1. Предмет и задачи химической технологии

Технология - это наука о способах и процессах производства из природного сырья.

Следует отметить, что термин «химическая технология» нередко обозначает не только область науки, но и используется в других значениях:

- как способ получения или производства определённого продукта (технология серной кислоты, технология аммиака)

Способ производства - это совокупность всех операций, которым подвергается сырьё с целью получения из него продукта.

Технологический процесс - совокупность технологических операций, выполняемых в определённой последовательности с целью получения того или иного продукта.

Как наука, химическая технология имеет:

- предмет изучения - химическое производство;

- цель изучения - создание целесообразного способа производства необходимых человеку продуктов;

- методы исследования - экспериментальный, моделирование и системный анализ.

Технология разделяется на механическую и химическую технологии.

Механическая технология рассматривает процессы, в результате которых изменяется форма и физические свойства материала.

!!! Химическая технология - это наука, которая изучает процессы, протекающие с изменением химического состава перерабатываемых материалов, а также аппараты, необходимые для проведения этих процессов.

Такое деление на механическую и химическую технологию в значительной мере условно, так как при механической обработке вещества, например при плавке и литье металлов в формы, происходят и химические реакции; химические процессы во всех производствах сопровождаются механическими.

!!! Технологический процесс заключается в последовательном проведении нескольких механических и физико-химических операций, а также химических реакций.

Технологический процесс подразделяется на несколько стадий, которые осуществляются в различных аппаратах.

Сочетание этих стадий называется технологической схемой производства.

Виды технологических процессов и основные принципы химической технологии

Технологические процессы в химическом производстве включают в себя три типа операций.

1) Механические операции:

- измельчение; - сортировка;- подача сырья в реакционный аппарат;

- удаление из аппарата и транспортировка продуктов реакции в другие аппараты; - фильтрование и промывка.

2) Химические реакции:

- при проведении химических реакций исходные вещества должны достигнуть зоны реакции; - продукты реакции должны быть удалены из зоны реакции;- большинство химических реакций в настоящее время протекают в присутствии катализаторов.

!!! Применение катализаторов позволяет:

- повысить производительность процесса; - снизить температуру и давление;- повысить выход продукта.

3) Физико-химические операции:

- растворение;- поглощение или конденсация;- извлечение или экстракция;- перегонка и ректификация.

При разработке технологической схемы химического производства используют общие принципы химической технологии:- непрерывность процесса;- противоток;- автотермичность;- комплексное использование сырья; - комбинирование и кооперирование производств.

Коротко охарактеризуем каждый из принципов в отдельности.

1. Принцип непрерывность процесса. При непрерывном процессе производства подача сырья и отбор продуктов осуществляется непрерывно или порциями без остановки аппарата или системы.

Это обеспечивает следующие преимущества:

- экономия технологического времени;

- создаётся устойчивость и равномерность протекания процесса, т. е. имеется возможность постоянно поддерживать оптимальный режим производства;

- возможность автоматизации и механизации производства.

2. Принцип противотока. Противотоком называются противоположно направленные движения взаимодействующих веществ.

Принцип противотока используют в подавляющем большинстве производственных процессов:

- проведение химических реакций; - поглощение газов; - растворение твёрдых тел;- нагревание исходных веществ;- охлаждение продуктов реакции.

3. Принцип автотермичности. 4. Принцип комплексного использования сырья. Почти в каждом химическом производстве, кроме готового продукта, образуется отходы производства.

Отходы производства могут образовываться:

- при протекании основной реакции вместе с готовыми продуктами;

- вследствие неполноты протекания реакции;

- благодаря побочным реакциям;

- из-за наличия примесей в сырье.

В связи с этим возникает необходимость решать следующую задачу: превращение отходов в побочные продукты, что позволяет полнее использовать все содержащиеся в сырье вещества.

Это в свою очередь способствует:

- снижению себестоимости продукции;

- в значительной мере предотвращает загрязнение окружающей среды.

5. Принцип кооперативного производства реализуется за счёт того, что:

- одно предприятие поставляет один или несколько готовых продуктов в качестве сырья другому предприятию;

- химическая промышленность снабжает своими продуктами энергетическую промышленность, машиностроение транспорт и т. д.

!!! Важнейшая задача химической технологии - определение условий для экономически целесообразного осуществления тех или иных химических реакций в виде технологического процесса при наличии определённых видов сырья.