Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
53
Добавлен:
07.01.2014
Размер:
64.51 Кб
Скачать

ПРОГРАММА

курса "Химическая технология и моделирование технологических процессов".

Виды занятий: - теоретический курс (лекции) - 60 час.

- практические занятия: - 70 час.

- семинары (расчетные упражнения),

- лаборатория в компьютерном классе,

- курсовая (самостоятельная) работа.

Часть 1. Введение в химическую технологию.

1.1. Содержание и задачи химической технологии.

Определение химической технологии как науки и способа производства. Классификация химических производств по различным признакам. Место химической технологии в промышленной сфере и методов химической технологии в нехимических отраслях промышленности.

Химическое производство и химико-технологический процесс - определения, функции, состав, структура, компоненты. Классификация и назначение отдельных процессов.

Основные показатели химического производства - технические, экономические, эксплоатационные, социальные.

Современный химик-технолог и содержание и задачи учебного курса.

1.2. Сырьевые ресурсы химической промышленности.

Классификация сырьевых ресурсов по различным признакам - фазовому состоянию, происхождению, источникам.

Минеральное сырье (руды и полезные ископаемые), органическое природное сырье (горючие ископаемые), растительное и животное сырье, вторичное сырье - их использование и пути переработки.

Основные способы первичной обработки сырья (обогащение, очистка, подготовка к транспортировке и переработке).

Понятие, сущность и примеры углубления использования сырья, комбинирования производств и комплексной переработки сырья.

1.3. Вода в химической технологии.

Значение и использование воды в химических производствах. Источники воды и характеристики воды различного происхождения. Требования к технологической и бытовой воде. Промышленная подготовка воды и методы ее очистки от примесей. Основные методы контроля качества воды.

Экономия водопотребления в производстве. Водооборотные системы.

1.4. Энергия в химической промышленности.

Виды и источники энергии в химической промышленности. Масштабы ее потребления и способы уменьшения энергетических затрат. Сущность и примеры регенерации энергии. Энерго-технологические системы. Вторичные энергетические ресурсы.

1.5. Балансовые расчеты в химической технологии.

Основы составления материального баланса в химически реагирующей системе. Стехиометрические уравнения и их использование для расчета материального баланса химико-технологического процесса.

1.6. Основы промышленной экологии.

Понятие об экологии и промышленной экологии. Кругооборот веществ и элементов в природе. Их изменение в процессе жизнедеятельности и производственной деятельности. Понятие безотходных и малоотходных производствах.

Отходы химических производств. Их источники, классификация по разным признакам. Их влияние на окружающую среду. Предельно-допустимые концентрации и количества вредных веществ.

Методы уменьшения воздействия химических производств на окружающую среду - усовершенствование производств, методы очистки, обезвреживания, утилизации и складирования (захоронения) отходов химических производств различного вида.

1.6. Примеры химических производств.

Рассматривается несколько важнейших и представительных производств из подотраслей химической промышленности: неорганические производства, нефтепеработка и нефтехимия, производства полимерных веществ и материалов, основной органический синтез, - как примеры переработки сырья в продукты.

Часть 2. Моделирование химико-технологических процессов.

1. Процессы и аппараты химической технологии.

1.1. Введение

Классификация процессов и аппаратов химической технологии механические, гидро- и аэродинамические, тепловые, массообменные, химические, энергетические, управления.

Моделирование как научный метод исследования процессов. Физическое и математическое моделирование, теория подобия. Их использование при исследовании и разработке химико-технологического процесса.

1.2. Гидро- и аэродинамические процессы.

Основы гидравлики. Физические свойства жидкостей и газов. Основные уравнения гидростатики и их практическое применение.

Основные закономерности движения жидкостей в открытом и стесненном пространствах - уравнения движения Эйлера, уравнения Бернулли, Стокса, Пуазейля. Сопротивление движению потоков. Основные закономерности и особенности движения вязких сред (коллоидных и пластичных систем).

Перемещение газов и жидкостей. Общие сведения о насосах и компрессорах, их основные характеристики.

Движение тел в вязкой среде, сопротивление их движению. Законы Ньютона и Стокса. Закономерности разделения двухфазных систем методами осаждения гравитационного и центробежного. Примеры аппаратурных решений и их расчета.

1.3. Тепловые процессы.

Молекулярный перенос теплопроводностью. Закон Фурье и уравнение теплопроводности.

Теплоперенос в движущейся среде. Конвективный теплообмен. Закон Ньютона, уравнения Фурье-Кирхгофа. Перенос к поверхности раздела фаз, коэффициент теплоотдачи. Критериальные уравнения. Основные закономерности переноса через многослойную среду, коэффициент теплопередачи.

Тепловое излучение. Формулы Стефана-Больцмана и Кирхгофа. Теплопередача излучением между телами.

Основные способы (принцип и методы) контроля температур различного уровня.

Назначение и виды теплообменных процессов и оборудования, основы их расчета.

1.4. Массообменные процессы.

Молекулярный перенос - диффузия молекулярная и кнудсеновская. Уравнения Фурье.

Межфазный перенос. Условие и описание межфазного равновесия, термодинамические основы. Изменение состава фаз при межфазном переносе и способы его выражения. Диаграммы фазового равновесия для различных систем. Кинетика межфазного переноса - механизм, основные уравнения дифференциальные и критериальные.

Основные массообменные процессы и аппараты - абсорбционные, адсорбционные, ректификационные. Методы их расчета.

1.5. Химические процессы и реакторы.

Стехиометрические, термодинамические и кинетические закономерности химических превращений

Классификация химических процессов. Химические процессы "газ-твердое", "газ-жидкость", каталитические. Основные закономерности, особенности, пути интенсификации.

Химические реакторы. Основы построения их моделей. Режимы идеального смешения и вытеснения, периодический и непрерывный, изотермический и с теплообменом. Основные закономерности, свойства, особенности, сопоставление, расчет. Примеры реакторов для различных процессов.

2. Химико-технологическая система (ХТС).

2.1. Введение.

Химическое производство как химико-технологическая система (ХТС) Системный анализ как научный метод исследование и разработки ХТС.

Задачи исследования (изучения) ХТС - синтез (разработка химико-технологического процесса) и анализ.

2.2. Анализ ХТС.

Состояние ХТС и основы составления материального и теплового балансов.

Материальный баланс различных систем - без химических превращений, реагирующей, с фазовыми переходами. Способы расчета и представления. Оценка эффективности использования сырьевых ресурсов.

Тепловой баланс. Способы расчета и представления. Оценка эффективности использования энергетических ресурсов по энтальпии, полной энергии и эксергии.

2.3. Синтез ХТС.

Основные концепции создания химико-технологических процессов: максимальное использование сырья и энергии, минимизация отходов, максимальная эффективность использования оборудования, - и способы их достижения.

3. Промышленные производства.

Промышленные производства рассматриваются предметно как примеры реализации теоретических разделов курса.

4. Заключение.

Основные тенденции и пути развития химической технологии и химических производств.

3

Соседние файлы в папке Учебная программа - 2000