Раздел 3. Химическое производство как химико-технологическая система (хтс).

3.1. Системный подход к решению проблем. Понятия: система, подсистема, элемент. Признаки больших систем. Этапы разработки сложных систем. Задачи анализа и синтеза.

Системный анализ - методология комплексного решения проблем на основе системного подхода. Задачи, решаемые с помощью системного анализа, характеризуются:

- многофункциональностью, Т.е. одновременным решением ряда проблем;

- сложностью самого объекта;

- междисциплинарностью;

- ограниченностью во времени и ресурсах;

- разнородностью факторов, допускающих и не допускающих количественную оценку.

Один из основоположников теории систем американский ученый Р. Прайс Определил: "Системный подход — это подход к проблеме как к системе").

Сложные системы отличают размеры, число составляющих элементов и количество выполняемых функций. Так, система синтеза аммиака мощностью 360 тыс. т. в год включает 24 аппарата, связанных между собой 25 материальными потоками, 94 аппарата, которые связывают 115 энергетических потоков, а также 11 обратных связей (рециклов) по материальным и энергетическим потокам. Эти элементы должны быть взаимосвязаны и взаимодействовать между собой в процессе функционирования системы. Есть взаимное влияние всех составных частей на собственные свойства и поведение и на свойства системы в целом. В эндотермическом процессе дегидрирования этилбензола в стирол используется железооксидный катализатор, который со временем теряет свою активность. Это приводит к уменьшению выхода стирола и необходимости повышения температуры процесса. Следовательно, требуется скорректировать режимы работы теплообменников, паронагревателя и ректификационных колонн, поскольку из-за изменения условий процесса меняются селективность и состав реакционной массы.

Свойство системы. В зависимости от влияния эффекта взаимодействия внутри системы все свойства и показатели могут быть поделены на две группы: целостные и аддитивные. Целостными такие свойства и показатели, которые присущи только системе как целостному объекту. Они не являются простой суммой (совокупностью) возможностей ее элементов и подсистем. Аддитивными называют такие свойства и показатели систем, которые определяются только возможностями подсистем и представляют собой их сумму.

Система, имеющая большое количество взаимно связанных и взаимодействующих между собой элементов, обеспечивающих выполнение системой некоторой достаточно, сложной функции, называется сложной системой.

С овокупностью элементов данной системы может рассматриваться как ее подсистема. Обычно подсистемами являются самостоятельно функционирующие части системы, допускающие разложение на элементы в рамках поставленной задачи. В ХТС они связаны между собой материальными, энергетическими и информационными потоками, образующими внутренние связи системы. Связи эти весьма многочисленны, поэтому важно выделить основные, т.е. «системообразующие» связи. С другой стороны, система связана с окружающей средой и другими системами при помощи внешних связей.

Внешние связи можно разделить на входы: Х - потоки, направленные к системе и реализующие внешние воздействия на систему, и выходы: У - потоки, исходящие от системы, и представляющие собой результат ее функционирования, воздействия на другие системы и окружающую среду. Входы и выходы могут быть как позитивными, так и негативными.

Каждая подсистема рассматривается как более простая система (т.е. низшего ранга), которую можно представить в виде совокупности еще более простых взаимосвязанных составных частей. Такое расчленение систем можно проводить вплоть до подсистем самого низшего ранга, которые являются элементами.

Таким образом, элементы — это условно неделимые части системы. Элементом может быть химический реактор или в результате его дальнейшей декомпозиции, полки с катализатором или зерно самого катализатора.

Существенны не все свойства элемента, а только те, которые определяют его взаимодействие с другими элементами системы или влияют на свойства системы в целом. Элементы, образующие систему, взаимосвязаны и, благодаря этому, влияют друг на друга. Это взаимовлияние обуславливает свойство системы, называемое интерактивностью.

Признак больших систем – принцип единства цели и зависимость ее эффективности от изменений, происходящих в каждой подсистеме. Иерархия целей: цели высшего ранга расщепляются на подцели более низкого ранга. Там, где ясен уровень, который может быть достигнут, появляется задача - цель, определённая количественно и во времени.

Задачи синтеза - выбор структуры и значений параметров, исходя из заданных свойств системы; задачи анализа - изучение свойств и поведения системы в зависимости от её структуры и значений параметров.

Эти задачи можно интерпретировать как

-проектирование и создание новых производств;

-эксплуатация действующих производств, их интенсификация и повышение эффективности функционирования.

