- •С.В. Іванов, п.С. Борсук, н.М. Манчук загальна хімічна технологія
- •Передмова
- •Теоретичні основи хімічної технології вступ
- •1. Основи хіміко-технологічних процесів
- •1.1 Хіміко-технологічний процес і його зміст
- •1.2. Класифікація хімічних реакцій, які покладені в основу промислових хіміко-технологічних процесів.
- •1.3. Технологічні критерії ефективності хіміко-технологічного процесу
- •2. Структура хімічного виробництва
- •3. Хіміко-технологічні системи
- •3.1. Поняття хіміко-технологічної системи (хтс)
- •3.2. Моделі хіміко-технологічних систем
- •3.3. Технологічні зв'язки в хтс
- •4. Поняття про синтез хіміко-
- •4.1. Texнологічні концепції створення хтс
- •4.2. Аналіз хтс
- •5. Матеріальні і теплові баланси хіміко-технологічних систем
- •5.1. Баланс співвідношень
- •5.1.2. Приклади розрахунку балансів
- •5.2 Основні поняття ексергетичного аналізу хтс
- •6. Термодинамічні розрахунки хіміко-технологічних процесів
- •6.1. Рівновага хімічних реакцій
- •6.2. Константа рівноваги й енергія Гіббса. Рівняння ізотерми Вант-Гоффа
- •6.3. Хімічна рівновага в гетерогенних реакціях
- •7. Вибір технологічних режимів проведення хтп
- •7.1. Способи зміщення рівноваги
- •7.2. Залежність константи рівноваги від температури
- •7.3. Розрахунок рівноваги за термодинамічними даними
- •8. Використання законів хімічної кінетики при виборі технологічного режиму.
- •8. 1. Швидкість гомогенних хімічних реакцій
- •8.2. Залежність швидкості хімічних реакцій від концентрації реагентів; кінетичні рівняння
- •8.3. Способи зміни швидкості простих і складних реакцій
- •9. Кінетика хіміко-технологічних процесів
- •9.1. Вплив різних чинників на швидкість хімічних процесів, які перебігають на мікрорівні
- •9.2. Кінетика хтп, що ґрунтується на оборотних хтп
- •9.3 Швидкість хтп, що ґрунтується на паралельних та послідовних гомогенних реакціях
- •9.3.2. Вплив технологічних параметрів на швидкість гомогенних процесів
- •9.3.3. Методи інтенсифікації гомогенних процесів
- •9.4. Кінетика гетерогенних некаталітичних процесів
- •9.4.2. Швидкість гетерогенних процесів
- •9.4.4. Визначення лімітуючої стадії гетерогенного процесу
- •9.4.5. Способи збільшення швидкості процесу
- •9.5 Типи реакторів для гетерогенних процесів
- •9.5.1 Реактори для проведення реакцій в системах г-т і р-т
- •9.5.2 Реактори для проведення реакцій в системах г—р і р—р
- •10. Каталітичні процеси.
- •10.2. Технологічні характеристики каталізаторів
- •10.3. Гомогенний і гетерогенний каталіз
- •10.4. Властивості твердих каталізаторів і їхнє виготовлення
- •10.5. Апаратурне оформлення каталітичних процесів
- •10.5.3 Апарати зі зваженим (киплячим, псевдокиплячим) шаром каталізатора
- •11. Хімічні реактори
- •11.1 Класифікація реакторів
- •11.2. Вимоги до хімічних реакторів
- •11.3. Структура математичної моделі хімічного реактора
- •10.4. Реактор ідеального змішування періодичний
- •11.5 Реактори безперервної дії
- •11.5.1 Реактор ідеального витіснення (рів)
- •11.5.2. Реактор ідеального змішування безперервний (різ–б)
- •11.5.3 Загальне проектне рівняння реактора
- •11.6 Каскад реакторів ідеального змішання (к-різ)
- •11.7 Графічний метод розрахунку к – різ
- •11.8. Вплив кінетики на вибір типу реактора
- •11.9. Селективність, вихід, ступінь перетворення
- •11.9.2. Залежність селективності від ступеня перетворення
- •11.10. Хімічні реактори з неідеальною структурою потоків
- •11.11. Моделі ректорів з неідеальною структурою потоку
- •11.12. Ячеїста модель.
Передмова
Цей навчально-методичний комплекс призначений для студентів заочного та дистанційного навчання хіміко-технологічного профіля, які вивчають дисципліну “Загальна хімічна технологія”.
