3О2↔2о3 (λ – ультрафиолетовые лучи)

Ультрафиолетовое излучение затрачивается в этом обратимом процессе. Все живое не предохраняется от разрушительного воздействия ультрафиолетового излучения. Галогены: фрионы, окислы азота попадая в озоновый слой разрушают его. Эта проблема озоновой дыры. Загрязнение атмосферы оксидом углерода СО₂ нарушает соотношение оксида углерода к кислороду (СО₂ : О₂), необходимое для фотосинтеза и живого организма. Загрязнение водоемов углеводородами приводит к расходу кислорода в воде, которое ведет к кислородному голоданию живых организмов.

Главными задачами технического процесса в химической технологии являются повышение производительности труда, улучшение качества продукции, снижение себестоимости продукции и снижение вредного воздействия на окружающую среду.

Развитие химической промышленности должно быть направлено на:

1) увеличение масштабов производства; мощностей химико-технологических систем (ХТС) и химико-технологических процессов (ХТП).

2) Интенсификация работы аппаратов.

3) Снижение энергозатрат и максимальное использование теплоты химических реакций.

4) Уменьшение количества стадий производства и переход к замкнутым циклам.

5) Замена периодических процессов непрерывными процессами.

6) Механизация трудоемких операций и автоматизация производства.

7) Создание малоотходных и безотходных производств.

Основные технологические понятия и определения.

ХТП состоит из физических, физико-химических и химических процессов. Физические и физико-химические процессы Вы изучаете по предмету «Процессы и аппараты».

Общая химическая технология изучает теоретические основы химических процессов, протекающих в реакторах, а также способы оформления химико-технологических процессов.

Реактор – аппарат в котором протекает химическая реакция.

Технологическая схема процесса получения продуктов

по реакции может быть изображена следующим образом:

1

А

– подготовка и подвод сырья.

2 – химическое превращение (реакторный узел)

3 – выделение целевого продукта (разделение продуктов реакции).

В 1-й стадии протекают только физические процессы и реагент А химически неизмененным переходит во 2-ю стадию, где происходит химическая реакция и образуется продукты R и S. Обычно реакция не идет до конца и часть реагента А остается без изменений. В 3-й стадии происходит разделение продуктов: на R – целевой продукт и S – побочный продукт и оставшийся реагент А который может быть возращен в начальную стадию процесса. В 3-й стадии химических превращений нет

1стадия – относится к физическим процессам,

2стадия – к химическим процессам,

3стадия – к физико-химическим процессам.

Показателем эффективности работы аппарата, цеха, производства, завода в целом служит производительность.

Производительность – количество выработанного продукта или переработанного сырья в единицу времени. Обозначается буквой П.

П=G/, или П=V_B/τ

где G ( или V_B ) – кол-во продукта,

 - время.

Единицы измерения [кг/ч; т/ч; т/сутки)]

Максимально возможная производительность называется мощностью. Для сравнения эффективности работы различных аппаратов, в которых протекают одни и те же химические процессы, вводят понятие интенсивности.

Интенсивность – производительность, отнесенная к какой-либо величине, характеризующей размеры аппарата (к его объему или площади сечения, длине аппарата).

И=П/Vp=G/Vp - интенсивность.

Где Vp – объем реактора,

G – количество продукта,

П – производительность.

Интенсивность может измеряется количеством продукта, получаемого в течение единицы времени с единицы объема аппарата [кг/часм³, т/сут.м²]. Расход сырья, воды, энергии и различных реагентов отнесенный к единице целевого продукта называются расходным коэффициентом.

 = Q/G [т/т]

 – расходный коэффициент,

Q – расход сырья,

G – кол-во продукта.

Единица измерения [м³/кг, кВт ч/кг]

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

Пример: Для простой необратимой реакции типа АR степень превращения выражается

Х_А – степень превращения реагента А.

N_A,O, N_A – количество исходного реагента А в начале и в конце процесса.

Иногда степень превращения Х_А выражается в %

∙100%

Если реакция протекает без изменения объема, то степень превращения выражается через концентрацию:

С_А,О, С_А – концентрация исходного реагента А в конце и начале процесса.

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

или Х =

Это отношение количества фактически полученного продукта G_ф и максимального G_max , которое могло бы получиться из данного исходного продукта и обозначается X

или Х =

где N_R − количество продукта R в конце процесса

Селективностью – называется отношение количества целевого продукта к общему количеству получаемых продуктов. Это понятие вводится для сложных реакций, т.е. когда протекают параллельные и последовательные реакции с получением нескольких продуктов.

Пусть для реакции , целевым продуктом будет R, тогда

селективность

N_R – количество продукта R

N_S – количество продукта S

Нетрудно установить, что выход целевого продукта (Х) равен степени превращения (Х_А) умноженного на селективность:

Х=Х_А