2. Основные понятия и определения (ХТ,ХТП, ХТС, операция, параметры, показатели, оптимальный режим и др.).

Технология– описание средств и методов пр-ва в к-либо отрасли промышленности.

ХТ– естественная прикладная наук о способах и процессах производства продуктов или средств производства. В узком смысле ХТ – способ производства.

Цель изучения– создание целесообразных способов пр-ва необходимых человеку продуктов.

В основе ХТ лежит хим процесс.

Способ производства – совок-ть всех процессов и операций, которые проходит сырье для получения из него продуктов.

ХТС– совокупность аппаратов, машин, реакторов и др устройств, функционирующих как единое целое и предназначенных для переработки исходных в-в в продукты.

Хим пр-во- совок-ть процессов и операций, осуществляемых в соответствующих машинах и аппаратах и предназначенных для переработки сырья путем хим превращений в необходимые продукты

ХТП- последовательность хим, ф-х процессов целенаправленной переработки исходных веществ в продукты.

Параметры ХТП– измеряемые величины, определяющие состояние реагента и их реакционную способность.

Важнейшие параметры: Т, С, Р, дисперсность, состав реагентов, способ и интенсивность перемешивания, линейная и объемная скорости потоков.

Совокупность параметров, определяющих условия работы реакторов, аппаратов и их систем – технологический режим.

Оптимальный ТР– совокупность значений параметров, позволяющих получить макс выход продукта с макс интенсивностью и производительностью труда, низкой себестоимостью и мин воздействием на ОС.

В общем ХТП выделяют след осн процессы и операции, которые классифицируют по целевому назначению.

1. Мех и гидромех-е процессы (перемещ-е материала, измен формы и размера, смешение и т д). без изменения хим и фазового состава. Это насосы. Вентиляторы, газодувки, питатели, дозаторы, мельницы, формователи, смесители, фильтры, центрифуги.

2. Теплообменные (нагрев, охлаждение, изменение фазового состояния). Без изменения химического состава. Для их осуществления применяются теплообменники, конденсаторы, сублиматоры

3. Массообменные – процессы межфазного обмена, в которых изменяется компонентный состав взаимодействующих фаз без коренного изменения хим состава. Абсорбция, адсорбция, экстракция, ректификация, сушка

4. Хим процессы, в которых происходит изменение хим состава в-в, все они основаны на протекании хим реакций в хим реакторах.

. Основные технологические компоненты: сырье, целевой и побочный продукты, вторичное сырье, отходы.

Сырье– исходные в-ва, используемые для переработки в промышленные материалы(сырьевые ресурсы)

сырьевые ресурсы бывают 3х видов:

1. Природные

2. Промежуточн продукты

3. Вторичное сырье

Конечные продукты бывают :

1. Целевые

2. Побочные(образуются параллельно с целевыми в результате переработки сырья)

3. Отходы(побочные продукты, которые в настоящее время по техническим или экономическим причинам не использ-ся и выводятся в ОС)

Целевые продукты– прод-ы целевого назначения, получаемые при переработке сырья при заданных опт условиях и соответствующие требованиям ТУ.

Побочные - образуются параллельно с целевыми в результате переработки сырья. Могут быть использ в качестве ГП. Как правило они явл-ся сырьем для другого произв-ва. Побочные прод-ты, которые образуются при добыче или обогащении основного сырья принято называть попутными продуктами.

Полупродукты– в-ва и материалы, являющиеся целевым продуктом в одном пр-ве и исходным в другом.

Отходы- побочные продукты, которые в настоящее время по техническим или экономическим причинам не использ-ся и выводятся вОС). ОТХОДЫ ПР-ВА – остатки непрореагир сырья, побоч и промежут продукты, мат-лы и п/п, использ-е в процессе пр-ва.

ОТХОДЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ – б/у изделия и в-ва, восстановление которых экон нецелесооб.

ВМР полностью или частично заменяют первич сырье и мат-лы в пр-ве необх прод-ии.

3. Химическое производство, его структура, назначение основных и вспомогательных подсистем.

