ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «жалпы химиялық технология» 5В072000 – «Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы ушін ОҚУ-Әдістемелік материалдар


Дәріс 19, 20 – Ағындыларының құрылымы идеал емес химиялық реакторлар



бет5/7
Дата25.04.2016
өлшемі1.11 Mb.
1   2   3   4   5   6   7

Дәріс 19, 20 – Ағындыларының құрылымы идеал емес химиялық реакторлар

Мазмұны:


1. Идеалдықтан ауытқу себептері

2. Нақтылы реакторлардың моделдері

1. Идеалдықтан ауытқу себептері:

1. Ағынның қандайда бір элементі реакцияға қатыспауы мүмкін, себебі ол реактордағы тоқтап қалған аймаққа түсуі мүмкін. Бұл жерде реакциялық қоспа тұнып қалады да, химиялық реакцияның жылдамдығы 0-ге тең болмағанмен негізгі ағындағы реакцияның жылдамдығынан әлдеқайда төмен болады.

2. Ішкі байпастардың болуы. Әсіресе байпастар құрылысының шешімі жеткіліксіз, реакциялық кеңістік болып түйіршікті катализатордың беті саналатын аппараттарда жиі пайда болады.

3. Молекулалық диффузияның нәтижесінде пайда болуы. Идеалды ығыстыру реакторларына жақын нақтылы реакторларда да ағынның элементтері аппаратта әртүрлі уақыт болады. Бұл ағынның элементтерінің жарым жартылай білікті бағытта байланысты болуы мүмкін.

4. Турбулентті диффузияның нәтижесінде пайда болуы. Турбулентті ағын жылдамдықтың оның орташа мәніне қатысты әртүрлі бағытта қалай болса солай ауытқуымен ерекшеленеді. Бұл кезде тарамдалған бағытта ауытқу шарттардың көлденең қиынды бойынша теңделуіне алып келедіғ яғни идеалды ығыстыру реакторлары үшін өте қажет. Бойлық бағытта ауытқу кезінде, керісінше, ағынның қандайда бір элементтері негізгі ағыннан асып кетеді, ал кейбіреулері қалып қояды, яғни араластыру немесе диффузия жүреді.

5. Тейлор диффузияның нәтижесінде пайда болуы. Бойлық араластыру жылдамдық өрістерінің бірқалыпсыздығының әсеріненде болуы мүмкін.

6. Ағынды ығыстыру реакторларында тұнық аймақтармен қатар айналмалы аймақтары болуы мүмкін. Бұл жерде реакциялық қоспа ағынның өзегінде көп уақыт болады. Ағынның негізгі бөлігі аппарат арқылы орташа болу уақыттан тез өтеді (), себебі аппараттың толық қиындысы арқылы өтпейді.

2. Барлық атап өтілген себептер ағынның идеалды құрылыстан ауытқуына алып келеді. Сондықтан реакторлар теориясында ағынның идеалсыздығын ескеретін моделдер зерттеп дайындалған. Бұл моделдерде белгілі бір дәрежелі жуықталған болып саналады, бірақ олар нақтылы процесті идеалды араластыру мен идеалды ығыстыруға қарағанда дәлірек сипаттайды.



Диффузиялық модель. Бұл модель математикалық концентрацияның химиялық айналдыру нәтижесінде өзгеруі мен қатар реагенттер мен реакция өнімдерінің молекулалы немесе турбулентті диффузияның әсерінен араласуын ескеретін теңдеулермен сипатталады. Диффузиялық модель күйлердің нақтылы аппаратта араласуын ескеретін мүшені енгізу арқылы идеалды ығыстыру моделімен сипатталуы мүмкін. Диффузиялық моделді әдетте бір параметрлі түрде жазады, тек қана бойлық тасымалдауды ескереді. n-ретті қайтымсыз химиялық реакция үшін тұрақты ережеде оның теңдеуі:  (1), бұл жерде  - бойлық араластыру коэффициенті, ол диффузияның нәтижелі коэффициентіне тең. Өлшемсіз түрде (1) теңдеуінің түрі: (2), бұл жерде φ (х, Т, ...) — химиялық реакцияның нәтижесінде концентрацияның өзгеруін ескеретін кинетикалық мүше; z = h/Н — өлшемсіз биіктік, - Пекле критериі. Егер Ре=0 (Д=∞) болса, теңдеуі толық араластыру моделіне айналады, ал егер Ре=∞ (Д=0) – идеалды ығыстыру моделіне.

