3.Технологическая классификация химико-технологических процессов.

1. По механизму осуществления реакции:

1)простые(одностадийные)

2) сложные(многостадийные):

-параллельные;

-последовательные;

-последовательно-параллельные

2. по молекулярности( молекулярность определ-ся числом молекул участвующем в элементарном хим-ом взаимод-ии):

1)мономолекулярные

2)бимолекулярные

3)тримолекулярные

3. по порядку р-ции(порядок- это сумма показателей степеней у концентрации реагирующих в-в в кинетическом уравнении.):

1)нулевого(w°_r=k)

2)первого(w_r=k∙C_A)

3)второго(w_r=k*C_A²; w_r=k*C_A*C_B)

4)третьего(w_r=k*C_A²*C_B; w_r=k*C_A*C_B²)

5)дробного(w_r=k*C_A^0.78*C_B^0.2)

4. по фазовому составу:

1)гомофазные – р-ции в которых исходные реагенты стабильные промежуточные в-ва и продукты р-ции находятся в пределах одной фазы.

2)гетерофазные – р-ции в которых исходные в-ва, стабильные промежуточные в-ва и продукты р-ции образуют более, чем одну фазу.

5. по зоне протекания р-ции:

1)гомогенные – протекают в объеме одной какой-либо фазы.

2)гетерогенные – протекают на поверхности раздела фаз.

6. по применению катализатора:

1)каталитические

2)некаталитические

7. по тепловому эффекту:

1)экзотермические – с выделением теплоты и снижением энтальпии р-ции

2)эндотермические – с поглощением теплоты и увеличением энтальпии р-ции.

8. по физическим параметрам:

1)высоко- и низкотемпературные

2)осуществляемые при нормальном, повышенном, среднем и высоком давлении

4.Стехиометрия хим-их превращений.

Стехиометрическое ур-ие показывает в каких соотношениях в-ва вступают в хим-ое взаимодействие.

общий вид уравнения:

ν_АА+ ν_ВВ+…=ν_RR+ν_SS+…

в соответсвии с этим стехиометрическим ур-ем изменение кол-ва веществ участников связаны между собой:

_{= = =}

На стадии хим-го превращения можно определить следующие технологич-ие показатели:

1.степень превращения в-ва – отношение кол-ва в-ва, вступившего в хим-ую р-ию к его первоначальному кол-ву:

X_A=

В том случае если нам необходимо определить степень превращения второго реагента, зная степень превращения первого то можно воспользоваться:

X_B=X_A*

Для того, чтобы определить кол-во продуктов, образующихся в ходе р-ции можно воспользоваться:

N_i=n_i0+ * N_A0*X_A

Для сложных р-ций помимо степени превр-ия определяют такие показатели:

2)селективность- отношение кол-ва исходного реагента пошедшего на целевую р-цию к общему кол-ву исходного реагента пошедшего на все реакцию:

S_R=

3)выход продукта – отношение реально полученного кол-ва продукта к его максимально-возможному кол-ву, которое могло бы быть получено при данных условиях проведения процесса:

E_R=

Уравнение, связывающее выход продукта, степень превращения и выход продукта:

E_R=S_R*X_A

5.Материальный и энергетический баланс.

При разработке химико-технологических процессов проводятся разнообразные расчеты для количественной оценки протекающих операций, а также для определения оптимальных значений параметров технолог-го процесса. Во всех случаях при расчетах учитыв-ся законы гидродинамики, тепло- и массо- передачи из химической кинетики. Поэтому расчеты материальных потоков обычно сочетается с энергетическими расчетами и для этого составляется материальный и энергетический балансы.

Мат.баланс – это вещественное выражение закона сохранения массы в-ва согласно которому во всякой замкнутой системе массы в-в, вступивших во взаимодействие равна массе в-в образовавшихся в результате данного взаим-ия.

Для периодических процессов мат.баланс составляют в расчете на одну операцию для непрерывных процессов за единицу времени. Мат.баланс составляют по уравнению основной суммарной реакции с учетом параллельных и побочных р-ий. Он может быть составлен для всех в-в участвующих в процессе, либо для какого-то конкретного в-ва. Обычно учит-ся не все протекающие р-ии и получаемые побочные продукты, а лишь те которые имеют существенное значение, т.е. мат.баланс носит приближенный характер. Мат.баланс составляют для всего процесса в целом или для отдельных его стадий. При этом учет массы в-в производится отдельно для твердых, жидких и газообразных фаз.

В основу энергетич-го баланса положен закон сохранения энергии, согласно которому кол-во энергии введенный в процесс равно кол-ву выделяющейся энергии, т.е. приход энергии равно расходу.

ХТП связан с затратой различных видов энергии(тепловая,мех-ая,эл-ая). Поскольку в этих процессах тепловая энергия имеет наибольшее значение, то для процессов в основном составляют тепловой баланс. Его составляют с учетом мат.баланса. при этом учитыв-ся и тепловые эффекты хим-х р-ий и физ-их превращений, протекающих в аппарате и с учетом подвода или отвода тепла.

Качество продукции.

В большинстве случаев качество продукции определ-ся их чистотой или содержанием в них основного в-ва. Произв-во высоко-чистых или концентрированных продуктов важно не только с точки зрения качества конечного продукта, но и по следующим причинам. Например, потребление концентрированных продуктов повышает эффективность процессов в которых они использ-ся в качестве сырья. Это имеет наибольшее значение для хим-ой промыш-ти, продукция которой представляет собой главным образом сырье или средство потребления, а не предмет непосредственного потребления. Повышение конц-ции полезного в-ва в многотонажных хим-их продуктов имеет также с точки зрения экономии на транспортных перевозках. Большие требования качеству хим-их продуктов предъяв-ся при произв-ве хим-их реактивов и особо чистых в-в, применяемых в качестве полупроводниковых материалов и в ядерной технике. Качество каждого хим-ого продукта, т.е. его состав и св-ва должны удовлетворять требованиям, изложенным государственныи стандартам, где указыв-ся основные показатели, характеризующие продукт или предмет.