1. УКлассификация технологических процессов: механические и химические технологии: - промышленность неорганических веществ; промышадность органических веществ (включая производство и переработку пищевых продуктов).

Технология делится на механическую и химическую.

Механическая технология изучает процессы, при которых изменяется форма, внешний вид или физические свойства материалов, а химическая технология рассматривает процессы изменения химического состава и свойств материалов. Исходя из этого, можно дать такое определение: химическая технология - наука о способах и процессах химической переработки сырья.

Указанное деление в значительной степени условно, так как при механической переработке материала часто меняются и его химические свойства. Так, например, некоторые металлы долгое время могут находиться на воздухе без заметного изменения. Однако, если их подвергнуть физическому воздействию и тонко измельчить, полученные металлические порошки самопроизвольно загораются на воздухе. Это объясняется тем, что с измельчением вещества увеличивается его поверхностная энергия, а следовательно, повышается химическая активность вещества.

Современное химическое производство включает большое число разнообразных физических и химических операций, которые тесно связаны между собой, поэтому химическая технология изучает совокупность физических и химических процессов и пути их осуществления в промышленном масштабе.

Химические производства можно разделить на две группы: на производства неорганических и органических веществ.

Промышленность неорганических веществ включает:

1) производства основных химических веществ (кислоты, щелочи, соли, удобрения и др.);

2) производство тонких неорганических продуктов (реактивы, редкие элементы, полупроводники, фармацевтические препараты и др.);

3) электрохимические производства (хлор, щелочи, кислород, водород и др.);

4) металлургия (черная, цветная, металлургия благородных и редких металлов и др.);

5) производство силикатов (стекло, цемент, керамика и др.);

6) производство минеральных красок и пигментов.

Промышленность органических веществ включает:

1. основной (тяжелый) органический синтез (спирты, кислоты, эфиры, переработка СН₄, СО, Н₂, СгН₄ и др.);

2. производство полупродуктов и красителей;

3. тонкий органический синтез (фармацевтические препараты, кино-фотореактивы и др.);

4. производство высокомолекулярных веществ (пластические массы, искусственные и синтетические волокна, каучук и др.);

5. переработка горючих материалов (нефти, угля, сланцев и др.);

6. производство пищевых продуктов (сахар, жиры и др.).

---

2. Основные группы процессов химических произвадств: механические, гидродинамические, тепловые, диффузионные (массообменные), химические. Примеры.

3. Основные определения: производительность; интенсивностъ; расходные коэффициенты; степень превращения (конверсия); выход продукта; скорость реакции (процесса). Примеры.

Показателем, характеризующим эффективность работы машин, аппаратов, цехов и заводов в целом, служит производительность.

Производительность - это количество выработанного продукта или переработанного сырья в единицу времени:

П = В/t;

где П - производительность; В - количество продукта; t - время.

Производительность измеряется в килограммах в час (кг/ч), в тоннах в сутки (т/сут) или в кубических метрах в сутки (м³/сут) и т. д. Максимально возможная производительность, называется мощностью.

Для сравнения работы аппаратов и установок различного устройства и размеров, в которых протекают одни и те же химические процессы, используется понятие интенсивность.

Интенсивность - это производительность, отнесенная к. какой-либо величине, характеризующей размеры аппарата к его объему или сечению; она, например, может быть выражена в виде уравнения:

И = П/V_r = В/V_r*t

где V_r - объем аппарата (реактора).

Интенсивность может измеряться количеством продукта, получаемого в течение единицы времени с единицы объема аппарата, например (кг/ч*м³), или с единицы сечения аппарата (т/сут*м²) и т. д.

Расход сырья, воды, энергии и различных реагентов, отнесенный к единице целевого продукта, называют расходным коэффициентом:

β = Q/В

где Q - расход сырья, реагента и др.

Расходные коэффициенты выражают в тоннах на тонну (т/т),. кубических метрах на тонну (м/т), киловатт-часах на тонну (кВт*ч/т) и т. п.

Глубина протекания реакции, от которой зависит степень использования сырья и другие показатели химико-технологического процесса, характеризуется степенью превращения и выходом продукта, а для сложных реакций, кроме того, селективностью.

Степень превращения - это отношение количества реагента, вступившего в реакцию, к его исходному количеству.

Например, для простой необратимой реакции типа А R сте­пень превращения выражается уравнением

---

X_A = N_A,0 – N_A/ N_A,0

где X_A степень превращения реагента А;

N_A,0; N_А—количество исходного реагента А в начале и конце процесса.

