- •Товароведение химической продукции технического назначения
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные понятия химической технологии
- •1 Обще сведения о химико-технологическом процессе
- •1.2 Классификация химико-технологических процессов
- •1.3 Равновесие в химико-технологических процессах
- •1.4 Понятие о скорости химико-технологических процессов
- •1.5 Материальный и энергетический балансы
- •Глава 2. Технология производства и потребительские свойства минеральных кислот
- •2.1 Общие сведения о неорганических кислотах
- •2.2 Технология производства и потребительские свойства серной кислоты
- •2.3 Технология производства и потребительские свойства азотной кислоты
- •2.4 Технология производства и потребительские свойства фосфорной кислоты
- •2.5 Технология производства и потребительские свойства соляной кислоты
- •Глава 3. Технология производства и потребительских свойства минеральных удобрений
- •3.1 Значение минеральных удобрений для нтенсификации сельскохозяйственного производства
- •3.2 Классификация удобрений
- •3.3 Качество минеральных удобрений
- •3.4 Технология производства и потребительские свойства азотных удобрений
- •3.5 Технология производства и потребительские свойства фосфорных удобрений
- •1)Обработка природного фосфата фосфорной кислотой 2) сушка полученной пульны 3) получение пастообразной массы двойного суперфосфатат
- •4)Измельчение двойного муперфосфата 5)классификация двойного суперфосфата
- •3.6 Технология производства и потребительские свойства калийных удобрений
- •1)Измельчение сильвинита 2) обработка сельвинита маточным раствором
- •3) Отделение щелока от осадка NaCl
- •4) Охлаждение щелока 5) выделение кристаллов хлорида калия
- •6) Сушка хлорида калия
- •3.7. Технологии производства и потребительские свойства комплексных удобрений
- •3.7.1. Сложные удобрения.
- •3.8 Упаковка, хранение и транспортировка минеральных удобрений (гост 23954-80)
- •Глава 4. Технология переработки и потребительские свойства продукции топливной промышленности
- •4.1 Общие сведения о топливе, основные характеристики топлива, определяющие его качество
- •4.2 Технология переработки и потребительские свойства продукции переработки твердого топлива
- •4.2.1 Состав, свойства и классификация ископаемых углей
- •4.2.2 Способы переработки твердого топлива
- •4.2.3 Некоторые продукты коксования. Требования к качеству согласно госТам
- •4.2.4 Условия поставки, хранения и транспортировки твердого топлива
- •4.2.5 Перспективы использования твердого топлива
- •4.3 Технология переработки и потребительские свойства продукции переработки жидкого топлива
- •4.3.1 Значение нефти и нефтепродуктов в народном хозяйстве
- •4.3.2 Состав, свойства и классификация нефтей
- •4.3.3 Добыча нефти, подготовка ее к переработке, способы переработки нефти и нефтепродуктов
- •4.3.4 Классификация нефтепродуктов
- •4.3.5 Характеристика моторных топлив. Требования к качеству согласно госТам
- •4.3.6 Котельное топливо. Основные показатели качества согласно госТам
- •4.3.7 Получение товарных бензинов для двигателей внутреннего сгорания
- •4.3.8 Условия поставки, хранения и транспортировки жидкого топлива. Правила безопасности
- •4.3.9 Перспективные виды топлива, альтернативные жидкому
- •4.4 Технология переработки и потребительские свойства газового топлива
- •4.4.1 Состав и свойства газового топлива
- •4.4.2 Правила приема, маркировки, упаковки, транспортировки и хранения газового топлива
- •Глава 5. Основы технологии и потребительские свойства полимерных материалов
- •5.1. Общие сведения о полимерных материалах
- •5.2 Методы синтеза высокомолекулярных соединений.
- •5.3 Технология производства и потребительские свойства пластических масс.
- •5.3.1 Классификация и свойства пластмасс.
- •5.3.2 Полимеризационные пластмассы.
