Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті

Химия факультеті

Химиялық технология және экология кафедрасы

Рахимжанова н.Ж.

х.ғ.к., доцент

«Химиялық технологиялық өндірісінің негізгі процестері және аппараттары»

пәні бойынша

ДӘРІСТЕР КУРСЫ

Мамандығы: 5В050720- «бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы»

Қарағанды 2012

Дәріс 1. «Процесстер мен аппараттар» курсы пәні

Жоспар:

1.Кіріспе

2. Процестер мен аппараттар жөніндегі ғылымның пайда болуы және дамуы.

3. Негізгі процестердің жіктемесі

1. Химия өнеркәсібінде алғашқы заттардың химиялық әрекеттесу нәтижесінде олардың агрегаттық күйінің өзгеруіне, құрамы мен ішкі құрылысының өзгеруіне әкелетін терең ауысуларға ұшырайтын әртүрлі процестер іске асырылады. Химия-технрологиялық процестердің негізі болып табылатын химиялық реакциялардан басқа көптеген физикалық, оның ішінде механикалық және физико-химиялық процестер де жүреді. Ондай процестерге төмендегілер жатады: сұйықтардың және қатты материалдардың жылжуы, қатты заттардың ұнтақталуы және жіктелуі, газдардың сығылуы және тасымалдануы, заттардың қыздырылуы және суытылуы, біркелкі емес газды және сұйық қоспаларды бөлу, ерітінділерді буландыру, материалдарды кептіру және т.б. жатады. Көп жағдайда осы процестерді жүргізу әдістері жалпы өнеркәсіптік процестің іске асырылу мүмкіндігін, тиімділігін анықтайды.

Сонымен, әртүрлі химиялық өнімдер мен материалдардың технологиясы (қышқылдардың, негіздердің, тұздардың минералды тыңайтқыштардың, бояулардың, полимерлі және жасанды материалдардың пластмассалардың және т.б.) жалпы ортақ заңдылықтармен сипатталатын бір типті физикалық, физико-химиялық процестерден тұрады. Бұл процестер әртүрлі өнеркәсіп орындарында жұмыс істеу принциптері бірдей машиналар мен аппараттарда жүргізіледі. Химиялық технологияның әртүрлі салаларында қолданылатын ортақ процестер мен аппараттар негізгі процестер мен аппа­раттар деп аталатын болды. Мысалы, негізгі процестердің біріне компонент қоспалары буларының қысымының айырмасына негізделген, сұйық қоспаларды бөлу болып табылатын - айдау (ректификация) жатады. Бұл процесс оттегі өндірісінде сұйық ауаны бөлу үшін, азот қышқылы өнеркәсібінде су мен азот қышқылын бөлу үшін, жасанды каучук өндірісінде дивинилді алу үшін органикалық өнімдердің күрделі қоспасын бөлу барысында және басқа да өнеркәсіп орындарында қолданылады. Негізгі аппараттар қатарына ректификация процестерінде ғана емес, сондай-ақ, сұйық сорғыштармен газды және булы қоспалардан компоненттерді бөліп алу үшін (абсорбция процестері), газдарды шаңдардан тазарту үшін және т.б. процестерде кеңінен қолданылатын тарелкалы, насадкалы колонналар жатады.

Насостар мен компрессорлар, сүзгіштер мен ортадан тепкіш күшті айналдырғыштар (центрифугалар), жылуалмастырғыштар және кептіргіштер де көптеген химия өнеркәсібінің негізгі қондырғысын құрайтын аппараттар мен машиналар қатарына жатады.

«Процестер мен аппараттар» курсында негізгі процестер теориясы,сол процестерді жүргізу үшін қолданылатын аппараттар мен машиналардың орнатылу принциптері және есептеу әдістері қарастырылады. Негізгі процестер заңдылықтарының сараптамасын және аппараттарды есептеудің жалпылама әдістерін жасау физика, химия, физхимия, термодинамика, экономика сиқяты және басқа ғылымдардың іргелі заңдарын пайдалана отырып жүргізіледі. Курс химия өнеркәсібінің қолданылу саласына байланыссыз әртүрлі процестер мен аппараттар арасындағы өзара ұқсастықты анықтау негізінде құрастырылады.

Бұл курста сондай-ақ, лабораториялық процестер мен аппараттардың өнеркәсіптік түрлеріне өту заңдылықтары да қарастырылады. Бір масштабтан екінші масштабқа өту заңдылықтарын және бір жүйе – модель үшін алынған мәліметтерді нақты өлшемдегі объектіге ауыстыра білу химиялық технологиядағы көптеген өнеркәсіптік процестерді жобалау үшін қажет. Мысалы, лабораторияда зерттелген (аз масштабтағы) химиялық процесті оның жүру заңдылықтары, реакция механизмі бойынша бірдей көрсеткіштермен ірі масштабта қайталанбауы мүмкін. Өнеркәсіптік реакторда процесті іске асыру үшін процестің химиялық мәнінен басқа аппараттың құрылысы, ағындардың ағу режимі, жылу мен масса ағындарының жылдамдығы және т.б. сияқты параметрлерді де ескерілуі қажет. Осы факторлардың біріккен әсері макробөлшектердің массалық ағынына байланысты процестің макрокинетикасын анықтайды. Процестер мен аппараттар ғылымында химиялық технологиядағы негізгі процестердің макрокинетикасы зерттеледі. Мұнда тәуелсіз молекулярлық деңгейде жүретін және физика, физикалық химия, химиялық термодинамика сияқты ғылымдарда қарастырылатын жылуөткізгіштік, молекулалық диффузия т.б. сияқты қарапайым процестермен сипатталатын макрокинетиканың мәліметтері қолданылады. Яғни, «Химиялық технологиядағы процестер мен аппараттар» курсын оқудың мәні өнеркәсіптік физикалық және химиялық процестерді және оларды жүргізу үшін қажет аппараттарды зерттеу үшін өте жоғары болып саналады.

Сонымен, «Химиялық технологиядағы процестер мен аппараттар» курсы химиялық технологияның теориялық негіздерінің маңызды бір бөлігі болатын инженерлік пән. Бұл курсты химиялық технологияның әртүрлі салаларын ғылым ретінде көрсететін пәндер кешенінің бір құрам бөлігі ретінде сипаттауға болады. Мұндай пәндер қатарына жалпы химиялық технология және инженер (химик-технолог) маманы дайындалатын химия өнеркәсібінің нақты саласының технологиясы жатады. Бұл курс химия-технологиялық процестердің өнеркәсіптік сұлбаларын салу принциптерін біріктіру арқылы химиялық технологияның негізгі заңдылықтарын зерттейтін және шикізатты, энергияны тиімді пайдалану сұрақтарын сараптайтын «Жалпы химиялық технология» пәнімен өте тығыз байланысты. Бұл екі пән де химиялық технологияның кез келген саласында пайдаланатын процестердің техникалық-экономикалық аспектіден алғанда тиімді жақтарының жалпы бастапқы кезеңдерін қарастырады.