Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Г.М. Давидан

ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Учебное пособие

Омск

Издательство ОмГТУ

2009

УДК 66.01 (075)

ББК 35 а73

Д 13

Рецензенты

С.П. Шалыгин, канд. хим. наук, доцент кафедры «Органическая химия и методика преподавания химии» ОмГПУ

Е.М. Буданова, канд. хим. наук, доцент кафедры «Инженерая экология и xимия» Сибирской автомобильно-дорожной академии

Давидан Г.М.

Д 13 Общая химическая технология: Учебное пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 200 с.

В пособии представлены общие понятия о химическом производстве, ком-по­нентах химического производства, критериях оценки его эффективности, теория химико-технологического процесса (ХТП). Кроме того, в работе изло­жены общие закономерности ХТП, основы теории катализа, а также теории, проектирования и эксплуатации химических реакторов. Вторая половина кур­са лекций содержит примеры реализации некоторых промышленных про­цессов переработки горючих ископаемых, нефтехимии, основного органичес­кого и неорганического синтеза.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 240401 «Хи­ми­ческая технология органических веществ» и бакалавров направления 240100 «бакалавр техники и технологии», и может быть полезно преподава­телям, специалистам, аспирантам, занимающимся вопросами химической технологии.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического униврситета

УДК 66.01 (075)

ББК 35 а73

© Омский государственный

технический университет, 2009

Предисловие

Данное пособие является вторым, переработанным изданием курса лек­ций «Общая химическая технология» 2003 года. Переработка пособия бази­рует­ся на замечаниях и предложениях специалистов и опыте преподавания предмета автором. Она также связана с изменением системы подготовки вы­пускников высшей школы РФ в последние годы.

Федеральный образовательный стандарт высшего профессионального образования Российской Федерации и учебные планы подготовки специали­стов и бакалавров предусматривают преподавание дисциплины «Общая хи­ми­ческая технология». Этот предмет относится к циклу общепрофессио­наль­ных дисциплин (ОПД) и является одним из базовых для студентов, обучаю­щихся по специальности 240401 «Химическая технология органических ве­ществ» и бакалавров направления 240100 «бакалавр техники и технологии».

При составлении пособия учтены требования Федерального стандарта и последние достижения в области химической науки и технологии.

Содержание предлагаемого пособия «Общая химическая технология» ба­зируется на ряде ранее изученных студентами дисциплин. Среди них сле­дует выделить такие предметы, как «Общая химия», «Органическая химия», «Физическая химия», «Поверхностные явления и дисперсные системы», «Фи­зика» и некоторые разделы курса «Высшая математика».

Данная работа содержит вводную тему, ряд теоретических тем, касаю-щихся компонентов химического производства, его экономики, общих зако-но­мерностей его проведения, вопросов моделирования, теории катализа, а так­же классификации, проектирования и эксплуатации химических реакто-ров. На примерах некоторых типовых промышленных процессов рассмот-рены научные и практические вопросы технологического оформления хими­чес­ких производств.

В пособии широко используется графическая интерпретация описыва-е­­мых явлений и процессов, что должно способствовать лучшему усвоению сту­дентами изучаемого материала. Текст иллюстрирован большим количест­вом таблиц, рисунков и технологических схем производственных процессов. Приведены краткие исторические сведения о возникновении и развитии хи-ми­ческих производств в России и за рубежом. Дана сравнительная оценка экономической эффективности различных технологических процессов произ­водства одних и тех же продуктов. Рассмотрены перспективы совершен­ство-вания технологических процессов.

Преподавание дисциплины «Общая химическая технология» имеет задачу научить студентов пониманию основ и особенностей химико-техноло-ги­ческих процессов. Другой целью преподавания этого предмета на основе данного пособия является лучшее понимание студентами таких дисциплин, как «Технология переработки нефти и газа», «Технология СК и полимеры», «Химия и технология органического синтеза» и др., изучение которых сту­дентами осуществляется в последующих семестрах.

Тема 1 общие понятия о химическом производстве

Химическое производство, будучи составной частью материального производства, является многотоннажным специализированным и основано на достижениях науки и техники. Научной основой химического производства является химическая технология, научная дисциплина, сформировавшаяся к середине 20 века.

Формирование химической технологии как отдельной науки вызвано особенностями материального производства в 20 столетии. К ним относятся:

- стремительные темпы роста и постоянно меняющийся характер промышленного производства;

- успехи смежных научных дисциплин;

- многообразие ассортимента химической продукции и технологичес-ких процессов их получения;

- разработка научной классификации и создание теоретических основ химических процессов.

Современная общая химическая технология возникла в результате закономерного на определенном этапе ее развития процесса интеграции ранее самостоятельных технологий производства отдельных продуктов, явив­шейся результатом обобщения эмпирических правил их получения.

Современное химическое производство перерабатывает гигантские объ­е­­мы сырья с использованием колоссального количества энергии различ-ных видов и огромных капитальных и амортизационных затрат.

Из этого вытекает одно из главных требований к современному произ­водству – экономичность. Эту особенность химической технологии четко определил еще Д. И. Менделеев: «Учение о выгодных (т.е. поглощающих наименее труда людского и энергии природы) приемах переработки природ­ных продуктов в продукты потребления». И еще: «Технология должна изу­чать выгоднейшие способы, выбрать из ряда возможностей наиболее прием­лемую – по выгодности данным условиям времени и места, чтобы придать продукту наибольшую дешевизну при желаемых формах и свойствах».

Развивая эту мысль Д. И. Менделеева, можно заключить, что техно-логия, в широком смысле слова, – это наука о наиболее экономичных спо-собах и средствах массовой переработки природного сырья в продукты пот­реб­ления и/или промежуточные продукты, применяемые в различных обла-стях материального производства.

Химическая технология не может быть сведена только к методам хими­ческой переработки, т.к. в химическом производстве химическим превраще­ниям сопутствуют разнообразные физические, физико-химические и механи­ческие процессы.

Химическая технология – это наука, изучающая такие производ­ственные процессы переработки, которые хотя бы на одной стадии связаны с изменением состава, строения и свойств веществ, т.е. с превращением их в другие вещества.