Нақтылы реактордың жұмысын ығыстыру реакторының жұмысымен салыстыру үшін  және (2) теңдеулері бойынша есептелген процестің уақытын салыстыруға болады. Мысалы, бірінші ретті реакция үшін  (3), бұл жерде -диффузиялық модель бойынша жұмыс істейтін реактордың көлемі; -ығыстыру реакторының көлемі; -процестің кинетикасын, реакцияның жылдамдық тұрақтысы k, оның жүру уақыты τ арқылы көрсететін, сонымен қатар гидродинамикалық жағдайдың (ағынның сызықтық жылдамдығы ω және араластырудың нәтижелі коэффициенті  арқылы) және аппараттың геометриялық өлшемдерінің (биіктігі арқылы) әсерін ескертетін фактор.



Ұяшықты модель. Ол ағынның бағыты бойынша қатарласып байланысқан ұяшықтардың тізбегінен тұрады. Оның мысалы ретінде араластырғыштары бар реакторлардың тізбегін қатыстыруға болады. Ұяшықтардың саны көбейген сайын реактордағы ағынның құрылысы толық араластырудан елеулі ауытқиды және m→∞ болғанда идеалды ығыстыру ағынына айналады. Сонымен, ығыстыру ережесінде жұмыс істейтін реакторды идеалды араластыру ұяшықтарының шексіз тізбегі ретінде қарастыруға болады. Ұяшықтар саны берілген кезде бір ұяшықтағы тасымалдау бөлшектерінің санын, ал оны біліп аппараттың өлшемдерін анықтауға болады. Егер реакторда ұяшықтар саны n>5 болса, онда, мұндай реактор өндірістік тәжірибеде жеткілікті дәлдікпен ығыстыру моделі бойынша есептелуі мүмкін. Көбінесе мұндай еспетеуді ЭЕМ-дың көмегімен жүргізеді.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Идеалдықтан уаытқудың себептері неде?

2. Реактордың идеалсыздығын ескеретін қандай модельдер қолданады?

3. Диффизиялық моделдің артықшылығы?

Ұсынылған әдебиеттер:



  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Дәріс 21, 22 – Химиялық реакторлардағы жылу тасымалдау

Мазмұны:


1. Әртүрлі жылулық режимдағы реакторлардың жіктелуі

2. Толық араластырудың мерзімді және үздіксіз реакторлары.

1. Адиабаттық реакторлар. Мұндай аппараттарда қоршаған ортамен жылуалмастыру болмайды, себебі, олар жақсы сақтағышпен жабдықталған. Реакцияның барлық жылуы әрекеттесуші реагенттер ағынымен жиналады. Процестің температуралық ережесі реактордың биіктігі бойынша кез келген нүктеде келесі теңдеумен сипатталады:  (1), мұнда ,  - жүйенің, сәйкесінше, соңғы және бастапқы температуралары,  - бастапқы заттың толық айналдырылуындағы немесе әртеткті процестердегі негізгі компоненттердің бір күйден екінші күйге толық өткендегі реакцияның жылулық нәтижесі, G – реакциялық қоспаның жалпы салмағы,  – қоспаның tб – tc температуралық аралықтағы орташа жылу сыйымдылығы, х – айналдыру дәрежесі,  - бастапқы заттың алғашқы концентрациясы. (1) байланысы түзу теңдеу болып саналады, оны былай көрсетуге болады:  (2) мұнда  - процестің адиабаттық коэффициенті.

