13. Основні закономірності хіміко-технологічних процесів. Складові хімічного процесу.

Хіміко-технологічний процес – це сукупність фізичних,хімічних і фізико-хімічних процесів, які мають на меті перетворити сировину у цільовий продукт.

Існує три стадії хім.-техн. процесу:

1.підготовка сировини до переробки та подача компонентів у реактор;

2.хімічне перетворення(головна стадія);

3.відокремлення цільового продукту з продуктів реакції і надання йому товарного вигляду.

У хіміко-техн. процесах відбуваються фізичні (теплові, дифузійні, гідродинамічні) та фізико-хімічні (подрібнення та гранулювання).

Хім.-техн.процеси класифікують на: високо- і низько температурні; фотохімічні; електрохімічні; біохімічні; радіаційно-хімічні; каталізні і не каталізні та плазмохімічні.

За агрегатним станом хім.-техн.процеси бувають: гомогенні і гетерогенні. За напрямком руху теплових і матеріальних потоків: однобічні (матеріальні та теплові потоки в агрегатах рухаються ǀǀ в одному напрямку), перехресні (матеріальні та теплові потоки рухаються перпендикулярно один до одного), зустрічні і змішані ( у різних напрямах)

За тепловим ефектом хімічні процеси: екзотермічні та ендо-. Хімічний процес супроводжується виділенням або поглинанням тепла.

14. Поняття про швидкість хіміко-технологічного процесу. Визначення швидкості хімічних процесів.

Хіміко-технологічний процес складається з сукупності фізичних і хімічних явищ. Він складається з таких стадій:

1) підведення реагуючих компонентів у зону реакції;

2) хімічних реакцій;

3) відведення із зони реакції отриманих продуктів.

Підведення реагуючих компонентів в зону реакції відбувається молекулярної дифузією або конвекцією. При сильному перемішуванні реагуючих речовин конвективний перенос називають також турбулентної дифузією. У двох-або багатофазних системах підведення реагуючих компонентів може відбуватися абсорбцією або десорбцією газів, конденсацією парів, плавленням твердих речовин або розчиненням їх в рідині, випаровуванням рідин або сублімацією твердих речовин. Міжфазний перехід - це складний дифузійний процес.

Ле Шател'є сформулював свій принцип: в системі, яку виведено зі стану рівноваги в результаті зовнішній дії, самотужки протікають зміни, що зменшують ці дії.

Швидкість технологічного процесу за цільовим продукту є результуюча швидкостей прямої, зворотної та побічних реакцій, а також турбулентної і молекулярної дифузії вихідних речовин у зону реакції та продуктів з цієї зони. Зміна концентрації основного вихідної речовини і продукту реакції протягом процесу характеризується кривими, які різні для простих і складних реакцій, а також для процесів, що протікають по типу ідеального витіснення і повного змішання. Швидкість виробничого процесу визначає продуктивність відповідних апаратів або розміри і кількість їх. Швидкість процесу розраховують за ступенем перетворення вихідної речовини, щодо виходу продукту за певний проміжок часу або через константу швидкості процесу.

15. Рівновага та вихід продукту в хіміко-технологічних процесах.

При рівновазі швидкості прямого та зворотного процесів урівнюються.

Якісний вплив умов процесу на рівновагу хімічних реакцій визначається принципом Ле Шательє, згідно з яким у системі, виведеній зовнішньою дією із стану рівноваги, самодовільно проходять зміни, які намагаються повернути систему до рівноваги.

Для зсуву рівноваги реакції вправо використовують підведення чи відведення теплоти, зміна тиску, збільшення концентрацій реагуючих компонентів, виведення кінцевих продуктів із зони реакції.

Ступінь досконалості технологічного процесу визначається виходом продукту і його якістю. Під виходом продукту розуміють відношення фактично отриманого продукту до теоретичного виходу.

Для техніко-економічних розрахунків використовується фактичний вихід, який досить повно характеризує ступінь досконалості технологічного процесу.

Фактичний вихід – відношення фактично отриманого продукту до кількості, яка була в стані рівноваги.