Методы позволяют выбирать оптимальные решения, исходя из заданного критерия и ограничивающих условий, т. е. решать задачи оптимизации.

Главные принципы системного подхода:

1) представление объекта как системы, исследование ее структуры;

2) определение целей функционирования системы и соответствия целей отдельных подсистем и элементов функционированию системы в целом;

3) определение тех свойств элементов, которые влияют на функционирование системы в целом и определяют её взаимодействие с окружающей средой и другими системами;

4) рассмотрение внешних связей, учитывающих влияния на функционирование системы и последствия её воздействия на другие системы;

5) сочетание индуктивного (от частного - к Общему) и дедуктивного (от общего - к частному) методов исследования в соответствии с иерархической структурой системы и поставленной задачей;

6) выявление целостных (эмерджентных) и аддитивных свойств и показателей функционирования системы.

П ри разработке ХТС анализ исходного сырья позволяет предположить различные варианты его переработки в требуемый продукт, что является исходным пунктом для разработки химической концентрации метода. На основе исследования равновесия и кинетики процесса, расчета материальных и тепловых балансов, разрабатывается химический реактор, организуемый впоследствии в реакторную подсистему. В соответствии с выбранным альтернативным методом химической переработки, появляются требования к исходному сырью, и рождается система подготовки сырья. В зависимости от получаемых в реакторе фаз разрабатываются подсистемы разделения непрореагировавшего сырья и продуктов с их последующей очисткой.

3.2. Признаки ХТС как большой системы. Основные понятия и определения. Свойства ХТС: надежность, устойчивость, чувствительность. Иерархические уровни ХТС. Методы системного анализа, применяемые для анализа ХТС.

Химико-технологическая система - совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций по переработке исходного сырья в целевые продукты с участием химических превращений.

ХТС как сложная система характеризуется следующими признаками:

1) Большие размеры системы как по числу составляющих её элементов, так и по количеству выполняемых функций;

2) взаимосвязь подсистем, их взаимодействие в процессе функционирования и взаимное влияние как на собственные свойства, так и на свойства системы в целом;

3) многоуровневая (иерархическая) структура управления;

4) существование единой цели действия всех подсистем и зависимость eё эффективности от изменений, происходящих в каждой подсистеме;

5) наличие взаимодействия с внешней средой и функционирование в условиях воздействия случайных факторов.

6) необходимость и возможность высокой степени автоматизации с применением управляющих ЭВМ.

О ценка эффективности функционирования ХТС должна включать учет надежности как отдельных элементов и подсистем, так и системы в целом. Надежность ХТС должна обеспечить: безопасность работы обслуживающего персонала и оборудования, регламентированное время непрерывной работы между плановыми остановками на предупредительный ремонт и профилактику оборудования, производительность и качество целевого продукта, соблюдение норм по защите окружающей среды.

Экономические потери, связанные с производственными неполадками, складываются из потерь прибыли (вследствие прекращения производства продукции) и непроизводительных затрат на остановку агрегата, ликвидацию последствий остановки, неплановый ремонт оборудования и пуск агрегата после устранения неполадок

Надежность — это способность системы сохранять заданные параметры функционирования в течение определенного времени и характеризуется частотой отказов отдельных элементов выполнять и сохранять заданные функции, определяющие работоспособность системы в целом.

Причины отказов:

Проектно-конструкторский отказ возникает вследствие несовершенства используемых методов разработки и конструирования оборудования, нарушения установленных правил при проектировании, а также ошибок проектировщиков и конструкторов.

Производтсвенно-изготовительный отказ возникает вследствие нарушения и несовершенства технологических процессов изготовления оборудования, качества монтажа профилактического обслуживания, подготовки к пуску агрегатов.

Эксплуатационно-технический отказ возникает вследствие нарушения регламентированных значений параметров химико-технологического процесса, н условий эксплуатации оборудования, износа оборудования и коммуникаций, из-за неисправности оборудования: износа оборудования и коммуникаций, из-за неисправности системы контроля и управления, а также непредусмотренных воздействий окружающей среды и ошибок обслуживающего персонала.

Устойчивость — это способность ХТС возвращаться в исходное (стационарное, установившееся) состояние после устранения возмущений, вызвавших выход системы из этого состояния.

Чувствительность ХТС к внешним и внутренним возмущениям (воздействиям) — это способность системы реагировать на них, т.е. изменять параметры состояния.