“Загальну хімічну технологію” викладають студентам , котрі прослухали цикл лекцій фундаментальних хімічних (загальна і неорганічна хімія, органічна, аналітична і фізична хімія) і загально інженерних (теоретична механіка, електротехніка і т. ін.) дисциплін, курс процесів і апаратів хімічних виробництв, а також частину профільних дисциплін , що вивчаються згідно планів за спеціальністю 7.091604-“Хімічна технологія палива та вуглецевих матеріалів.”
Вивчення курсу проходить на прикладах добре розроблених
багатотоннажних хімічних виробництв і охоплює найважливіші типи технологічних процесів у відповідності до їх класифікації. Вибір цих виробництв може змінюватись в залежності від профіля спеціаліста, розвитку хімічних виробництв в тому чи іншому регіоні, а також від форми навчання.
Одночасно з курсом лекцій студенти виконують лабораторний практикум і на модельних установках засвоюють навички дослідження і кількісного описання хіміко-технологічних процесів, а також приймають участь в практичних і розрахункових заняттях, де знайомляться з основами проектування хімічних виробництв. Поєднання лекційного матеріалу з лабораторними заняттями дозволяє одержати студенту достатній хіміко-технологічний фундамент для вивчення дисциплін з любої хіміко-технологічної спеціальності.
В результаті вивчення курсу “Загальна хімічна технологія”
студент повинен бути підготовлений до сприймання курсів по спеціальній технології у вибраній галузі і реалізації одержаних знань в практичній діяльності.
Курс “Загальна хімічна технологія” складається з двох частин: I-теоретичні основи хімічної технології; II-застосування закономірностей хімічної технології до інженерного оформлення на прикладах найважливіших виробництв. В I частині розглядаються класифікація хімічних виробництв і хіміко-технологічних процесів, вибір оптимальних умов технологічного режиму хіміко-технологічних процесів (ХТП), що складають хімічне виробництво, при цьому вибір проводиться на основі термодинамічних і кінетичних властивостей фізико-технологічних систем.
Розглядаються також основні вимоги до хімічних реакторів стосовно до типу ХТП. Даються методи розрахунку основних характеристик реактора з урахуванням досягнення максимально можливого перетворення сировини і високої інтенсивності процесу.
Теоретичний матеріал викладений відповідно до робочої навчальної програми дисципліни “Загальна хімічна технологія”, що наведена в комплексі. ” Комплекс містить матеріал для роботи студентів в період сесії і в міжсесійний період (варіанти контрольних і курсових робіт, методичні вказівки до їх виконання). Досвід нашої роботи показав, що рішення задач і розрахунки з хімічної технології підвищує інтерес студентів до предмету, сприяє поглибленню теоретичних знань з курсу і розширює політехнічний кругозір студента.
Курс загальної хімічної технології озброює студентів первісними, але дуже важливими поняттями про те, як закони хімії і інших фундаментальних наук застосовуються для вирішування інженерно-хімічних завдань, відомостями про загальні закономірності управління хімічними реакціями в виробництві. Мета даного курсу –дати ключ до розуміння інженерно-хімічних проблем, познайомити з основними ідеями хімічної технології.
Під час практичної роботи в лабораторії ЗХТ студенти закріплюють знання, отримані на лекціях, здобувають інженерні навички керування типовими хіміко-технологічними процесами на модельному устаткуванні, що відтворює основні умови реального виробництва /сировина, схеми, конструкції реакторів, технологічні режими, методи контролю і т. ін./.
У процесі підготовки до виконання робіт студенти повинні вивчити модельований у лабораторній роботі технологічний процес за літературою, яка рекомендується. Вивчення повинне охоплювати, крім фізико-хімічних основ процесу, також схему експериментальної установки, методи проведення на ній досліджуваного технологічного процесу, його контролю, методику обробки експериментальних результатів і правила техніки безпеки. На лабораторні заняття студенти повинні приходити з підготовленим заздалегідь протоколом лабораторної роботи, що включає /конспективно/ усі зазначені питання.
Після співбесіди з викладачем студенти допускаються до роботи й одержують конкретні завдання /з урахуванням майбутньої спеціальності/. Після виконання експерименту кожен студент самостійно виконує необхідні розрахунки та завершує підготовку звіту по лабораторній роботі.
Експериментальні і розрахункові дані оформляються відповідно до завдання викладача за схемами, що маються в описі до робіт, уключених у комплекс.
Після виконання експериментальної роботи і належного оформлення її результатів /коротких теоретичних відомостей, схеми і короткого опису установки, методики роботи на ній, результатів експериментів і їх обробки / кожен студент повинний здати /захистити/ роботу викладачеві та правильно відповісти на контрольні запитання.