- •5.3.3 Поликонденсационные пластмассы
- •5.4 Технология производства и потребительские свойства каучука и резины.
- •5.4.1 Характеристика важнейших видов каучуков.
- •5.4.2 Резина и изделия на ее основе.
- •5.5 Технология производства и потребительские свойства химических волокон.
- •5.5.1 Полимеризационные волокна.
- •5.5.2 Поликонденсационные волокна.
- •5.6 Области применения полимерных материалов.
1.5 Материальный и энергетический балансы
При разработке химико-технологических процессов, а также при технико-экономическом анализе работы существующих предприятий широко используются материальные и энергетические балансы.
Материальный баланс, являющийся проявлением закона сохранения массы вещества в условиях производства, утверждает, что масса веществ, поступающих на технологическую операцию (приход), равна массе веществ, образующееся в ходе данной технологической операции (расход). Если в основе операции лежит превращение, описываемое химической реакцией
Аа+ вВ+ сС→ r R + s S (± Qp) (12)
mA + mB +mC = mR +mS
∑ m прих = ∑ m расх
Полный материальный баланс реального технологического процесса рассчитывается как сумма материальных балансов его отдельных стадий.
Материальные балансы принято рассчитывать на единицу массы целевого продукта и представлять в виде таблиц. Для вышеупомянутой реакции таблица материального баланса имеет следующий вид:
|
Приход |
m, кг |
Расход |
m, кг |
|
1. А |
mA |
1. |
I |
|
2. В |
mB |
2. |
mS |
|
3. С |
mC |
|
|
|
Итого |
∑ m прих |
|
∑ m расх |
Энергетические балансы составляют на основе материальных балансов отдельных стадий технологического процесса. Энергетические балансы являются проявлением закона сохранения энергии в технологических процессах. Поскольку в химико-технологических процессах основной формой изменения энергетического состояния системы является тепловая энергия, для анализа ХТП чаще всего используют тепловые балансы. Для операции, в основе которой лежит реакция, описываемая вышестоящем уравнением (12), тепловой баланс может быть записан в виде следующего уравнения:
∑ Q прих = ∑ Q расх или
QA + QB + QC + QP + QФ + Qn = QR + QS + QP΄ + QФ΄ + QП
Здесь QA, QB, QC, QR, QS -величины, которые в технологии называют теплосодержанием и рассчитывают для каждого вещества, поступающего на операцию и образующегося в результате ее осуществления:
Qi = mi * ci * t
где mi - масса вещества i , взятая из материального баланса;
ci - удельная теплоемкость вещества i;
t - температура в °С;
QP и QP΄- теплоты соответственно экзо- и эндотермической реакции;
Qn - теплота, подводимая в систему извне;
QП - теплота, отводимая из системы;
QФ и QФ΄- теплоты фазовых переходов, соответственно выделяющиеся или поглощающиеся в ходе осуществления операции технологического процесса;
QФ = λi * mi,
где mi - масса i- го компонента;
λi - удельная теплота фазового перехода.
В реальных технологических процессах на отдельных стадиях могут отсутствовать те или иные слагаемые в уравнениях тепловых балансов, что ведет к упрощению соответствующих расчетов.
Тепловые балансы, как и материальные, принято представлять в виде аналогичных таблиц. B случае экзотермической реакции (12) и потери части тепла в окружающее пространство таблица теплового баланса будет выглядеть следующим образом:
|
Приход |
Q прих, Дж |
Расход |
Q расх, Дж |
|
1. А |
QA |
1. |
QR |
|
2. В |
QB |
2. |
QS |
|
3. С |
QC |
3. Потери теплоты |
QП |
|
4.Теплота реакции |
QP |
4. Теплота фазовых переходов |
Qф |
|
5.Теплота фазовых переходов |
QФ |
| |
|
Итого |
|
|
|
Материальный и энергетический балансы являются основой для расчета любых технико-экономических показателей производства и составления балансов предприятий.