П араметрическая чувствительность — это чувствительность режима процесса к незначительным изменениям его параметров: например, небольшие изменения температуры на входе в реактор могут привести к скачкообразному изменению температуры в реакторе.

Методы системного анализа системы:

Совокупность уровней, на которых расположены подсистемы, называется иерархией. Построение иерархии определяется поставленными задачами.

Для химического производства обычно выделяют четыре уровня иерархии.

Первый уровень — это отдельные машины и аппараты, на этом уровне реализуется система автоматического регулирования (САР).

Второй уровень – машины и аппараты объединяются в отделения или агрегаты, осуществляющие определенную операцию, для управления которыми применяется автоматическая система управления технологическим процессом (АСУТП).

Третий уровень - совокупность отделений образует цеха по производству целевого продукта, управляемые АСУ.

Высший уровень (четвертый) - химическое производство в целом, объединяющее различные цеха и вспомогательные службы.

Системный анализ:

Эвристические методы базируются на знании фундаментальных законов, размышлениях, догадках, соображениях специалистов, основанных на их опыте.

Эволюционные методы предопределяют последовательное развитие системы от простой к более сложной.

Д екомпозиция предполагает расчленение на части системы (Т. е. выделение подсистем и элементов) с целью ее детального анализа и выявления соответствующих связей. Этот процесс в настоящее время не формализован и носит эвристический характер.

3.3. Модели ХТС и их описание. Обобщенные (качественные) модели: операционно-описательные и иконографические. Технологическая, структурная и функциональная схемы. Операторная схема, основные и вспомогательные операторы.

В качестве первого уровня наглядного изображения ХТС после разработки химической концепции метода является функциональная схема системы. Она показывает, какие технологические операции и в какой последовательности необходимо осуществить для реализации разработанного химического процесса в промышленном масштабе.

Представляет собой обобщенную функциональную схему, которая детализируется путем представления каждого макроблока в виде совокупности блоков, отвечающих определенным операциям (т, е. «функциям»). Такая схема позволяет получить общее представление о ХТС и является предпосылкой для аппаратурного оформления системы и разработки технологической схемы.

Технологическая схема ХТС дает наиболее полное качественное представление об ее организации. Каждый аппарат представляется в виде условного стандартного изображения, а потоки (связи) - стрелками, соответствующими их направлению Соотношение размеров аппаратов и расположение их на схеме соответствует реальному. При этом приводится спецификация оборудования. Иногда на этих схемах дастся информация о составе потоков и технологических параметрах процесса, а также приводится схема автоматического контроля и регулирования.

Эти схемы наглядны и широко используются как на стадия проектирования, так и при эксплуатации ХТС

Операторная схема представляет собой совокупность технологических операторов. Технологический оператор - символ аппаратов как элементов системы, в которых происходит качественное или (и) количественное преобразование параметров потоков в результате протекания в них химических или физико-химических процессов. Любой типовой процесс химической технологии можно считать типовым технологическим оператором. Операторы подразделяются на две группы: основные и вспомогательные. Основные это технологические операторы химического превращения, межфазного массообмена, смешения и разделения. Они обеспечивают функционирование ХТС в требуемом целевом направлении.

Вспомогательные типовые операторы используют для описания изменений энергетического и фазового состояний технологических потоков. К ним относятся операторы нагрева или охлаждения, сжатия или расширения и изменения агрегатного (фазового) состояния вещества.

Типовой технологический оператор изменения агрегатного состояния вещества соответствует физическим явлениям - конденсации, испарения, растворения и т. п.

Структурная схема ХТС представляет собой совокупность безымянных пронумерованных блоков и связей между ними, указывающих направление движения материальных или энергетических потоков.

Эта схема практически не дает информации ни об элементах системы, ни о составе потоков. Она используется в работах, связанных с математическим моделированием и математическими расчетами.

Количественное описание ХТС дают математические модели. Математическая модель ХТС представляет собой совокупность математических моделей элементов (подсистем) и уравнений связей между ними.

Математические модели делятся на символические и графические. Символические (аналитические) модели представляют совокупность, математических соотношений: формул, уравнений, неравенств, описывающих отдельные элементы системы, связи между ними и соответствующие ограничения.

В качестве примера графической математической модели может служить схема-граф потоков. Под ориентированным графом понимают геометрическую фигуру на плоскости, состоящую из множества вершин и связывающих ориентированных дуг. Граф может быть составлен по потокам массы отдельными компонентами, энергии. Для расчета материальных балансов ХТС используют материальный потоковый граф - направленный граф, вершины которого соответствуют элементам (подсистемам) ХТС, а дуги отвечают материальным потокам и устан6авливают связь между вершинами.

