Тема 8. Электрохимические процессы

Сущность электрохимических процессов. Основные задачи в области применения этих процессов. Преимущества и недостатки электрохимических процессов по сравнению с химическими.

Количественная характеристика электролиза. Законы Фарадея. Число Фарадея. Выход по току. Напряжение разложения.

Производство хлора и едкого натра. Сырье для их получения. Два способа производства хлора, едкого натра, их сущность и особенности. Технологическая схема методов, характеристика оборудования. Продукция производства хлора, едкого натра области применения.

Электролиз воды. Продукты электролиза. Методы получения водорода и кислорода. Преимущества электрохимического получения водорода и кислорода из воды.

Электрохимическое производство продуктов окисления. Типы окислительно-восстановительных процессов. Производство гипо-хлорита натрия, хлорной и надсерной кислот, перманганата калия.

Гидроэлектрометаллургия. Электролиз растворов с растворимыми и нерастворимыми анодами. Стадии гидроэлектрометаллургии.

Электролитическое рафинирование меди. Характеристика процесса и оборудование. Товарный медный купорос.

Электролитическое получение цинка. Характеристика исходных веществ, технологии, оборудования. Степень чистоты продукции.

Электролиз расплавленных руд. Металлы, получаемые таким путем. Роль температуры в процессе электролиза расплавов. Причины использования смеси солей в качестве сырья. Факторы, которые учитывают при электролизе. Технологические особенности электролиза расплавов.

Электролитическое получение алюминия. Характеристика сырья и подготовка его к электролизу. Сущность электролиза глинозема. Операции технологического процесса, их характеристика. Анодные газы, их состав и переработка. Характеристика электролитического алюминия и способы его рафинирования.

Тема 9. Каталитические процессы

Определение катализа. Преимущества каталитических процессов, способствующих распространению их в технологии. Особенности каталитических процессов.

Основы теории катализа. Гомогенный, гетерогенный, микрогетерогенный катализ. Положительный и отрицательный катализ. Ингибиторы. Классификация каталитических процессов по механизму взаимодействия катализатора с реагентами. Механизм окислительно-восстановительного и кислотно-основного катализа. Вещества, применяемые как катализаторы.

Гомогенный жидкофазный и газофазный катализы. Факторы, влияющие на скорость гомогенных каталитических процессов. Преимущества и недостатки гомогенного катализа.

Гетерогенный катализ, его преимущества. Твердые катализаторы-контакты. Механизм электронного и ионного гетерогенного катализа. Скорость гетерогенного катализа. Лимитирующие стадии процесса. Влияние температуры, давления, концентрации реагентов, времени контактирования, перемешивания на скорость процессов, выход продукта. Твердые катализаторы, состав, формы зерен. Вещества, используемые как катализаторы. Характеристика активаторов, промоторов, носителей. Технологические характеристики катализаторов. Понятие «каталитические яды».

Аппараты для проведения гомогенных, гетерогенных каталитических процессов. Классификация аппаратов для гетерогенных процессов по агрегатному состоянию реагента, катализатора, способу контакта катализатора и реагента, способу отвода тепла. Контактные аппараты с неподвижным слоем катализатора, кипящим слоем, движущимся слоем катализатора; принцип их работы; преимущества и недостатки.

Производство серной кислоты. Контактный и нитрозный способы получения серной кислоты. Характеристика продукции. Сырье для производства серной кислоты, его характеристика. Стадии контактного метода получения кислоты, их особенности. Технологическая схема производства серной кислоты. Пути интенсификации этого производства.

Двойное контактирование, его сущность и этапы. Утилизация газовых выбросов и твердых отходов производства серной кислоты.

Каталитические процессы нефтепереработки. Контактные, комп-лексообразующие катализаторы, типы реакций, идущих в их присутствии. Каталитический крекинг нефтепродуктов, условия, характеристика продуктов. Недостатки каталитического крекинга.

Каталитический реформинг, его назначение. Условия процесса. Варианты реформинга. Платформинг. Продукты реформинга, их состав, области применения.