- •Тенденции развития химической технологии.
- •Условия, влияющие на аппаратурное оформление химико-технологического процесса.
- •Способы реализации процесса.
- •Последовательность разработки хтп
- •Основы проектирования
- •Выбор метода производства
- •Технологический регламент производства.
- •Характеристика готового продукта.
- •Характеристика сырья, вспомогательных материалов и полупродуктов.
- •Химическая схема производства.
- •Технологическая схема производства.
- •Изложение технологического процесса.
- •Переработка и обезвреживание отходов производства
- •Контроль производства
- •Безопасная эксплуатация производства
- •3.4. Материальные расчеты
- •3.4.1. Исходные данные для материального расчета
- •Расчет на 1 операцию
- •3.4.2. Последовательность выполнения материального расчета для периодического процесса
- •3.5. Технологические расчеты оборудования
- •Исходные данные
- •3.5.1. Последовательность выполнения технологического расчета Периодический процесс
- •Непрерывный процесс
- •3.5.2. Расчет хранилищ
- •3.5.3. Расчет фильтров
Общий док.
Занятие 1. 06.02
Экзамен. Расчетный проект на 60 баллов.
Химико-технологический процесс и химико-технологические системы.
Промышленное производство любого продукта осуществляется путём превращения исходного сырья в конечные продукты в ходе хим-тех процесса.
Химико-технологический процесс – совокупность хим-тех стадий конечным результатом которых является получение целевого продукта определённого качества в заданном объёме.
Химико-технологическая стадия – однократное законченное хим-тех преобразование вещества или реакционной массы
Стадии бывают
Механические (физико-механические)
Транспортирование
Загрузка и выгрузка исходного сырья, реакционной массы и конечных продуктов
Измельчение твердых веществ
Фильтрация
Разделение фаз
Физико-химические
Химические
Биохимические (ферментативные процессы)
Каждому ХТ процессу или стадии ставится в соответствии определённый аппараты эквивалент, т.е. такое оборудование, в котором он может быть осуществим.
Минимальная совокупность основного и вспомогательного оборудования необходимого для проведения ХТС называется технологическим узлом (звеном).
Совокупность тех. узлов связанных в определённой последовательности называется химико-технологической системой.
Производство (производственный процесс) – все операции по производству конечной продукции, начиная от приобретения сырья, упаковочных и маркировочных материалов, получения полу продуктов до изготовления и упаковки, включая выдачу разрешения на реализацию, а также хранение, собственно реализацию, транспортирование готовой продукции, и относящееся к этому виды контроля, включая контроль качества готового продукта.
Стадия производства – совокупность тех операций, приводящих к получению промежуточного продукта (конечного продукта в случае конечной стадии) определяемого количественно и характеризуемого качественно.
В отдельных случаях в качестве промежуточного продукта может быть принято вещество, не выделяемое из процесса производства, если оно подлежит дальнейшей переработке в реакционной массе или растворе. А его количества могут быть определены аналитически.
Техническая операция – совокупность части технического процесса производства, связанная с обслуживанием одного из основных видов оборудования (фильтрация, сушка). Или это элементарная стадия производственного процесса, выполненная за один прием машиной, отдельным аппаратом или работником.
Технологический блок – аппарат или группа аппаратов, которые могут быть в заданное время отключены или изолированы от технологической системы без опасных изменений режима, приводящих к аварии в смежной аппаратуре или системе.
Параметр технологического процесса – физический или химический параметр, имеющий количественную и качественную шкалу измерения, для которого определены границы технологические нормы и/или безопасности и выход которого за граничные значения приведут к снижению количества или качества получаемого продукта и/или возникновению аварийных ситуаций.
Регламентированные значения параметров технологической среды – совокупность установленных значений параметров технологической среды, характеризующих её состояние при которых технологический процесс может безопасно протекать в заданном направлении.
Тех. серия – масса готового продукта, полученная в соответствии с регламентом.
Товарная серия – масса готового продукта, полученная из одной или нескольких технологических операций.
Тенденции развития химической технологии.
Увеличение единичной мощности узлов и агрегатов. Такая необходимость связана с возрастанием потребности в продукции. При увеличении мощности сокращаются затраты и амортизационные начисления за единицу готовой продукции, сокращается численность персонала, что приводит к сокращению фонда заработной платы и повышению производительности труда.
Разработка экологически чистых технологий, уменьшающий или исключающих загрязнение окружающей среды отходами производства. (безотходное производство)
Использование современных технологических схем (малотоннажные производства). Характерно как для тонкого органического синтеза, так и для хим-фарм производств и косметики т.к. возможен большой ассортимент продукции, получаемый с использованием особых технологических приёмов на одной и той же технологической схеме.
Повышение энергетической эффективности производства имеет значение в тонком органическом синтезе, потому что не связано с повышенным нагреванием или резким охлаждением.
Условия, влияющие на аппаратурное оформление химико-технологического процесса.
Температура и тепловой эффект
Определяет выбор теплоносителя и конструкцию поверхности теплообменника.
Давление
Определяет материал аппарата и конструктивные особенности аппарата по механической прочности.
Среда
Определяет выбор материала аппарата с точки зрения коррозийной устойчивости и защиты от коррозии. В случае фарм препаратов – требования к качеству готовой продукции.
Агрегатное состояние реагирующих веществ
Определяет способ организации производства (периодический/непрерывный), способ загрузки исходных компонентов и выгрузки конечных продуктов, конструкцию перемешивающих устройств.
Кинетика процесса
Определяет способ организации процесса и выбор типа оборудования.
Способ организации процесса.
Определяет выбор типа оборудования.
Занятие 2.
Способы реализации процесса.
Периодические
Непрерывные
Периодический процесс.
В периодическом процессе переработка исходных соединений (продуктов) происходит порциями/операциями. Особенность – отсутствие постоянного транспорта реакционной массы через систему, состав и свойства реакционной массы меняются по времени -> от операции к операции будет изменяться и качество конечной продукции. Реактор периодического действия работает в опр. температурному графику. Основания для выбора периодического способа организации производства:
Малый масштаб производства
Невысокая скорость химической реакции
Специфические свойства исходных компонентов и реакционной массы, затрудняющих их транспорт по системе (гетерофазность р/м, высокая вязкость и т.п.)
Жесткие условия проведения процесса (давление, повышенная температура, сильная коррозия)
Для периодического процесса используются ёмкостные аппараты, снабженные элементами т/о, перемешивающими устройствами, аппаратурой для загрузки/выгрузки.
Периодический процесс. Температурный график.
Плюсы периодических процессов:
Простота оборудования, контрольно-измерительных приборов (КИП), обслуживание, ремонта оборудования.
Простота пуска/остановки процесса
Возможность проведения в одном технологическом аппарате нескольких стадий.
Использование совмещенных схем.
Минусы периодических процессов:
Низкая производительность (длительная подготовка к начау процесса, его завершения, выгрузки продукции)
Изменение параметров процесса во времени
Невозможность полной автоматизации процесса
Непрерывный процесс.
Переработка исходных веществ в конечные продукты ведётся непрерывно. Ведется постоянный транспорт р/м через систему. Реакторы могут быть ёмкостными и их каскады, колонного типа, трубчатого типа.
Плюсы:
Высокая интенсивность процесса и высокая производительность труда.
Стабилизация параметров процесса при установившемся режиме.
Возможность полной автоматизации процесса.
Простота обслуживания.
Минусы:
Сложность пуска/остановки системы (заменяет до нескольких суток).
Значительное удорожание разработки процесса, оборудования, КИП, средств автоматизации (СА).
Сложность конструкции КИП и СА.