35. Разнообразие процессов химических производств. Определение и классификация механических процессов химических производств.

Химико-технологический процесс (ХТП) представляет собой совокупность операций, позволяющих получить целевой продукт из исходного сырья. Основные группы ХТП:

• Гидродинамические (перемещение жидкостей и газов по трубопроводам);

• Тепловые (нагревание, охлаждение, конденсация выпаривание, теплообмена);

• Диффузионные (массообменные) (перенос в-ва из одной фазы в другую);

• Механические (дробление, измельчение, грохочение, транспортирование твёрдых материалов, гранулирование).

Механические процессы - процессы переработки твердых материалов.

К числу м. п. относятся:

• разделение материалов на фракции по размеру (крупности) частиц;

• разрушение материалов до требуемых размеров (измельчение);

• смешение материалов;

• формообразование - формирование твердых частиц (гранул) с заданными св-вами (гранулирование), прессование, формование хим. волокон, уплотнение материалов в однородные по размерам и массе заготовки правильной геом. формы (таблетирование) и др;

• транспортирование материалов;

• упаковка конечных продуктов и т.д.

36. Машины и аппараты химических производств. Определение и классификация.

Машиной - называется устройство для переработки материала, причем, материал может изменить форму, размеры, но не меняет химического состава.

Аппаратом - называется устройство для переработки материала, при этом материал меняет свои физико-механические свойства.

Классификация м и а:

1. по гидродинамической обстановке:

• м и а смешения — это емкостные аппараты с перемешиванием мех. мешалкой или циркуляционным насосом. Идеальное или полное смешение - полное выравнивание всех параметров по объему реактора;

• м и а вытеснения — трубчатые аппараты. Идеальное вытеснение - реагенты и продукты через реактор перемещаются как твердый поршень.

2. по условиям теплообмена:

• адиабатические, при отсутствии теплообмена с окр. средой;

• изотермические, если за счет теплообмена с окр. средой в нем обеспечивается постоянство температуры;

• с промежуточным тепловым режимом – есть теплообмен с окр. средой, но температура не поддерживается постоянной;

• автотермический - температура поддерживается постоянной только за счет теплоты химического процесса без использования внешних источников энергии.

3. по фазовому составу реакционной смеси: м и а для газофазных и жидкофазных реакций, газожидкостные м и а, м и а для систем газ — твердое, жидкость — твердое и др.

4. по способу организации процесса:

• периодического действия, когда все реагенты вводят в аппарат до начала реакции, а смесь продуктов отводят после окончания процесса;

• непрерывного действия, когда подача реагентов, хим. реакция, вывод готового продукта осуществляются параллельно, одновременно;

• полунепрерывного действия, когда один из реагентов поступает непрерывно, а другой—периодически.

5. по конструктивным характеристикам:

• емкостные (автоклавы, камеры);

• колонные;

• типа теплообменника;

• типа реакционной печи (шахтные, полочные, камерные, вращающиеся печи).

37. Оптимизация химико-технологического процесса.

Химико-технологический процесс (ХТП) представляет собой совокупность операций, позволяющих получить целевой продукт из исходного сырья. ХТП бывают гидродинамические; тепловые; массообменные; механические.

Основные этапы ХТП:

1. подготовка сырья (физ. процессы);

2. химические превращения;

3. выделение целевого продукта и очистка пром. выбрасов.

Оптимальные условия ведения процесса – это сочетание основных параметров (температуры, давления, состава исходной смеси, kat), позволяющее получить наибольший выход продукта с высокой скоростью и наименьшей себестоимостью. Для достижения высокого выхода продукта (это отношение реально полученного кол-ва продукта к макс. возможному) необходимы высокие значения одновременно и степени превращения реагента (это доля исходного реагента, использованного на хим. реакцию) и селективности реакции (это отношение кол-ва исходного реагента, расходуемого на целевую реакцию, к общему кол-ву исходного реагента, пошедшего на все реакции)

Т. о. оптимизация ХТП заключается в оптимальном сочетании технологической схемы (последовательность аппаратов, в которых осуществляются единичные ХТП) и технологического режима (совокупность параметров, определяющих условия работы аппарата или системы аппаратов)