3.4. Классификация ХТС по структуре и по типу функционирования во времени: непрерывные, периодические, непрерывно-циклические процессы. Гибкие ХТС. Блочно-модульный принцип их реализации. Связи между элементами ХТС: последовательные, параллельные, последовательно-обводные (байпас), перекрестные, обратные (рециклы).

1. По типу функционирования во времени. Периодической Непрерывной является система с непрекращающимися во времени количествами потока. Непрерывно-циклические системы в целом работают в непрерывном режиме, но с циклически изменяющимися (количественно и качественно) потоками. Гибкими называются быстро перестраиваемые системы в соответствии с внешними или внутренними возмущениями.

2. По структуре. Системы с открытой цепью состоят из элементов и подсистем, через которые потоки проходят лишь один раз. Они характеризуются наличием последовательных, параллельных, байпасных и перекрестных связей. Эти системы характеризуются высокой степенью превращения исходных веществ. 3амкнутыми называются системы, содержащие хотя бы одну обратную связь по потоку сырья или энергии (рецикл). В зависимости от количества рециклов системы могут быть одноконтурными и или многоконтурными.

3. По направлению потоков. Прямоток характеризуется однонаправленностью потоков в системе; при противотоке направления потоков противоположны друг другу. В смешанном варианте в системе в целом реализуется противоток, а в отдельных, аппаратах прямоток. Иногда в системах реализуется перекрестная подача реагентов, когда один компонент подается сплошным потоком, а второй порционно, перпендикулярно ему от секции к секции.

Периодические системы характеризуются прерываемыми во времени потоками. Для периодических процессов характерна существенная нестационарность ХТП и циклический характер работы оборудования. Получение целевого продукта состоит из отдельных, обособленных во времени и пространстве стадий.

Преимуществами периодических систем являются:

- простота системы;

- возможность универсального использования оборудования;

- большая гибкость в плане подбора оптимальных условий и корректировки технологических параметров;

- высокая мобильность систем, благодаря, отсутствию жестких связей, что позволяет организовывать гибкие системы

Недостатками периодических систем являются:

- фактические простои во время загрузки, выгрузки и подготовки к следующему циклу;

- низкий коэффициент использования оборудования, т.е. малая производительность;

- в связи с нестационарностью интенсивные параметры процессов меняются по сложным законам, что затрудняет их автоматизацию и приводит к большому количеству ручного труда;

Малотоннажные производства, системы с переменным ассортиментом продуктов и мало освоенные производства.

Периодический процесс целесообразен в том случае, если скорость основного превращения мала и время для его проведения велико. Тогда продолжительность процессов загрузки, выгрузки и подготовки к следующему циклу не очень заметно отражается на производительности системы.

Непрерывные ХТС характеризуются непрерывной подачей реагентов, непрерывным транспортом промежуточных реагентов внутри системы и непрерывной выдачей продукта. Наиболее характерным вариантом непрерывных процессов является стационарный режим, когда величины потоков постоянны и не зависят от времени. Возможность длительного поддержания стационарного состояния во всех элементах является основным преимуществом непрерывных ХТС. Это обеспечивает максимальную производительность системы при минимальных затратах на автоматизацию.

Основными преимуществами непрерывного производства являются:

- большие количества продукта с единицы объема аппарата;

- исключение потерь теплоты на периодические процессы нагревания;

- большая однородность продукта;

- простота контроля и автоматизации.

Непрерывно-циклическими называют ХТС, в которых постоянны во времени входы и выходы потоков в системе, а также ее структура в целом. Циклически изменяются во времени лишь переменные в некоторых ее подсистемах и структура этих подсистем.

Примером могут служить абсорбционные установки, в которых устанавливаются два последовательных абсорбера. В первом цикле абсорбция протекает в первом абсорбере в то время, как второй абсорбер регенерируется; во втором цикле первый абсорбер ставится на регенерацию, а абсорбция про водится в отрегенерированном втором абсорбере.

Таким образом, каждый абсорбер работает периодически, а система в целом - непрерывно. Примером может служить процесс получения бутадиена одностадийным дегидрированием бутана (процесс Гудри).

