- •Часть 1
- •Тема 1. Основные и технологические понятия и определения.
- •§ 1. Классификация моделей хтс.
- •1) Функциональная (принципиальная)
- •1) Основные операторы:
- •Вспомогательные операторы:
- •§ 2. Типы технологических связей хтп.
- •1) Последовательная; 2) Параллельная; 3) Обводная (байпас); 4) Рециркуляционная;
- •§ 3 Классификация химических реакций применяемых в промышленности.
- •1) Гомо и гетерофазные процессы.
- •2) Гомо и гетерогенные процессы.
- •3) Простые и сложные реакции.
- •4) Элементарные и неэлементарные реакции.
- •§ 4 Безразмерные характеристики материального баланса.
- •§ 5 Материальный баланс и его характеристики (простые реакции).
- •§ 6 Тепловой баланс и хтп и его характеристика.
- •Тема 2. Прикладная термодинамика химических процессов.
- •§ 1. Расчет тепловых эффектов химических реакций.
- •§ 2. Термодинамическая вероятность протекания химических реакций.
- •§ 3. Расчет равновесия обратимых химических реакций.
- •Закон действующих масс.
- •§ 4. Экспериментальное определение равновесного состава реакционной массы и константы равновесия.
- •§ 6. Законы смешения равновесия.
- •I) Давление.
- •II) Концентрация веществ.
- •III) Температура.
- •Тема 3: Кинетика гомогенных химических процессов.
- •§ 1 Скорость химических процессов.
- •Зависимость скорости химической реакции от концентрации исходных веществ. Основной закон кинетики.
- •1) Метод.
- •2) Метод
- •Зависимость скорости химической реакции от температуры. Общее кинетическое уравнение.
- •§2 Исследование кинетики гомогенных химических реакций.
- •Исследование гомогенных химических реакций в реакторах периодического действия емкостного типа.
- •Интегральный метод анализа кинетической зависимости.
- •Тема 4: Особенности кинетики гетерогенных каталитических процессов (гкп).
- •§1 Основные стадии гкп. Общее уравнение кинетики.
- •1) Внешнедиффузионная.
- •2) Внутренняя диффузия.
- •4) Химическое превращение.
- •§2 Внешнедиффузионная и внутредиффузионная области, лимитирующие в гетерогенном каталитическом процессе.
- •§3 Адсорбция на поверхности катализатора.
- •Основные положения теории:
- •§5. Кинетика реакции на поверхности катализаторов (кинетическая область, как лимитирующая гкп).
- •§6 Исследование кинетики гкп.
- •§7 Определение лимитирующей стадии гкп.
- •Часть 2 Основы расчета химических реакторов. Классификация химических реакторов.
- •Тема 1. Расчет изотермических реакторов для проведения гомогенных реакций..
- •§ 1. Реактор рис-п.
- •§ 2. Реактор идеального смешения рис-н.
- •§ 3. Реактор идеального вытеснения рис-в.
Часть 1
Тема 1. Основные и технологические понятия и определения.
§ 1. Классификация моделей хтс.
Все модели ХТП можно разделить на два вида:
Операционноописательные;
Иконографические;
1) Операционноописательные модели – это словестное описание процесса работы ХТП. (технологический регламент)
В нем приводятся основные и побочные реакции по которым осуществляется производство продукта, дается описание состава исходного сырья и продуктов (ГОСТ, ТУ (технические условия), СТП (стандарт предприятия)).
Приводятся термодинамические и кинетические расчеты, а также расчеты материального и теплового баланса процесса получения целевого продукта.
Приводятся расчеты основного и вспомогательного оборудования и мероприятия по автоматизации ХТП, охране труда и утилизации отходов. На практике это технологический регламент, различные виды проектноконструкторской документации.
1) Иконографические модели – это различные виды схем химикотехнологического процесса, выполненные в виде чертежей.
Существуют несколько разновидностей этих схем:
Функциональная (принципиальная);
Структурная;
Операторная;
Технологическая.
Виды и составление различных схем рассмотрим на примере синтеза аммиака из элементов.
Реакция обратимая, экзотермическая и характеризуется большим тепловым эффектом.
Обычно синтез аммиака осуществляют на плавленых железных катализаторах при температуре:
Т = 420 – 520 0 С и давлении: Р = 25 – 32 мПа (250 – 320 атмосфер)
Исходя из этих предпосылок разберем цель и назначение эконографических моделей для описания ХТП.
1) Функциональная (принципиальная)
Эта схема дает общие представления о работе ХТП. На схеме выделяются основные узлы выполняющие определенную совокупность технологических операций и показывают технологические связи между ними. По схеме можно определить какие основные операции совершаются, и в какой последовательности.
2) Структурная схема дает изображение всех аппаратов химикотехнологической системы в виде блоков, имеющей несколько входов и выходов, показывающих технологические связи между блоками. Это более точная схема работы ХТП, чем функциональная.
1) Компрессор; 2) Инжектор; 3) Теплообменник; 4) Аммиачный холодильник; 5) Сепаратор; 6) Колонна синтеза; 7) Водяной холодильник; 8) Сепаратор (отбор готового продукта); 9) Циркуляционный компрессор;
3) Операторная схема. Дает наглядное представление о физико химической сущности технологических процессов. Каждый аппарат ХТП изображен в виде определенного технологического оператора, который количественно и качественно преобразует химические и физические параметры входных, материальных и энергетических потоков. Материальные и энергетические потоки в совокупности представляют собой технологический поток.
Технологические операторы обычно делят на основные и вспомогательные. Основные технологические опереторы обеспечивают работу ХТП в требуемом целевом направлении, вспомогательные операторы используются для повышения эффективности работы системы путем изменения ее энергетического и фазового состояния.