- •2. Химическая технология и защита окружающей среды
- •3. Основные направления в развитии химической промышленности.
- •4. Хтп и их классификация
- •5. Уровни анализа, описания и расчета хтп.
- •6. Основные показатели хтп: степень превращения, выход продукта
- •7. Расходные коэф-ты. Избирательность хтп (φ)
- •Скорость хтп. Способы увеличения скорости
- •9. Материальный баланс процесса.
- •10. Тепловой баланс процесса.
- •11. Задачи термодинамического анализа
- •12. Равновесие Принцип Ле-Шателье и его применение в хт. Равновесная степень превращения
- •13.Константа равновесия и способы ее выражения
- •14. Влияние температуры на константу равновесия, ее расчет
- •15.Общая характеристика гомогенных хтп
- •16. Влияние концентраций реагентов на скорость гомогенных процессов и степень превращения
- •Основное кинетическое уравнение:
- •17. Влияние концентрации реагентов на избирательность гомогенных хтп.
- •18. Температура как фактор повышения скорости процесса и управления выходом продукта реакции (необратимые, обратимые, экзо- и эндотермические реакции)
- •19. Влияние температуры на скорость, избирательность процесса и выход продукта при протекании сложных реакций
- •20. Влияние давления на скорость газофазных реакций
- •1 Влияние давления на скорость необратимых процессов
- •2 Влияние давления на скорость обратимых процессов
- •21. Характер изменения основных параметров хтп во времени
- •22. Принципы расчета оптимальных параметров проведения процессов
- •23. Применение катализаторов в гомогенных системах (гомогенный катализ)
- •24. Общая характеристика гетерогенных хтп.
- •25. Процессы протекающие во внешнедиффузионной области.
- •26. Внутредиффузионная область протекания процессов.
- •27. Кинетическая область протекания процессов.
- •28. Основные методы изготовления и требования к катализаторам.
- •29. Особенности протекания каталитических процессов. Гетерогенные каталитические процессы.
- •Области протекания гетерогенных каталитических процессов.
- •Влияние этих торможений на избирательность Кт.
- •Влияние внутридиффузионных торможений на кинетику процесса.
- •30. Переходные области протекания гетерогенного хтп.
- •31. Моделирование хтп. Общие понятия.
- •37. Основные характеристики потоков и их влияние на хтп
- •38. Протекание хтп в потоке идеального вытеснения (ив)
- •39. Температурные режимы протекания хтп.
- •40. Протекание хтп в потоке полного (идеального) смешения.
- •4 0.1. Технологические расчеты.
- •40.2. Закономерность хтп без теплообмена.
- •41. Теплообмен с окружающей средой как фактор интенсификации хтп в потоке.
- •42. Секционирование реакционной зоны потока смешения.
- •42.1. Методы расчета каскада реакционных зон.
- •43. Сопоставление протекания хтп в различных идеальных потоках.
- •43.1. Процессы без тепловых эффектов ( при изотермическом температурном режиме).
- •43.2. Процессы с большими тепловыми эффектами.
- •43.3. Сравнение по избирательности.
- •44. Протекание хтп в неидеальных потоках.
- •45. Химические реакторы
- •45.1. Классификация
- •46. Основные требования к промышленным реакторам:
- •47. Отклонения реальных реакторов от идеализированных моделей
- •48. Реакторы для гомогенных процессов
- •49. Реакторы для проведения гетерогенных процессов в системе г — ж
- •50. Химико-технологические системы (хтс). Основные определение.
- •51. Моделирование химика-технологической системы
- •52. Организация химико-технологического процесса. Выбор схемы процесса
- •53. Основные условные обозначения технолог.Операторов. Основные способы отражения структуры хтс.
- •54. Технологическая схема хтс. Схемы с открытой цепью и циклические
- •55. Элементы анализа и синтеза хтс.
- •56. Основные типы связей.
- •59. Задачи, решаемые при исследовании хтс.
- •60. Сырьё в химической технологии. Комплексное использование сырья.
- •61. Методы очистки воды для производственных процессов. Очистка сточных вод. Замкнутые водооборотные циклы.
- •62. Очистка газообразных промышленных выбросов.
- •63. Обработка твердых отходов
- •64. Виды энергии, применяемые в химической промышленности. Использование тепла отходящих газов: регенераторы, рекуператоры, котлы-утилизаторы.
- •65. Методы обогащения твёрдых, жидких материалов и газов.
59. Задачи, решаемые при исследовании хтс.
При разработках новых и совершенствовании существующих ХТС выделяют 3 задачи:
синтез
анализ
оптимизация
Синтез: формируется цель, условия ее достижения, разрабатываются конкретные решения, подлежащие анализу. Задачи синтеза формулируются: Заданы элементы, у которых может быть спроектирована система, сырье, целевые продукты. Требуется разработать структуру ХТС, т.е.выбрать элементы из числа имеющихся, установить связи между ними, определить основные конструктивные и технологические параметры.
Задачи анализа: Определяются режимы фиксированных элементов.
Задача оптимизации – является комплексной. Она включает задачу оптимизации структуры ХТС, а также оптимизацию режима функционирования элементов структуры.
Оптимизация – работы только аппарата без учета его связи с другими аппаратами может привести к тому, что вся ХТС будет работать не в оптимальном режиме.
Для решения этих 3-х задач используются различные методы расчета ХТС, которые будут рассмотрены в курсе «АСУТП».
60. Сырьё в химической технологии. Комплексное использование сырья.