Г ибкие ХТС. Наибольшее распространение гибкие системы получили в малотоннажной химии, которая в настоящее время объединяет производства громадного числа продуктов и материалов. Это - химические реактивы, лакокрасочные материалы, химика-фармацевтические препараты, пестициды, сорбенты, катализаторы, ингибиторы, стабилизаторы и др. Особенностью «малой» химии является быстрое удовлетворение потребности в высококачественных продуктах сложного состава в сравнительно небольших количествах.

Гибкой называется технологическая система, способная быстро перестраиваться необходимым образом в условиях внутренних и внешних возмущений. Целенаправленное изменение входных (сырье, энергия) и выходных (продукт) потоков при соответствующем изменении внутрисистемных параметров. Чем шире допустимый диапазон изменений, тем более гибкой считается система. Гибкие ХТС могут функционировать как в периодическом, так и в непрерывном режимах. При этом ХТС, наряду с минимальной конструкционной избыточностью (по аппаратуре, коммуникациям, арматуре) должна обеспечивать функциональную избыточность.

При разработке структуры гибких систем осуществляется блочно-модульный подход: каждый модуль предназначается для осуществления соответствующего процесса. В состав модуля входят не только основные, но и вспомогательные элементы, а из модулей, представляющих собой соответствующую подсистему, формируется гибкая, периодическая ХТС. Между модулями не существует жестких связей. Они легко трансформируются, что способствует организации гибкой система. Она может иметь жесткую структуру, когда с помощью одних и тех же модулей получают родственные по свойствам и способам получения продукты (например, соли в технологии реактивов), или элементы модулей остаются теми же самыми, а связи между ними меняются путем переключения через коммуникации.

Типы связей.

С труктура ХТС - совокупность элементов и связей между ними. Взаимодействие отдельных элементов и подсистем ХТС или внешней среды, без которых не может происходить целенаправленное функционирование ХТС, осуществляется благодаря наличию между ними определенной системы технологических связей, каждой из которых соответствует некоторый материальный или энергетический поток, называемый технологическим.

Последовательная технологическая связь: выходящий из одного элемента поток является входящим для следующего элемента, а все они проходят через каждый элемент системы не более одного раза. Эта связь применяется для увеличения степени использования сырья (каскад реакторов), для улучшения эффективности массообменных аппаратов.

Последовательно-обводная связь (байпас) является усложненным вариантом последовательной связи: поток разделяется и часть его проходит мимо аппарата (или группы аппаратов).

С ледует подчеркнуть, что направления главного и побочного потоков совпадают, что позволяет отнести системы с байпасом к разомкнутым.

Основное применение байпасов - регулирование температуры н адиабатических реакторах с экзотермической реакцией (синтез метанола, аммиака), а также могут использоваться для повышения гибкости ХТС.

П араллельная связь - поток распределяется по двум или нескольким параллельным аппаратам (или группам аппаратов). К лому типу связей относятся все возможные типы разветвленных потоков: разветвление в начале процесса (получение продукции из нескольких видов сырья); разветвление в конце процесса (переработка комплексного сырья с раздельным получением полезного продукта); разветвление в середине системы (например, резервирование мощностей).

Технологические звенья, составляющие параллельную структуру, имеют объединенные входы и выходы. При этом общий вход равен сумме отдельных цепочек, выход - сумме выходов.

П араллельная связь применяется для повышения производительности и мощности ХТС, для повышения ее надежности и гибкости.

П ерекрестная связь представляет собой совокупность двух пересекающихся одно направленных потоков. Примером ее может служить серия экстракционных ячеек, когда одна фаза проходит через ячейки последовательно, а вторая вводится не одним потоком, а потоком, соответствующим числу ступеней (процесс разделения редкоземельных элементов экстракцией органическими растворителями из водных растворов).

3 .5. Рециклы в ХТС, их характеристические функции. Анализ причин организации ХТС по замкнутой схеме: наличие термодинамических ограничений (неблагоприятное положение равновесия), ограничение времени контактирования, регулирование технологических параметров. Причины циркуляции конечных продуктов. Интенсификация циркуляционных процессов.

Обратная связь (рецикл) характеризуется наличием обратного потока, связывающего выход одною из последующих элементов с входом одного из предыдущих. Рецикл может быть между элементами, подсистемами, вокруг одного элемента. В глобальном варианте существуют рециклы и между системами разной сложности.

Элементы, связанные между собой обратным технологическим потоком, образуют замкнутую подсистему ХТС.

