- •Введение
- •Основные закономерности химико-технологического процесса.
- •Основные технологические понятия.
- •Технологическая схема.
- •Равновесие в химико-технологическом процессе.
- •Скорость химико-технологических процессов.
- •Кинетика гетерогенных химических реакций.
- •1. Теоретические основы составления балансов хтп.
- •1.1. Классификация хтс:
- •О тсюда
- •1.5. Общие принципы составления материальтного и теплового баланса.
- •1.6. Классификация систем по виду уравнения Данкелера.
- •1 .7. Использование уравнения Дамкелера для составления математической модели хтп.
- •1.8. Совместимость понятий при рассмотрении хтп.
- •2. Катализ в химической технологии.
- •2.2. Гомогеный катализ и его скорость.
- •Способы осуществления экзотермической каталитической реакции по линии оптимальных температур.
- •Химические реакторы.
- •Основные требования к промышленным реакторам.
- •Технологическая классификация.
- •Математические модели основных типов химических реакторов.
- •Реактор периодического действия (рпд).
- •Реакторы непрерывного действия.
- •С с равнение трёх типов реакторов.
- •Каскад реакторов идеального смешения.
- •4. Реальные химические реакторы.
- •4.1.Масштабирование реальных химических реакторов.
- •4.2.Типовые конструкции химических реакторов.
- •4.3.Реакторы для проведения гомогенных реакций в жидкой фазе.
- •4.4.Реакторы для проведения реакций в системе газ/жидкость.
- •4.5.Реакторы для проведения реакций в системе газ/твёрдая фаза.
- •4.6.Реакторы для проведения газовых реакций.
- •4.7.Промышленные печи.
- •5.Сырьё, вода и энергия в химической промышленности.
- •5.1.Сырьё.
- •5.2.Вода.
- •6.Технология серной кислоты.
- •6.1.Нитрозный способ образования серной кислоты.
- •6.2.Контактный метод получения серной кислоты.
- •6.3.Метод двойного контактирования.
5.2.Вода.
В химической промышленности вода используется по следующим направлениям:
-
как чисто химическое сырьё,
-
в качестве универсального химического растворителя (гидролиз, растворение солей),
-
в качестве охлаждающего реагента,
-
в качестве нагревающего агента (в данном случае вода может быть и жидкостью, и паром).
Источники воды: главным источником являются природные воды рек, озёр, подземные воды.
В зависимости от назначения вода может быть промышленной и питьевой.
В зависимости от назначения существенно различны требования к составу и качеству воды: жесткость (временная – присутствие в воде гидрокарбонатов кальция и магния, постоянная – соли хлоридов, сульфатов, и нитратов кальция и магния), БПК, ХПК, мутность, запах, температура, цветность, рН, кислотность, щёлочность.
Для того, чтобы использовать воду, её необходимо подготовить.
Химводоподготовка.
-
механические способы подготовки воды (отстаивание – позволяет удалить грубодисперсные взвешенные примеси, осветление – с помощью коагуляции, используют соли Fe+3, Al+3, фильтрация).
-
умягчение воды, обессоливание – основные процессы водоподготовки. Способы умягчения воды: временная – кипячение, то есть термическое воздействие, постоянная – ионная очистка, он основан на обмене катионов или анионов, которые позволяют обменивать ионы кальция и магния на ионы натрия; пропускание через активированный уголь, использование щелочи, соды, известкование воды, фосфатный способ.
После подготовки её используют в химико-технологическом процессе. В ходе использования воды образуются сточные воды, которые загрязнены и не могут быть напрямую использованы снова в химическом производстве.
С целью экономического использования природных вод и повторного использования сточных вод, то есть создания водооборотных циклов, необходима глубокая очистка стоков.
Основные загрязнения в сточных водах ХТП:
-
механические примеси, осадки,
-
химические примеси неорганического происхождения,
-
органические примеси.
Способы очистки сточных вод:
-
механические способы очистки в зависимости от количественного состава твердых примесей (отстаивание, фильтрация, центрифугирование),
-
использование физико-химических способов очистки сточных вод (адсорбция, флотация, экстракция, ионная очистка),
-
способы термического воздействия на воду,
-
химические способы (нейтрализация),
-
биологическая очистка (использование бактерий, которые живут за счёт загрязнений).
5.3.Энергия.
В ХТП процессы связаны либо с затратами, либо выделением энергии в том, или ином виде, и со взаимными превращениями одного вида в другой. Энергия используется как на стадии осуществления самой химической реакции, так и в процессе транспортирования реагентов и продуктов. Наиболее широкое практическое применение имеют электрическая, тепловая и химическая энергия.
Электрическая энергия используется, как правило, для получения механической энергии. Цель: транспортирование материальных потоков, физических способов разделения сред (насосы, воздуходувки, компрессоры – потребители).
Тепловая энергия получается при сжигании топлива, используется в химической технологии для осуществления таких процессов, как сушка, нагрев, выпарка, перегонка и т.д. используется либо в виде топочных газов, либо в виде водяного пара, либо в виде высокотемпературных органических теплоносителей. Нагрев осуществляют сухим и острым паром.
Химическая энергия – это энергия, выделяющаяся в процессе:
-
экзотермических реакций,
-
энергия, выделяющаяся в ходе электрохимического процесса.
-
Необходимо комплексное, рациональное использование энергии.
8-10% стоимости изделия составляют тепловые и электрозатраты.