Изотермиялық реакторлар. Олардың реакциялық көлемінің барлық нүктелерінде тұрақты температура болады, яғни уақыт аралығында және кеңістікте tс=tорт. Бірқалыпты температуралыққа жетудің жолдары түрліше. Реакциялық көлемге орналастырылған жылуалмастырғыш құрылғылардың көмегімен бір қалыпты температуралық жағдайларға жетуге болады. Бұл жағдайда аппараттың әрбір элементарлы көлемінде жылулықты алу немесе жеткізу Qm реакцияның жылулығына Qp тең болуы қажет, яғни  (3), мұнда  - жылуауыстыру бетінен F орташа қозғаушы күштің  белгілі бір уақыт аралығында τ жылу беру коэффициенті.

Бірқалыпты температуралық ереже λ мөлшері аздау болған жағдайда сақталады, яғни алғашқы заттардың концентрациясы төмен және реакцияның жылу нәтижесі аз болғанда. Кейбір жеке жағдайларда реакторларда бірқалыпты температура жылу бөлетін және қабылдайтын айналдырулардың жылулық тепе теңдігінің нәтижесінде орнайды, мысылы, жылу бөлінетін реакциялардың жылуының еріткіштің булануы арқылы толтырылуы.

Политермиялық реакторлар. Политермиялық реакторларда реакцияның жылуы тек жарым жартылай жылудың алынуымен немесе берілуімен толықтырылады, кей жағдайда жылулық нәтижесі негізгі реакцияға қарама қарсы процестің жылуымен толықтырылады.

Политермиялық ығыстыру реакторының биіктігі бойынша әрбір элементарлы көлемдегі температураның өзгеруі келесі теңдеумен есептеледі:  (4), ал айналдыру дәрежесі  (5), мұнда F – жылуберу беті,  - ∆Н/n (n-өнімнің мольдік саны).

2. Мерзімді жұмыс істейтін реакторлар. Мұндай реакторларға реагенттерді операцияның алдында тиейді. Берілген айналдыру дәрежесін қамтамасыз ететін белгілі уақыт өткеннен кейін аппарат реакциялық өнімнен босатылады. Процестің негізгі параметрлері (С, Т, Р) уақыт аралығында өзгереді.

Процестің орташа жылдамдығын реактордың өнімділігімен өлшеуге болады. Нақты жылдамдық реактордың жұмыс істеу уақыт аралығында өте тез және сызықсыз өзгереді: біріншіден, реагенттердің бастапқы концентрациясының төмендеу нәтижесінен (логарифмдік заңмен); екіншіден, процестің тұрақсыз температуралық нәтижесінен (температураның бастапқы дәуірде жоғарылауынан, ал соңынан оның төмендеуінен). Айналдыру жылдамдығына осындай реактордың жұмыс істеу процесінде жаңа күйдің пайда болуы да әсер етеді. Мерзімде реакторларда реагенттердің өте қатты араластырылуы нәтижесінде толық араластыру жағдайы орнатылады және сәйкесінше кез келген уақыт аралығында барлық реакциялық көлемде температурада біркелкі болады.



Үздіксіз жұмыс істейтін реакторлар. Бұл реакторларда бастапқы заттар үздіксіз тиеліп және сонымен қатар реакцияның өнімдері үздіксіз шығарылады. Уақытқа кері болып саналатын шама көлемдік жылдамдық V деп аталады, оны материал шығынының пайдалы реакциялық көлемге қатынасы арқылы анықтауға болады: V = Vm /υ (6), мұнда Vm – τ уақыт аралығындағы түсетін заттың көлемі, υ – реакциялық көлем. Сонымен, көлемдік жылдамдық үздіксіз істейтін аппараттың өнімділігін сипаттайды.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Изотермиялық және адиабаттық реакторлардың айырмашылығы неде?

2. Изотермиялық реактор үшін материалдық және жылулық баланс теңдеулерін құрастырыныз.