Потоки, входящие в замкнутую систему или выходящие из нее, называются прямыми потоками (Х_о,У_о).Они определяют выход продукта и расходные коэффициенты по сырью. Внутренний технологический поток, соединяющий между собой элементы системы, направление которого совпадает с направлением прямых технологических потоков является главным технологическим потоком. Главный и прямой технологические потоки образуют основной технологический поток системы, от расхода которого зависит качество функционирования замкнутой ХТС.

Внутренний технологический поток замкнутой подсистемы, направление которого противоположно направлению основного потока, называется обратным потоком или рециклом (X_R). На входе к нему добавляется входной прямой поток, в котором столько свежих исходных компонентов, сколько их затрачено на образование продукта за один цикл (с учетом различных потерь).

Причины неполноты использования сырья

• термодинамические: состояние равновесия обратимых реакций не позволяет проводить до конца целевую реакцию;

• кинетические: не достигается теоретически возможная степень превращения из-за низких скоростей реакции;

• наличие побочных реакций;

• технологические причины;

• конструкционные

Способы увеличения степени использования сырья

1. Смещение равновесия при обратимых реакциях

2. Использование одного из реагентов в избытке (относительно стехиометрического) (увеличить степень превращения реагента, находящегося в недостатке, и выход целевых продуктов на этот реагент; ускорить стадии процесса с участием реагента, находящегося в избытке (особенно если по реагенту, находящемуся в избытке, порядок высокий); • подавить побочные реакции с участием реагента, находящегося в недостатке)

Рециклы классифицируются по структуре и составу потоков. В зависимости от структуры замкнутых подсистем различают простые и сопряженные рециклы. В случае простого рецикла возврат осуществляется в одну точку или образуется в разных точках подсистемы.

П о составу рецикл может быть полным если состав прямого выходного и обратного потока совпадают, или фракционным, когда возвращается поток, по составу отличный от прямого потока.

Для характеристики обратных связей используют два показателя.

Степень рециркуляции показывает, какая часть главного потока возвращается в процесс:

где X_{1 ... n} и Y_{1 ... n} - обозначение количества прямого потока через вход в любой последовательный элемент замкнутой подсистемы (Х) или выход из него (У).

Коэффициент рециркуляции (кратность рециркуляции) K_R показывает, во сколько раз главный поток больше прямого:

Поскольку: , связь между показателями циркуляционного включения будет:

Циркуляция исходных веществ, связана с неполной степенью их превращения. После выделения продуктов исходные вещества вновь возвращаются в процесс. Основными причинами неполноты использования сырья являются: наличие термодинамических ограничений, малая скорость протекания основного взаимодействия, ограничение времени контактирования и избыток реагента.

Поэтому увеличение объёмной скорости - способ интенсификации циркуляционных процессов.

Выбор объемной скорости должен обеспечить определенное время контактирования сырья с катализатором, минимальный "проскок" сырья, а в сложных процессах - оптимальную селективность. Кроме того, следует иметь ввиду, что после стадии синтеза следует стадия разделения, (например, конденсации) и, чем больше объемная скорость, тем больше останется неконденсированного продукта.

Помимо непрореагировавших исходных веществ, в ХТС могут организовываться рециклы и по конечным веществам. В основном, это вызывается необходимостью снижения интенсивности процесса, например, в сильно экзотермических реакциях, для предотвращения неуправляемого тепловыделения.

В автокаталитических процессах конечные продукты возвращаются для интенсификации начальных стадий. Например, кислота, образующаяся при гидролизе эфиров, катализирует процесс гидролиза.

Помимо химических процессов, рециркуляция продуктов осуществляется в физических процессах, что позволяет регулировать качество продукта. При кристаллизации твердых веществ возвращается часть кристаллизатора для получения более крупных кристаллов.

«Закалка» (резкое охлаждение) "Закалка" системы в состоянии, наиболее выгодном для проведения процесса - обратимая эндотермическая реакция N₂ + O₂  2NO -180 кДж

При понижении температуры быстрее уменьшается скорость реакции, имеющей большую энергию активации и равновесие смещается к исходным реагентам. При резком охлаждении продукты не успевают превратиться.

Подавление побочных реакций

Основной прием

– увеличение скорости основной реакции относительно протекающих побочных реакций

- селективный катализатор;

- избыток реагентов;

- увеличение температуры, если энергия активации основной реакции больше чем побочной;

- уменьшение времени контактирования (увеличение скорости потока);

- вывод продукта из зоны реакции;

- "закалка" (мгновенное охлаждение) продуктов реакции