3. Основные направления в развитии химической промышленности.

Основные тенденции развития современной химической промышленности связаны, прежде всего, с решением глобальных проблем человечества. К ним относятся: продовольственные ресурсы Земли; ресурсы минерального сырья для промышленности; энергетические ресурсы; предотвращение загрязнения биосферы.

Все эти проблемы взаимосвязаны и должны решаться комплексно. В их решении существенно возрастает роль биотехнологии. Биотехнические методы борьбы с токсикантами, загрязнением почвы, воды и атмосферы, микробиологические методы извлечения полезных ископаемых, биологические методы производства ферментов и биологически активных веществ превосходят по эффективности возможности традиционных методов.

Основным путем увеличения производства продуктов питания и пополнения пищевых запасов является химизация сельского хозяйства и животноводства.

Современный уровень ХТ и особенно биотехнологии позволяет получать в промышленном масштабе из непищевого растительного сырья моносахариды, этанол, глицерин, фурфурол, растительные дрожжи, аминокислоты, белково-витаминные концентраты и другие продукты.

Направления в развитии ХП:

1. Создание крупномасштабных производств новых видов химических продуктов и сырья многоцелевого назначения. Такими продуктами являются молекулярный водород, аммиак, гидразин, метанол.

2. Интенсификация работы аппаратов и реакторов.

3. Снижение энергозатрат и максимальное использование теплоты хим. реакций

4. Уменьшение количества стадий производства и переход к замкнутым системам для уменьшения загрязнения ОС.

5. Замена периодических процессов непрерывными.

6. Механизация трудоемких операций и автоматизация производства.

7. Создание и внедрение АСУТП.

Производительностью Пр называется количество выработанного продукта G или переработанного сырья за единицу времени  (кг/ч или т/ч):

,

В ряде производств количество выработанного продукта измеряют его объемом V_п, тогда размерность Пр будет м³/ч:

,

Достоинства агрегатов большой единичной мощности: увеличение производительности, сокращение металлозатрат на ед. объема или на единицу вырабатываемой продукции, снижение эксплуатационных расходов,

Недостатки: усложнение управления производством, большие потери продукта при аварийных ситуациях (брак), увеличивается загрязнение окружающей среды.

Интенсивностью работы аппаратаили реактора I называется производительность его, отнесенная к какой-либо величине, характеризующей размеры данного аппарата. Обычно для вычисления интенсивности относят производительность к объему аппарата V (м³) или к площади его сечения S (м²):

,

,

,

,

Интенсификация достигается двумя путями: 1) улучшением конструкций машин или аппаратов; 2) совершенствованием технологических процессов в аппаратах данного вида. Интенсивность работы аппарата пропорциональна скорости процесса, поэтому, изучая кинетику технологических процессов, стремятся создать такую конструкцию аппарата и технологический режим в нем, которые обеспечили бы максимальную скорость процесса.

При разработке улучшенных или принципиально новых конструкций машин и аппаратов интенсивность химического процесса повышается (по сравнению с аппаратами старых конструкций) главным образом усилением перемешивания реагирующих компонентов и увеличением поверхности соприкосновения между взаимодействующими веществами, находящимися в разных агрегатных состояних (твердом, жидком, газообразном). Улучшение конструкций аппаратов часто бывает связано с механизацией и автоматизацией их обслуживания.

Основными технологическими путями интенсификации работы аппаратов данного вида являются повышение температуры, давления и концентраций реагирующих веществ в сочетании с применением катализаторов и перемешиванием реагирующих масс. Однако для ускорения некоторых процессов необходимо, наоборот, понижение температуры, применение вакуума и снижение концентраций веществ. Исходя из этого в химической технике применяют

Снижение затрат энергии на единицу продукции достигается, во-первых, уменьшением гидравлических сопротивлений всех аппаратов и трубопроводов химико-технологической системы и, во-вторых, понижением степени перемешивания реагирующих масс, хотя это может вызвать уменьшение интенсивности работы аппарата. Главная же мера экономии энергии в химических производствах – максимальное использование теплоты химических реакций для нагревания исходных веществ до оптимальной температуры и для выработки пара, являющегося ценным побочным продуктом ряда химических производств.

Для повышения степени использования теплоты реакций стремятся увеличивать концентрации реагентов, а также размещать теплообменные элементы и трубы паровых котлов непосредственно в реакционной зоне.