ХИМИЧЕСКАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
Лекция №1
Рекомендуемая литература 
•А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. Общая химическая технология. М.: «Высшая школа», 1990.
•В.С. Бесков, В.С. Сафронов. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: учебник для ВУЗов. М.: «Химия», 1999.
•Трушин Б.Н. Научно-исследовательская работа в ВУЗе и школе. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: РГПУ, 116 с., 2005.
•В.И. Игнатенко, В.С. Бесков. Примеры и задачи по общей химической технологии. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005 г.
2
Химическая технология как наука 
Химическая технология – это совокупность методов и средств химической переработки природного сырья, полупродуктов или производственных отходов, предметы потребления и средства производства, а также наука об экономичных и наиболее экологичных химических методах и средствах.
|
Химическая технология |
|
|
объект изучения: |
цель изучения: |
методы исследования: |
|
химические |
экспериментальный, |
||
создание целесообразных |
|||
производства |
моделирование и |
||
способов производства |
|||
|
системный анализ |
||
|
необходимых человеку |
||
|
|
3
Современные проблемы химической технологии
Увеличение глубины переработки углеводородного сырья
Повышение качества выпускаемой химической продукции
Повышение экологической безопасности химического производства
Повышение
ресурсоэффективностии химико-технологических производств
Интеллектуализация химических производств (управление ХТ- процессами с использованием систем технологического моделирования)
4
Особенности проведения
химико-технологических процессов
•Требования к чистоте производимых продуктов
•Применение жестких условий при производстве веществ (высоких или низких давлений, температур, агрессивных сред)
•Энергоемкие производства (применяется энергия электричества, а не пара, угля и т.д.)
•Автоматизация технологических процессов (связано с непрерывность и вредностью производства)
•Внедрение новых эффективных методов синтеза (замена зерна сжиженным газом при производстве этанола) 5
Общие закономерности химических
процессов
Химико-технологический процесс – это последовательность химических и физико-химических процессов целенаправленной переработки исходных веществ в продукт.
1.Механические и гидромеханические процессы – перемещение материалов, изменение формы и размеров, сжатие и расширение, смешение и разделение потоков. Протекают без изменения химического и фазового состава обрабатываемого материала. Используют дробилки, транспортеры, питатели, диспергаторы, формователи, компрессоры, насосы, смесители, фильтры.
2. Теплообменные процессы – нагрев, охлаждение, изменение фазового состояния. Химический состав в нем не изменяется. Протекают в теплообменниках, кипятильниках, конденсаторах, плавилках, сублиматорах.
3. Массообменные процессы – перенос вещества внутри фазы или между фазами, вызванный градиентом концентраций и протекающий без изменения химического состава (растворение, кристаллизация, сушка, дистилляция, ректификация, абсорбция, экстракция, десорбция). Для этого служат: кристаллизаторы, сушилки, дистилляторы, ректификаторы, абсорбенты, экстракторы, десорбенты.
4. Химические процессы – процессы вызывающие коренное изменение химического состава веществ в химических реакторах.
5. Энергетические процессы - взаимное преобразование различных видов энергии (тепловой, механической, электрической) в турбинах, генераторах, моторах.
6. Информационно-управляющие – отвечают за получение и передачу информации о состоянии потоков и веществ, выработку и передачу сигналов на пульт управления процессами датчики состояния потоков и оборудования (температуры, давления, состава скорости вращения двигателя).
6
Классификация химико-технологических
процессов
1. Отраслевой тип
Неорганическая Химическая технология |
|
Технология органических веществ |
|
|
|
1.Основной неорганический синтез: многотоннажные производства кислот, щелочей, солей, аммиака, минеральных удобрений на их основе и других неорганических веществ.
2.Тонкий неорганический синтез: малотоннажные производства (катализаторы, неорганические препараты, реактивы, редкие элементы, материалы для электроники, лекарственные вещества и др.
3.Ядерно-химическая технология: технологии обогащения и получения радиоактивных веществ и изотопов.
4.Металлургия – производства чёрных и цветных металлов.
5.Технология силикатов – производство вяжущих и строительных материалов, керамических изделий, стекла.
1.Переработка ископаемого углеродсодержащего сырья –
твёрдого топлива, нефти и газа – первичное разделение, очистка, облагораживание, конверсия углеводородного сырья в сам водород.
2.Нефтехимический синтез – производство органических продуктов и полупродуктов на основе переработки газообразных, жидких и твёрдых углеводородов, а также на основе оксидов углерода и водорода.
3.Основной органический синтез – производство базовых продуктов органического синтеза, дающего начало всем остальным процессам более глубокой переработки органического сырья.
4.Биотехнология – производство кормовых дрожжей, аминокислот, ферментов, антибиотиков.
5.Тонкий органический синтез – производство органических препаратов, реактивов, лекарственных веществ, душистых веществ, средств защиты растений и др.
6.Производство органических полупродуктов и красителей.
7.Технология высокомолекулярных соединений.
8.Технологии переработки растительного и животного сырья.
Требования к химическим производствам
Получение в производстве необходимого продукта Экологическая безопасность
Безопасность и надежность эксплуатации оборудования Максимальное использование сырья и энергии Максимальная производительность труда
Химическая технология – это сочетание механических операций и химических реакций.
Цель механических операций – перенос или разделение фаз.
Цель химических операций – перевод вещества из одной фазы в другую или
в новую форму более удобную для дальнейшей переработки. |
8 |
Компоненты химического производства 
Переменные компоненты:
Руды, концентраты – всегда сложная смесь, которую подвергают Сырье действию химических реагентов; при этом отдельные компоненты смеси распределяются между фазами. Затем фазы разделяют и
перерабатывают ту и тех, в которой примеси целевой компонент.
•Урановый концентрат обрабатывают растворами кислот. Уран переходит в раствор, т.о. уран отделяют от пустой породы.
•Титановые минералы хлорируют. Титан переводят в соль ТiCl4 и затем соль отгоняют.
•Медные руды подвергают плавлению. Сульфиды меди и др. ценных металлов переходят в расплав, а шлак переходят менее ценные.
•Оксиды молибдена и вольфрама восстанавливают водородом.
•Сжигание фосфора, полученного из руд до Р2О5.
9
Вспомогательные материалы:
Продукт (основной и |
|
|
дополнительный) – результат |
Отходы производства – не подлежащие |
|
переработки сырья; |
||
дальнейшей переработке вещества и |
||
|
||
Энергия – обеспечивает |
материалы, удаляемые затем в |
|
окружающую среду |
||
функционирование |
|
|
производства |
|
Постоянные компоненты:
•Аппаратура
•Устройства контроля и управления
•Строительные конструкции (хранилища сырья, продуктов и других материалов)
•Обслуживающий персонал
•Система организации транспортировки сырья, продуктов, вспомогательных
материалов, промежуточных веществ, отходов) |
10 |
|