Если реакция протекает без изменения объема, то

X_А = С_A,0 – C_A/ C_A,0

где С_A,0; С_А — концентрация исходного реагента А в начале и в конце процесса.

Выход продукта - это отношение количества полученного целевого продукта к его количеству, которое должно быть получено по стехиометрическому уравнению.

Селективностью называется отношение количества целевого продукта к общему количеству получаемых продуктов. Селективность характеризует процессы, в которых протекают сложные параллельные и последовательные реакции с получением нескольких продуктов, что часто встречается на практике

Скорость химической реакции определяется количеством прореагировавшего исходного вещества или количеством полученного целевого продукта в единицу времени в единице объема системы. Скорость реакции зависит от концентрации реагирующих веществ и температуры.

4. Технико - экономические показатели технологического процесса.

Для химической промышленности, как отрасли крупномасштабного материального производства, имеет значение не только технологии, но и тесно связанный с ней экономический аспект, от которого зависит нормальное функционирование и развитие производства. Этот аспект рассматривает экономика химической промышленности, т.е. наука, изучающая уровень использования всех видов ресурсов химического производства и разрабатывающая на основе его анализа наиболее эффективные пути и методы его организации и развития. Важнейшим критерием, характеризующим совершенство химического производства, является его экономическая эффективность. Она зависит от мощности технологических установок и от научно-технического уровня технологического процесса. Технико- экономический уровень производства определяется совокупностью технико-экономических показателей:

расходный коэффициент по сырью и энергии, выход готового продукта и степень превращения сырья,

селективность процесса, производительность, интенсивность работы аппарата, качество продукта,

себестоимость продукта. ТЭП зависят от ряда факторов, характеризующих состояние производства:

---

возраст предприятия (физический и моральный износ), техническое состояние оборудования, степень автоматизации производства, квалификация кадров, уровень организации труда, прогрессивность

используемой технологии. ТЭП отражает возможности предприятия выпускать продукцию заданного качества и в заданном количестве. Они являются критериями, позволяющими установить

экономическую целесообразность данного производства и его рентабельность. ТЭП используется для оценки текущего состояния производства, его планирования и обновления техники.

Расходным коэффициентом (РК) называется количество сырья или энергии каждого вида, затраченное на производства единицы массы или объема готовой продукции. По сырью расходный коэффициент (РК) выражается в т/т, нм3/нм3,, по энергии в кВт*ч/т, кВт*ч/ нм3.

Выход готового продукта определяется как отношение массы полученного продукта к массе сырья, затраченного на его производство. Для одностадийного процесса, протекающего по схеме А--В,

выход равен = mB/mA. Для многостадийного процесса А---- В---- Д суммарный выход равен

произведению выходов каждой стадии

η_Е = η _А* η_В *η_С

Степенью превращения сырья называется отношение массы сырья, вступившего в химическое превращение за время к исходной массе

Ха = ma0 – ma /ma0

ma -количество сырья, не вступившего в реакцию превращения за определенное время.

Выход продукта и степень превращения выражаются в долях единиц или %.

Селективностью называется отношение массы целевого продукта к общей массе продуктов, полученных в данном производстве или к массе превращенного сырья за время τ. Селективность характеризует преобладание одного из направлений процесса, превращение сырья приводит к образованию нескольких конечных продуктов. Выход продукта, степень превращения сырья и селективность характеризуют глубину протекания химического процесса, его полноту и направленность в сторону образования целевого продукта.

Производительностью называется количество произведенного целевого продукта или переработанного для его получения сырья в единицу времени

П = m/ τ

m- количество продукта, произведенного за определенное время.

Производительность выражается в кг/ч, нм3/сутки, т/год.

Интенсивностью аппарата называется его производительность, отнесенная к единице величины, характеризующей размеры рабочей части аппарата, его реакционный объем или площади сечения.

---

И = П/V или И = П/S

Интенсивность – критерий эффективности работы аппарата. Выражается в кг/м3 или кг/м3.

Качеством продукта называется совокупность технических, эксплуатационных, экономических и др. свойств, обуславливающих его пригодность для удовлетворения производственных потребностей в соответствии с его назначением.

5. Сырье. Классификация 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 в 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. Свойства 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.

---

Смотрите также файлы

• отчет.docx

• отчет.docx

• Отчет по практике.docx

• ОТЧЕТ по НАУЧНОЙ РАБОТЕ.docx

• основы экологии лабораторный практикум 2009.pdf