Тема: Теоретические основы химической технологии

Изучите по учебнику Р.С.Соколова (т. 1) главы 9, 10 и выполните следующие задания:

Химико-технологический процесс. Основные стадии, принципиальная схема. Технологический режим и параметры ХТП, его определяющие. Процессы в химическом реакторе (по §§ 9.1. - 9.2.)

1. Дайте определение понятия «химико-технологический процесс».

Химико-технологический процесс (ХТП) – это ____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Три основные стадии ХТП (осуществляются последовательно):

   1. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________

   2. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

   3. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Какие из указанных стадий являются физическими процессами? ______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Какие из указанных стадий являются химическими процессами? _____________________

______________________________________________________________________________

4. Введя буквенные обозначения, изобразите принципиальную схему ХТП:

где _____ - сырье до подготовки,

_____ - подготовленное сырье

__________ - реакционная смесь,

_____ - целевой продукт, выделенный из реакционной смеси,

_____ - побочный продукт.

5. Что называется технологическим режимом и параметрами этого режима?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Составьте схему, представляющую классификации реакций, лежащих в основе ХТП:

7. Что такое химический реактор? _____________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Что понимают под химическим процессом в реакторе? Какие зоны (условно) выделяют в химическом реакторе? _________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Чем определяется общая скорость химического процесса в реакторе? Какие существуют пути ускорения V_хр? ____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Процессы и аппараты химического производства (по §§ 10.1. - 10.3.).

10. Классификация основных процессов химического производства (§ 10.1):

А. В зависимости от кинетических закономерностей, характеризующих протекание процессов химической технологии, выделяют 5 групп процессов. Чем они определяются? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б. По организационно-технической структуре и принципу осуществления ХТП процессы ХТ делятся на периодические, непрерывные и комбинированные.

Для периодических процессов присуще_____________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для непрерывных процессов присуще______________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В. По принципу перемещения реагирующих веществ или тепловых потоков выделяют процессы:

• прямоточные,

• противоточные,

• перекрестные.

Г. По принципу достижения полноты протекания обратимых реакций процессы могут быть:

• с открытой цепью,

• циклические.

11. Классификация химических реакторов (§ 10.1):

Химическая аппаратура, используется в производстве разделяются на:

• вспомогательную – с помощью которой осуществляется подготовка, перемещение и разделения веществ, учитывающих в процессе;

• основную – химические реакторы – в которых реализуется собственно процесс химического превращения сырья в готовую продукцию.

Конструкция и режим работы химического реактора определяет эффективность и эффективность и экономичность всего химико-технологического процесса.

А. По организационно-технической структуре операций химические реакторы делятся на реакторы периодического действия и реакторы непрерывного действия.

Для реакторов периодического воздействия характерно _______________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для реакторов непрерывного воздействия характерно _________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Б. По характеру теплового режима химические реакторы подразделяются на:

• реакторы с _____________________________ режимом, в которых отсутствует теплообмен с окружающей средой и тепловой эффект химической реакции полностью затрачивается на изменение температуры в реакторе;

• реакторы с ____________________________ режимом, для которых характерно постоянство температуры в реакторе, что обеспечивается подводом или отводом тепла из реактора;

• реакторы с _______________________________ режимом, характеризующиеся подводом или отводом тепла из реактора при изменяющейся температуре в нем. За счет этого в реакторе устанавливается заданный тепловой режим и достигается автотермичность процесса. Реакторы этого типа наиболее распространены в химическом производстве.

В. По режиму движения компонентов химические реакторы делятся на реакторы идеального вытеснения (РИВ-Н), реакторы идеального смешения (РИС-Н) и реакторы промежуточного типа (РПТ-Н).

Реакторами идеального вытеснения называются реакторы непрерывного действия, в которых поток реагентов движется __________________________________________________________

_________________________________________________________________________________.

В РИВ-Н параметры, движущая сила процесса и скорость процесса _______________________ по длине реактора (во времени).

Реактором идеального (полного) смешения называются реакторы непрерывного действия, в которых потоки реагентов смешиваются друг с другом и с продуктами химического превращения. В РИС–Н параметры, движущая сила процесса и скорость процесса __________________________ по объему реактора (то есть во времени).

Реакторы промежуточного типа занимают по характеру изменения параметров и движущей силы процессов промежуточное место между этими крайними случаями.

Г. По назначению химические реакторы делят на:

- ________________________________________________________________________________

- ________________________________________________________________________________

- ________________________________________________________________________________

Требования, предъявляемые к аппаратуре:

1. простота и дешевизна конструкции;

2. возможность реализации процесса при оптимальных условиях;

3. применение конструкционных материалов, обладающих коррозионной, термической стоимостью и механической прочностью;

4. возможность контролировать и регулировать параметры процессы.

Контроль – своевременное обнаружение отклонений от режима и устранение их.

Регулирование – поддержание заданного режима.

Основные процессы и аппаратура для их осуществления (§ 10.2).

Гидромеханические процессы и аппаратура для их осуществления

12. Гидромеханическими процессами называются процессы ________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Подобные системы состоят из _______________________________________

К гидромеханическим процессам относятся: осаждение, фильтрование, псевдоожижение, перемешивание в жидкой фазе.

• Осаждение – _____________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

В соответствии с действием различных сил к осаждению относятся следующие процессы:

• отстаивание, то есть осаждение под действием силы ______________________________;

• циклонирование и центрифугирование, то есть осаждение под действием ___________________________________________________________________________;

• электроосаждение, то есть осаждение под действием сил __________________________.

Для отстаивания применяются ______________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Циклонирование применяется для разделения пылей и суспензий. Для этой цели применяются аппараты – _____________________, в которых центробежная сила возникает за счет вращения потока газа или жидкости.

Центрифугирование применяется для разделения суспензий и эмульсий и осуществляется в _________________________________, в которых центробежная сила создает за счет ________________________________________________________________________. Электроосаждение применяется для осаждения взвешенных в газе твердых или жидких частиц под действием электрического тока и осуществляется в аппаратах, называемых_____________ _________________________________________________________________________________.

Метод электроосаждения применяется для систем, содержащих частицы ___________ размера.

• Фильтрование –__________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

В качестве материала фильтров используются_______________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Конструкции фильтрующих аппаратов весьма разнообразны. Приведите примеры фильтрующих аппаратов:___________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Псевдоожижение (режим «кипящего слоя») -__________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Процессы в «кипящем слое» широко используются для проведения химических (________________________________________________________________________________) и механических (__________________________________________________________________) процессов. Для проведения процессов в «кипящем слое» используются аппараты различной конструкции. По всей высоте аппарата обеспечивается стабильный и одинаковый гидродинамический режим. Это достигается регулированием подачи газа, применением мешалок, использованием центробежной силы.