Хим пр-во- совок-ть процессов и операций, осуществляемых в соответствующих машинах и аппаратах и предназначенных для переработки сырья путем хим превращений в необходимые продукты

ХТП является основой хим пр-ва.

Для анализа хим пр-ва часто используют теории систем, шир прим метод системного анализа.

Система– совок элементов и связей между ними, функционирующих как единое целое.

ХТС– совокупность аппаратов, машин, реакторов и др устройств, функционирующих как единое целое и предназначенных для переработки исходных в-в в продукты.

Общая структура хим пр-ва м б представлена схемой:

1

2

3

Целевой продукт

Сырье –

Дополнит продукт

Вода - энергия - АСУТП -

4

5 6 7

Отходы

Основные подсистемы (ХТП) – 1,2,3

1 - подготовка сырья.

Нагрев, очистка от примесей, смешение исх компон-в.

2 - хим превращение сырья Это важнейш ПС в ХТ-производстве. Меняется состав и св-ва .

3 – выделение целев продукта

Может использ-ся ряд процессов разделения – отстаивание, фильтрование, ректификация, десорбция, сушка. В рез образ-ся целев и побоч продукт. ПРИЧИНЫ: неполн превращ исх реагентов, побоч реакции, примеси в сырье,образование нескольких продуктов

4 – переработка и очистка побочного продукта. Для получения дополн прод-та, снижения токсичности побоч пр-та до допустим ПДК

Вспомогатель подсис 5,6,7

5 – снабжение вспомог мат-ми, основ из которых явл-ся вода. Вода исп-ся в любом хим пр-ве

6 – энергоснабжение. Для любого ТП нужна Е. Е бывает тепловая и электрическая.

Состав хим пр-ва:

ХТП, Хранилище сырья, продуктов, мат-в. Система трансп-ки сырья, отходов, мат-в. Дополнит здания и сооружения. Обслуж персонал. СУ обеспечения безопасности, система энергоснабжения, снабжение вспомогат материалами.

Стадии ХТП. Подготовка сырья. Примеры подготовки твердого, газообразного, жидкого сырья. Химическое превращение. Выделение целевого продукта из смеси продуктов реакции. Примеры.

ХТП- последовательность хим, ф-х процессов целенаправленной переработки исходных веществ в продукты.

Стадии

1. Подготовка сырья: сырье м.б. твердое, газообр, жидкое; вторичное или первичное. Цель подготовки сырья – повышение содержания в нем того компонента, который подвергается хим переработке в целевой продукт([Ca₅(PO₄)₃F]-целевой; примеси – оксиды Ме,Si,глины).

Методы подготовки твердого сырья:методы обогащения. Основной метод – флотационный. Жидкое сырье и газообразное концентрируется с целью повышения содержания основного компонента.

Методы концентрирования жидкого сырья: испарение, вводят хим реагенты, которые связывают примеси и образуется осадок, который отфильтровывается; использование ионного обмена(с помощью ионитов, катионитов удаляются примесные ионы), применение адсорбентов.

Методы концентрирования газообразн сырья: осушка, применение циклонов, с помощью которых удаляются механические примеси, применение электрофильтров, с помощью которых проходит тонкая очистка, применение адсорбентов, абсорбции(мокрой очистки).

2. Основная стадия – это химическое превращение сырья в целевой продукт.

3. отделение целевого продукта от других образующихся соединений. Имеют место физ-хим процессы: фильтрация, абсорбция, адсорбция, ионный обмен, ректификация, конденсация и др. В результате выводится целевой продукт, а побочный поступает для дальнейшей очистки.

4. Очистка. Целевое назначение – санитарная очистка побочных продуктов и их переработка в другие целев продукты.

[Ca₅(PO₄)₃F]+5{H₂SO₄}=3{H₃PO₄}+5[CaSO₄]+HF↑

сырье реагент целевой побочный

продукт продукт

CaSO₄ – отход производства. В данное время складируется. Целевой продукт – фосфорная кислота.