- •Раздел 1
- •1.2 Перспективы и основные направления
- •2. Комбинирование производств
- •3.Разработка энергосберегающих технологий.
- •4. Создание агрегата большой единичной мощности
- •5. Новые методы интенсификации х.Т.Процессов
- •Раздел 2
- •2.3Принцип Ле-Шателье. Приемы смещения равновесия
- •2.4Использование законов химической кинетики при разработке хтп. Понятие элементарной реакции, простых по механизму и стехиометрии реакции. Закон действия масс. Кинетические уравнения.
- •Раздел 3.
- •3.1.Системный подхол к решению проблем.Понятия:система,подсистема,элемент.Признаки больших систем.Этапы разработки сложных систем. Задачи анализа и синтеза.
- •3.2Свойства хтс. Иерархические уровни хтс. Методы анализа.
- •3,3Модели хтс и их описание. Обобщенные модели
- •3.4Классификация хтс по структуре и по типу функционирования во времени.
- •3,5Рециклы в хтс и характеристические функции.
- •3.6.Непрерывные,периодические
- •Раздел 4
- •4,4Принцип наилучшего использования сырья
- •1. Использование одного из реагентов в избытке
- •1.2. Смещение равновесия при обратимых реакциях.
- •1.4. Противоток веществ.
- •1.5. Подавление побочных реакций.
- •2. Комбинирование производств
- •4,2Принцип интенсивности процесса
- •4.3Принцип наилучшего использования энергии
- •2). Выбор относительного движения тепловых потоков.
- •3). Рациональное проведение процесса при высоких температурах.
- •4.4Принцип соразмерности.
- •4.5.Принцип экологической безопасности
2. Комбинирование производств
Комбинирование производств возможно по нескольким принципам.
Первый случай комбинирования - на основе комплексного использования
сырья, то есть когда сырье имеет сложный состав и необходимо выделить и использовать максимальное количество его компонентов. В этом случае параллельно на одной производственной площадке должно быть развернуто
производство целого ряда продуктов. Пример: цвет.мет в наст.время при переработке свинцово-цинковых руд извлекают 18 элементов и производят 40 видов продукции. При переработке медно-никелевых руд извлекаются 25 элементов.
Второй случай комбинирования – последовательное комбинирование, когда
при производстве какого-либо продукта на данном производстве из него
производятся другие продукты (товары). Обычно на одном комбинате соединяют производства нескольких продуктов. Например, при производстве синтез-газа паровой конверсией метана в дальнейшем получают как аммиак, так и мочевину (карбамид):
Реакции:
CH 4 +2H2О = CО2 + 4H2
N2 + 3H2 = 2NH3 (1.8)
CО2 + 2NH3 = (NH2)2CО + Н2О
Из синтез-газа также можно получить метанол и уксусную кислоту. Из
аммиака - азотную кислоту и азотные удобрения и т.п.
Это прием, когда получающийся химический продукт перерабатывается в
другие продукты на данном предприятии, позволяет исключить значительные расходы на транспортные операции, на хранение, на погрузку и выгрузку. Такой набор производств реализовался в производственных объединениях «Азот» в советское время.
Третий случай комбинирования – переработка побочных продуктов.
Реализация комплексного использования сырья препятствует наличие большого количества трудностей:
-
Необход. Больших исходных капиталовложений
-
Наличиемежотраслевых проблем
3.Разработка энергосберегающих технологий.
Проблема использования энергетических ресурсов в химической
промышленности имеет ресурсосберегающий, экономический и экологический
аспекты.
Основными видами энергоресурсов, используемых в химической промышленности, являются
- тепловая энергия - 48%
- электроэнергия - 44%
- топливо прямого использования - 8% .
Проблема энергосбережения связана с всѐ увеличивающимся количеством
народонаселения (в 2011 г. оно достигло 7 млрд. человек) и опережающим
возрастанием потребления энергоресурсов. В основном потребляют невозобновляемые горючие ископаемые – нефть, газ, уголь.
Экономический аспект проблемы связан с тем, что доля стоимости энергии в
себестоимости химической продукции достигает в некоторых производствах 60%.
Поскольку стоимость энергоносителей ежегодно возрастает, без
энергосбережения химические производства становятся нерентабельными.
И, наконец, экологический аспект проблемы связан с низким коэффициентом
использования энергии (менее 40 %), что приводит к попаданию в окружающую
среду ≈ 60 % потребляемой энергии (к тепловым выбросам). Прежде всего, это тепло дымовых газов; тепло, выделяемое оборотной водой и воздушным
охлаждением; потери тепла в окружающую среду через теплоизоляцию
помещений, аппаратов, коммуникаций.
ХТС обладает внутр.источниками энергоресурсов: тепло выделяемое при экзотермическом процессе,высокие температуры при кот проводят эндотермическ.процессе ,отходы нефтехими.и орган.технолог. образующ. В процессе крекинга,пиролиза предсавляет собой горючие углеводороды .
Препятствия для их использования: малотоннажность производств, периодичность процессов, трудности использования тепла в низкотемпер.экзотерм. процессах.