру протекания различают:

а) экзотермические(химические процессы сопровождаются выделением тепла);

б) эндотермические(сопровождаются поглощением тепла).

3. По условиям направления протекания реакции:

а) необратимые (протекают лишь в од­ном направлении);

б) обратимые(обратимые реакции отличаются от необратимых тем,что полученные в результате реакции продукты С и D спо­собны вступать в реакцию, образуя исходные вещества А и В. Обратимая реакция протекает как в прямом, так и в об­ратном направлении).

4.по кратности обработки сырьяразличают процессы:

а) с разомкнутой (открытой)схемой (сырье или материал подвергается однократной обработке);

б) с замкнутой(сырье или вспомогательные материалы неоднократно возвращаются в начальную стадию процесса для повторной обработки);

в) комбинированные (со смешанной схемой).

5.по условиям протекания:

а) электрохимические (процессы превращения химической энергии в электрическую и электрической — в химическую «электролиз». Пропускание постоянного электрического тока через электролит, при­водящее к протеканию химических реакций, которые в обычных условиях самопроизвольно не идут, называется электролизом);

б) каталитические (основу каталитических процессов составляет катализ — наиболее эффективное и рациональное средство ускорения многих химических реакций;

в) высокотемпературнве;

г) фотохимические и т.д.

6. по фазовому состоянию:

а) гомогенные (однородные – все взаимодействующие вещества находятся в одной фазе – газовой, жидкой или твердой);

б) гетерогенные (неоднородные – реагенты, участвующие в реакции, находятся в разных фазах)