2. Поняття про хіміко-технологічні процеси, їх схематичне оформлення та параметри роботи.

Виробничі процеси в різних галузях хімічної промисловості характери-зуються великою складністю фізичних, механічних, електричних, високотемпературних та інших процесів і багатоетапністю, але виробничий процес прийнято називати хіміко-технологічним процесом так як хімічні реакції є серцевиною виробництва.

Хіміко-технологічний процес (ХТП) – сукупність взаємопов’язаних фізичних та хімічних операцій, реалізація яких у певній послідовності дозволяє із вихідної сировини чи напівпродуктів отримати цільовий продукт.

ХТП крім підготовки сировинних компонентів (матеріалів) та збагачення і очищення цільових продуктів включає три стадії:

1. подачу реагуючих компонентів у зону реакції;

2. хімічні реакції;

3. відведення із зони реакції отриманих продуктів.

Стадія подачі компонентів повинна забезпечити їх надходження у необхідних співвідношеннях та максимально можливу гомогенізацію їх суміші шляхом механічного перемішування та інших процесів (плавлення та розчинення, возгонки – конденсації, адсорбції – десорбції).

Як правило, в системі протікає кілька послідовних чи паралельних реакції з утворенням цільового чи побічного продукту, але при аналізі виробничих процесів враховують , як правило, лише ті реакції, які мають визначальний вплив на вихід та якість цільових продуктів.

Сумарна швидкість ХТП лімітується найповільнішою їх стадією. Процес характеризується кінетичною (швидкістю реакції) та дифузійною областями (швидкістю подачі компонентів).

Для більшості ХТП основними параметрами є: температура, тиск, каталізатор і його активність, концентрації взаємодіючих речовин і їх вид (тверді, рідкі), спосіб і параметри змішування компонентів, рівень кислотності. Оптимізація технологічних параметрів забезпечує максимальну продуктивність праці і найкращі економічні показники.

Характер і величина параметрів технологічного процесу покладено в основу класифікації ХТП.

Найпростішою є класифікація ХТП за наступними критеріями:

а) видом вихідної сировини;

1. типом основної хімічної реакції;

2. способом організації процесу;

3. кратністю обробки сировини.

За видом вихідної сировини ХТП поділяють на процеси по переробці мінеральної, рослинної і тваринної сировини.

За типом основної хімічної реакції ХТП поділяють на процеси, які ґрунтуються на:

• простих і складних реакціях;

• оборотних і необоротних реакціях;

• гомогенних і гетерогенних реакціях;

• каталітичних реакціях;

• ендотермічних і екзотермічних реакціях;

• електрохімічних реакціях;

• фотохімічних реакціях;

• радіаційно-хімічних реакціях.

Прості реакції є одно стадійними, а складні – багатостадійними. Гомогенні і гетерогенні реакції протікають між речовинами, що знаходяться в одній чи різних фазах відповідно.

За способом організації процесу ХТП можуть бути періодичними, безперервними і комбінованими.

У періодичних процесах сировину вводять в реактор окремими порціями, а після завершення циклу також дискретно виводять цільовий продукт.

У безперервних процесах сировину вводять в реактор постійним потоком. Після її перетворення в цільовий продукт, останній також безперервно виводять з реактора.

Комбіновані процеси можуть характеризуватись різними комбінаціями безперервності та дискретності введення сировини і виведення продукту: періодичним введенням сировини та безперервним виведенням продукту; безперервним введенням сировини та періодичним виведенням продукту; періодичним введенням одного компонента, безперервним – другого при безперервному виведенні продукту.

За кратністю обробки сировини ХТП поділяють на процеси з розімкнутою (відкритою), замкнутою (закритою) і комбінованою схемами .

В процесах з відкритою схемою сировина за один цикл перебування в реакторі перетворюється на цільовий продукт. В процесах із закритою схемою через недостатній ступінь перетворення на цільовий продукт для досягнення прийнятної повноти реакції необхідне багаторазове повернення відокремленої від продукту сировини, що не прореагувала, подавати знову на вхід реактора.