Введение.
Содержание
ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
Дмитриева Е.Д.
Энергия
Химическая промышленность является одной из самых энергоемких отраслей индустрии.
В химической промышленности применяются разнообразные виды энергии: электрическая, тепловая, ядерная, химическая и энергия света.
Электрическая применяется для приведения в движение электрические двигатели. Ее производят гидроэлектростанции, тепловые и атомные станции.
Тепловая энергия применяется для осуществления разносторонних физических процессов, не сопровождающихся химическими реакциями (плавление, сушка, выпаривание). Источником тепловой энергии служит разнообразное топливо, при сжигании образуются топливные газы.
Атомная энергия применяется для производства электрической энергии на атомных электростанциях.
Химическая энергия используется в производстве многотоннажных химических продуктов. Химическая энергия выделяется обычно виде тепла при проведении разнообразных экзотермических реакций.
Световая энергия применяется для проведения разнообразных фотохимических реакций.
Рассмотрим сравнительные характеристики различных источников энергии в кВт∙ч/кг:
Каменный уголь – 8,0
Торф – 4,0
Природный газ – 10,6
Уран – 22,5∙106
В энергетическом балансе химических процессов большое место занимает тепловая энергия, источником которой служит разнообразное топливо.
Кроме того, топливо или компоненты топлива в большинстве случаев служат сырьем для химической промышленности.
доцент кафедры химии, к.х.н.
по дисциплине
Направление подготовки: 240900 Химическая технология и биотехнология
Специальность: 240901 Биотехнология
Форма обучения (очная)
Тула 2010г.
Рассмотрено на заседании кафедры
протокол № _____ от «_____» ___________ 20____г.
Зав. кафедрой _______________ В.А. Алферов
| 1. | Введение | |
| 1.1. | Общие закономерности химических процессов. Классификация процессов общей химической технологии | |
| 1.2. | Промышленный катализ | |
| 1.3. | Сырьевая база химической промышленности | |
| 1.4. | Энергетическая база химических производств | |
| 1.5 | Критерии оценки эффективности производства | |
| 1.5.1. | Интегральные уравнения баланса материальных потоков в технологических процессах. Понятие о расходных коэффициентах. Относительный выход продукта | |
| 1.5.2. | Балансы производства | |
| 1.5.3. | Технологические параметры химико-технологических процессов. | |
| 1.6 | Принципы создания ресурсосберегающих технологий. Технологические и организационно-управленческие принципы. | |
| 2. | Теоретические основы химической технологии | |
| 2.1. | Энергия в химическом производстве. Тепловой эффект реакции в технологических расчетах. Направленность реакции в технологических расчетах. | |
| 2.2. | Массообменные процессы. Основные принципы массообменных процессов. Моделирование процессов теплообмена. | |
| 3. | Химическое производство как сложная система. Иерархическая организация процессов в химическом производстве. | |
| 3.1. | Химико-технологические системы (ХТС). Элементы ХТС. Структура и описание ХТС. Методология исследования ХТС, синтез и анализ ХТС. | |
| 3.2. | Сырьевая и энергетическая подсистема ХТС | |
| 3.3. | Химические реакторы - основные элементы ХТС. Типы классификации химических реакторов. Классификация химических реакторов по гидродинамической обстановке, условиям теплообмена, фазовому составу реакционной массы, способу организации процессов, характеру изменения параметров процессов во времени, конструктивным характеристикам. Изотермические и неизотермические процессы в химических реакторах. | |
| 3.4. | Промышленные химические реакторы. Реакторы для гомогенных процессов, гетерогенных процессов с твердой фазой, гетерогенно-каталитических процессов, гетерофазных процессов. | |
| 4. | ООсновные математические модели процессов в химических реакторах. | |
| 4.1 | Идеальный периодический реактор. Непрерывный реактор идеального вытеснения. Непрерывный реактор идеального смешения. | |
| 4.2. | Сравнение эффективности проточных реакторов идеального смешения и идеального вытеснения. Обоснование использования каскада реакторов смешения. Расчеты идеальных реакторов. | |
