
- •Раздел 1. Введение в курс.
- •Комплексное использование сырья
- •Совершенствование методов выделения целевых продуктов и очистки всех потоков, которые попадают в окружающую среду.
- •Комбинирование производств
- •Повышение степени энергосбережения на предприятиях химической промышленности
- •Создание агрегатов большой единичной мощности
- •Интенсификация хтп
- •Раздел 2. Разработка химической концепции метода.
- •Время пребывания исходных веществ в реакционной зоне.
- •Объемная скорость
- •Алгоритм разработки химической концепции хтп
- •Термодинамический анализ
- •Изобарно-изотермический потенциал (энергия Гиббса)
- •Связь константы с равновесным выходом
- •Связь константы равновесия с энергией Гиббса
- •Анализ зависимостей изменения константы равновесия от температуры при различных знаках ∆н и ∆s реакции.
- •Качественная оценка условий проведения процесса.
- •Влияние температуры
- •Влияние соотношения реагентов на их степень превращения и выход продукта
- •Соотношение реагентов – стехиометрическое
- •Один из реагентов - в избытке
- •Влияние величины общего давления
- •Влияние введения в систему инертного компонента (d), при сохранении величины общего давления
- •Вывод продукта из зоны реакции
- •Понятие элементарной реакции
- •Простые по механизму и стехиометрически простые реакции
- •Зависимость константы скорости элементарной реакции от температуры
- •Зависимость дифференциальной селективности от концентраций реагирующих веществ
- •Зависимость дифференциальной селективности от температуры
- •Особенности кинетики окисления оксида азота (II) в оксид азота (IV)
- •Скорость обратимых реакций
- •Обратимая эндотермическая реакция
- •Раздел 3. Химическое производство как химико-технологическая система (хтс).
- •Раздел 4. Основные принципы разработки хтс и способы их реализации.
- •Принцип наилучшего использования сырья.
- •Избыток реагентов ускоряет как химическую, так и диффузионную стадии процессов.
- •Подавление побочных реакций.
- •Принцип наибольшей интенсивности процесса.
- •Принцип наилучшего использования энергии.
- •Принцип экологической безопасности химических производств.
- •Раздел 5. Реализация основных принципов разработки и организации хтс на примерах конкретных производств.
- •Производство технологических газов конверсией метана.
- •Паровая конверсия
- •Термодинамика процесса
- •Кинетика процесса
- •Выбор оптимальных условий для проведения паровой конверсии метана
- •Катализатор и температура
- •Соотношение исходных веществ
- •Паровоздушная конверсия метана
- •Паровая конверсия монооксида углерода
- •Термодинамика процесса
- •Кинетика процесса
- •Выбор оптимальных условий для проведения паровой конверсии монооксида углерода
- •Катализаторы и температура
- •Соотношение исходных веществ
- •Очистка от диоксида углерода
- •Моноэтаноламиновая очистка
- •Карбонатная очистка
- •Очистка от монооксида углерода
- •Промывка жидким азотом
- •Тонкая очистка метанированием
- •Катализаторы синтеза аммиака.
- •Производство метанола.
- •5.6. Производство этанола.
-
Принцип экологической безопасности химических производств.
К ландшафтным нарушениям относятся:
- нарушение земельных угодий в результате прокладки трубопроводов, линий электропередач, дорог;
- отвод земляных участков под промышленные объекты и, соответственно, изъятия их из сельскохозяйственного и рекреационного оборотов;
- выработанные пространства в результате добычи полезных ископаемых;
- отвальные площади и шлаконакопители.
Экологические нарушения включают:
- изменения гидрогеологии в регионе;
- загрязнение прилегающих территорий, воздушного и водного бассейнов.
Производство воздействует:
- атмосфера забирается воздух в качестве сырья и для других технологических нужд; выбрасываются с газами вредные вещества;
- гидросфера: забор воды в качестве сырья и для других технологических нужд (например, в качестве охлаждающего агента в теплообменниках); истощение континентальных гидроресурсов и их загрязнение;
- литосфера: истощение запасов природных ресурсов; загрязнение поверхности земли отходами производства; невозобновляемые ресурсы уничтожаются, рассеиваются (металлы).
Рассеивание тепла влияет на температурный режим среды обитания всего живого и может нарушить динамику про исходящих в ней процессов. Тепловые выбросы ХТС — это тепло дымовых газов; тепло, выводимое оборотной водой и с воздушным охлаждением; потери тепла в окружающую среду.
В настоящее время под безотходной технологией понимают такой принцип организации производства, при котором цикл: сырьевые ресурсы - производство - потребление - построен с рациональным использованием всех компонентов сырья, всех видов энергии и без нарушения экологического равновесия
Отсюда появляется понятие – малоотходная технология - способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами (в частотности, ПДК).
Следует отметить, что допустимые пределы воздействия на окружающую среду определяются устойчивостью соответствующих экосистем. Под термином устойчивость понимают способность системы сохранять свои свойства при изменении параметров её функционирования. Величина воздействия, которое данная система может перенести без вреда для себя, называют буферной емкостью системы.
Основными причинами образования отходов являются:
- наличие примесей в сырье;
-протекание побочных реакций;
- неполнота протекания основного взаимодействия;
- образование побочных продуктов в основных реакциях.
Следовательно, для сокращения количества отходов и создания "чистых" производств необходимо осуществлять максимальное совершенствование ХТС при комплексном использовании сырья.
Таким образом, к созданию "чистых" производств с минимальным воздействием на окружающую среду приведут:
- разработка ресурсо- и энергосберегающих технологий;
- организация рециклов по сырьевым, энергетическим и вспомогательным потокам;
- регенерация отходов и кооперирование производств;
- широкое применение системного подхода, как на (стадии проектирования и строительства предприятий, так и при эксплуатации химических производств;
- постоянный экологический мониторинг и прогнозирование последствий функционирования ХТС.