лекции / Лекция-1
.pdf
•Безопасность функционирования (пожаровзрывобезопасность), т.е. отсутствие риска возникновения форсмажорных обстоятельств при соблюдении технологического регламента.
•Чувствительность, характеризуется степенью отклонения какого-либо выходного параметра, (например, температуры в реакторе) при изменение входного параметра.
•Устойчивость характеризует способность оборудования стабильно работать в заданном режиме при кратковременном наложении на них возмущений.
•Управляемость и регулируемость-
способность оборудования откликаться на управляющее воздействие при минимальном времени запаздывания.
22
Социальные показатели
•Экологическая безвредность-
отсутствие вредных выбросов и стоков, переход на безотходные производства.
•Безвредность (или безопасность)
обслуживания, т.е. соответствие условий труда требованиям ТБ и охраны труда.
•Степень автоматизации и механизации,
минимизация ручного труда.
Теория химических
процессов
ХИМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Это совокупность химических реакций и явлений массо-и теплопереноса.
В этой совокупности химическая составляющая занимает центральное место, поскольку обеспечивает
изменение химической природы веществ.
Физико-химические закономерности химических превращений:
1)Стехиометрические соотношения;
2)Термодинамические и
3)Кинетические закономерности.
Каждый вид ф/х закономерностей решает свои конкретные
задачи.
Общая химическая технология |
24 |
Стехиометрические соотношения
Они позволяют:
1)Рассчитать количества веществ, принимающих участие в химическом превращении т.е. являются основой расчетов материальных и тепловых балансов;
2)Провести расчет показателей (расходные
коэффициенты, степень превращения, селективность и другие).
Изменение состава реагирующей смеси происходит в соответствии со стехиометрическими уравнениями реакций. Стехиометрическое уравнение это форма представления взаимодействия веществ, которая показывает, в каком соотношении вещества вступают во взаимодействие друг с другом.
Стехиометрическое уравнение для простой реакции (описывается одним уравнением) имеет вид:
AА + BВ +... |
= RR + SS +... |
(1) |
Реагенты А, В расходуются, продукты R, S образуются в соответствии с их стехиометрическими коэффициентамиA, B, R, S. Уравнение (1) можно представить также в форме
алгебраического уравнения:
( i Аi) = 0 |
(2) |
• где Аi – обозначения веществ, вступивших в реакцию или образовавшихся в результате реакции, i – cтехиометрические коэффициенты, причём:
• i 0 для исходных веществ и i 0 для продуктов реакции.
• Обозначим NA0, NB0, NR0, NS0- исходные |
|
||||||||||||
количества реагентов и продуктов А, В, R, S; NA, |
|||||||||||||
NB, NR, NS – их текущие количества к какому-то |
|||||||||||||
моментуNвремениN N . ТогдаN N в соответствииN N N |
со |
||||||||||||
A |
A 0 |
|
B |
B 0 |
|
R |
R 0 |
|
S |
S 0 |
const |
||
|
|
|
|
|
|
|
(1)ν |
|
|||||
стехиометрическимν ν |
уравнениемν |
получим |
|||||||||||
|
A |
|
B |
|
|
|
R |
|
|
S |
|
|
|
стехиометрическое балансовое соотношение:
Сложная реакция, состоит из нескольких частных реакций, описываемых стехиометрическими уравнениями следующего вида:
AjA + BjB + ... = RjR + SjS + ... j = 1, …, J
(4)
или ( ij Аi) = 0
где индекс j относится к j-й частной реакции. В уравнении (6) стехиометрический коэффициент ij может быть равен 0, если это вещество не участвует в данной реакции.
•Важно! Для количественных расчётов сложной реакции необходимо использовать только стехиометрические независимые уравнения.
Базисная система стехиометрических независимых уравнений
Такая система однозначно и полно описывает процесс.
Доказано, что она должна содержать число уравнений, равное: для окислительно-восстановительных реакций
У = B – Э |
(7) |
для обменных реакций |
|
У = В – Э + 1 |
(8) |
где У – число уравнений в базисной системе; В – число веществ (участников химического превращения); Э – число химических элементов, из которых состоят вещества.
Пример выбора базисной системы уравнений
•Окисление аммиака воздухом до оксида азота как целевого продукта сопровождается протеканием ряда побочных реакций. Общее превращение аммиака можно представить в виде, схемы, состоящей из 4 реакций:
•
У = B – Э = 5 – 3 = 2