| 4.3. | Применение кинетических моделей для выбора и оптимизации условий проведения химических реакционных процессов. Удельная производительность идеальных реакторов и их сочетаний. Обоснование практического применения различных сочетаний идеальных реакторов. | |
| 4.4. | Влияние параметров процесса на удельную производительность реакторов. Зависимость производительности от степени конверсии, типа реактора и вида кинетического уравнения. Использование производительности реактора в качестве критерия оптимальности процесса при выборе соотношения реагентов и температуры. | |
| 5. | Применение кинетических моделей для выбора и оптимизации условий проведения процессов. | |
| 5.1 | Экономические критерии оптимизации и их применение для оптимизации реакционных узлов. | |
| 7. | Важнейшие промышленные химические производства | |
| 7.1. | Проблема фиксации атмосферного азота. Синтез аммиака. Физико-химические основы процесса и обоснование выбора параметров и типа реакционного узла. Технологическая схема процесса. | |
| 7.2. | Получение азотной кислоты. Физико-химические основы химических стадий процесса, обоснование выбора параметров и типов реакторов. Технологическая схема процесса. | |
| 7.3. | Производство минеральных удобрений. Классификация минеральных удобрений. | |
| 7.3.1. | Азотные удобрения. Физико-химические основы производства нитрата аммония. Устройство реакционного узла. Теоретические основы процесса и его технологическое оформление. | |
| 7.3.2. | Производство фосфорной кислоты. Физико-химические основы процесса. Технологическая схема. | |
| 7.3.3. | Фосфорные удобрения. Физико-химические основы процессов их производства. Типы реакционных узлов. | |
| 7.4. | Производство серной кислоты. Свойства, применение и способы получения серной кислоты. Производство сернистого газа. Контактный способ получения серной кислоты: теоретические основы процесса, устройство реакционных узлов и технологическая схема процесса. | |
| 7.5. | Электрохимические производства. Теоретические основы электролиза водных растворов и расплавленных сред. Технология электролиза раствора хлорида натрия. | |
| 7.6. | Промышленный органический синтез. | |
| 7.6.1. | Химическая переработка нефти. Общая характеристика нефтехимического комплекса. Первичная перегонка нефти. Каталитический риформинг углеводородов. Производство низших олефинов пиролизом углеводородов. | |
| 7.6.2. | Производство этилбензола и диэтилбензола. Теоретические основы процесса и обоснование выбора условий процесса. Технология процесса. | |
| 7.6.3. | Синтезы на основе оксида углерода. Производство метанола. Теоретические основы процесса и его технологическое оформление. | |
| 7.6.4 | Производство фенола. Кумольный метод получения фенола и ацетона. Сравнительная характеристика методов получения фенола. Теоретические основы процесса, выбор параметров и реакционных узлов. Технологическая схема процесса. | |
| 7.6.5. | Биохимические производства. Особенности процессов биотехнологии. | |
| 7.6.5.1. | Производство уксусной кислоты микробиологическим синтезом | |
| 7.6.5.2. | Производство пищевых белков. | |
| 8. | Химико-технологические методы защиты окружающей среды | |
| 8.1. | Утилизация и обезвреживание твердых отходов. | |
| 8.2. | Утилизация и обезвреживание жидких отходов. | |
| 8.3. | Утилизация и обезвреживание газообразных отходов. | |
| Библиографический список |
Химическая технология (ХТ) –это совокупность методов и средств химической переработки природного сырья, полупродуктов или производственных отходов, предметы потребления и средства производства, а также наука об экономичных и наиболее экологичных химических методах и средствах. Химическая технология как наука имеет:
-объект изучения–химические производства (способы и процессы переработки исходных веществ в полезные продукты). Используемые процессы в производстве должны осуществляться с наименьшими затратами на исходные вещества и оборудование для их переработки, с минимальным потреблением энергии, обеспечивать комфортные условия работы и не наносить вред окружающей среде.
- цель изучения – создание целесообразных способов производстванеобходимых человеку
-методы исследования–экспериментальный, моделирование и системный анализ.