Химическая промышленность характеризуется высокой материалоемкостью производства. На 1 т готовой химической продукции расходуется, как правило, несколько тонн сырья и материалов, отсюда следует, что себестоимость химической продукции значительной мере определяется качеством сырья, способами и стоимостью его получения и подготовки, расходами на перевозку. В химической промышленности затраты на сырье в себестоимости продукции составляют 60—70%, а в нефтехимической промышленности - более 70%.
От вида и качества сырья существенно зависит полнота использования производственных мощностей различных подотраслей химической промышленности, а также уровень производительности труда, продолжительность полезной работы оборудования, затраты труда на изготовление готовой продукции. Свойств сырья, содержание в нем полезных и вредных компонентов в значительной мере определяют применяемую технологию его обработки; от степени совершенства технологии в свою очередь зависит производительность труда.
Большая материалоемкость и крупнотоннажность химического производства обусловливают соответственно и высокие капиталовложения в химическую промышленность, поэтому выбор и подготовка сырьевых баз, технико-экономические показатели сырья являются важными условиями рационального размещения и эффективного развития химической промышленности.
Классификация сырья
Виды сырья весьма разнообразны, их можно разделить на следующие группы: минеральное сырье, растительное и животное сырье. В качестве сырья в ряде процессов используются воздух и вода.
Минеральное сырье — это полезные ископаемые, добываемые из земных недр; их делят на рудное, нерудное и горючее минеральное сырье.
Рудное сырье — это горные породы, из которых экономически выгодно получать металлы. При переработке некоторых видов рудного сырья наряду с металлами получают и химические продукты. Так, например, одновременно с медью, цинком, никелем при переработке сульфидных руд получают и серную кислоту.
Нерудное сырье — горные породы, используемые в производстве химических, строительных и других неметаллических материалов. К этому виду сырья относятся породы, содержащие серу, фосфаты, природные калийные соли, поваренную соль, песок, гравий, глины и др. Это сырье используется в производстве удобрений, солей, кислот, щелочей, цемента, стекла, керамических изделий и др.
Горючее минеральное сырье включает угли, нефть, торф, горючие сланцы, природный и попутный газы и др., служащие источником получения разнообразнейших продуктов. Так, при переработке угля получают сырье для производства красителей, лекарственных препаратов, химических волокон, пластических масс, удобрений и т. п.
Растительное и животное сырье подразделяется на пищевое и техническое. К пищевому сырью относятся продукты сельского, лесного и рыбного хозяйства, которые используются для пищевых целей (картофель, сахарная свекла, хлебные злаки, пищевые жиры и т. п.). Химическая и другие отрасли промышленности потребляют техническое растительное и животное сырье, непригодное для пищевых целей, которое, однако, может быть переработано в продукты или материалы бытового и промышленного потребления. К этому виду сырья относятся хлопок, солома, лен, конопля, китовый и тресковый жиры, кости животных и др.
Воздух и вода являются самым дешевым и доступным сырьем. Воздух—практически неисчерпаемый источник дешевых азота и кислорода. Вода не только служит источником непосредственного получения из нее водорода и кислорода, но и участвует в разнообразных химических процессах, а также применяется для растворения твердых, жидких и газообразных веществ.
Сырьевые ресурсы
Экономический потенциал любой страны в современных условиях в большой степени определяется природными ресурсами полезных ископаемых, масштабами и качественной характеристикой их месторождений, а также уровнем развития сырьевых отраслей промышленности.
Сырьевые ресурсы современной химической промышленности очень разнообразны, причем с развитием техники, организацией новых производств и внедрением более эффективных методов производства сырьевая база отрасли постоянно расширяется за счет открытия новых месторождений, освоения новых видов сырья и более полного использования всех его компонентов.
По степени экономической эффективности использования запасы минерального сырья делятся на две группы—балансовые и забалансовые. К балансовым относятся запасы полезных ископаемых, которые по своему качеству соответствуют требованиям промышленности и по условиям залегания могут быть добыты и переработаны в настоящее время экономически эффективными способами. Запасы сырья, характеризующиеся низким содержанием полезного вещества, присутствием неблагоприятных сопутствующих компонентов и сложными условиями залегания, вследствие чего они при современном состоянии техники и экономики не могут эффективно эксплуатироваться, относятся к забалансовым. Забалансовые запасы подлежат отдельному учету и представляют интерес как объект перспективного промышленного освоения.
Рациональное и комплексное использование сырья
Рациональное использование сырья позволяет повысить экономическую эффективность производства, так как стоимость сырья составляет основную долю в себестоимости хим. продукции. В связи с этим стремятся использовать возможно более дешевое сырье, особенно местное сырье, для которого не требуются дальние перевозки.
При выборе источника сырья необходимо также учитывать, современные и перспективные условия его получения, в том числе и местные условия.
Комплексное использование сырья является одной из важнейших народнохозяйственных задач. Раньше из сырья, содержащего несколько ценных компонентов, использовался в данном производстве какой-либо один компонент, остальные же или оставались в продукте балластом, или шли в отходы (отбросы) производства. В настоящее время стремятся к комплексному использованию, т. е. к извлечению каждой составной части сырья в виде отдельного ценного продукта. Это достигается двумя путями: во-первых, разделением пород на составляющие их минералы, т. е. методами обогащения сырья; во-вторых, разнообразной химической переработкой сложного сырья с выделением его составных частей в виде ценных продуктов. Многие горные породы, сложные минералы, включающие много элементов и многокомпонентные смеси органических веществ, подвергаются комплексной переработке. При этом из одной горной породы можно получать различные металлы, неметаллические элементы, кислоты, соли, строительные материалы. Таким образом, комплексная переработка приводит к комбинированию различных производств.
В качестве примера можно привести переработку апатитовой руды (рис.IX.2).