Ұсынылған әдебиеттер:


  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Дәріс 23, 24– Өнеркәсіптік химиялық реакторлар

Мазмұны:


1. Біртекті процестер үшін өнеркәсіптік реакторлар

2. Әртекті процестер үшін өнеркәсіптік реакторлар

1. Біртекті процестер үшін өнеркәсіптік реакторлар – құбырлы немесе трубкалық. Құбырлы аппараттар – мерзімді және и үздіксіз – араластырғыштармен жабдықталған: пропеллерлі (а), лопасть тәрізді (б), турбинді (в), тұтқыр сұйықтар үшін(г,д).

Реакторда температура енгізілген жылуамсатырғыштары бар (е) , көйлекшелер (а, д) арқылы тұрақты болады. (а және в) реакторлары органикалық синтез реакцияларында қолданылады, б – бояғыштар өндірісінде, г және д – полимерлер өндірісінде. а, б, г реакторлары жартылай үздіксіз процестер үшін арналған. в, д реакторлары үздіксіз процестерді жүргізу үшін арналған.



Рис. 1 – Гомогенных процестердің реакторлары

2. Реакторда (сур. 2, а) қатты зат реакторға еңгізіледі, ал газ қозғалмайтын қабат арқылы циркуляцияланады.

Рис. 2 – Әртекті процестердегі реакторлар схемасы

Осындай реакторда газдардың және сұйықтардың адсорбциялық тазарту жүргізіледі. Мұндай реактордың кемшілігі – оның мерзімділігі. б реакторында құм сағатындағы құм секілді, қатты зат жоғарыдан төменге қарй жылжиды, ал газ төменнен жоғары қарай беріледі. Реакторда материал полкадан полкаға көшеді. г реакторында материалды транспортермен жылжытады. д реакторында қатты материал үздіксіз айналып туратын труба арқылы жүреді.

Қатты бөлшектердің өлмедері азайған сайын қабаттын гидравликалық кедергі күрт өседі, олардың бір біріне жабысу қабілеті де өседі. Осы жағдайды болдырмау мақсатында псевдосжиженный (е) немесе фонтанды қабаттары бар (ж) немесе қатты материалды арнайы форсунка (з) арқылы жіберу, пневмотранспорт (и) режимінде жұмыс істейтін реакторларды қолданады. Осы әдістердің кемшілігі – аппарат құбырларының эрозиясы, газды ағындарды шан тозандармен ластау мүмкіндігі.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Дайте характеристику промышленным реакторам для гомогенных процессо.

2. Какие реакторы используются для гетерогенных процессов? Достоинства и недостатки.

Ұсынылған әдебиеттер:



  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Дәріс 25, 26– Өндірістік катализ

Мазмұны:


1. Өндірістік катализ. Катализаторлардың қасиеттері.

2. Біртекті катализ. Біртекті катализдің механизмі.

1. Катализ деп, реагенттермен химиялық аралық әрекеттесу реакцияларына түсіп, бірақ катализ аяқталған соң бастапқы құрамын қалпына келтіретін «катализатор» атты заттарды қолдану арқылы химиялық реакциялардың жылдамдығын қоздырып, үдетуді атайды.

Катализдік процестер, реагенттер мен катализаторлардың физикалық күйіне байланысты, екі топқа бөлінеді: біртекті, әртекті.

Катализатордың қатысуымен реакциялық жолдың өзгергенінде, реакция катализатордың қатысуынсыз өтетін тура реакцияға қарағанда активтену энергиясын аз қажет ететін қарапайым сатылардың біразы арқылы өтеді. Катализатордың негізгі технологиялық сипаттамалары: активтілігі, селективтілігі, механикалық тұрақтылығы, төзімділі, уланбауы, қыздырғанда балқымау және т.б.

Катализдік емес реакциямен салыстырғанда катализатордың үдетуші әрекеті, катализатор қатысқан kкат және катализаторсыз k реакциялардың жылдамдығының тұрақтылырының қатынасымен анықталады, оны катализаторлардың активтілігі А деп атайды: (2), мұндағы ∆Е – катализдік емес реакциямен салыстырғандағы катализдік реакцияның активтену энергиясының төмендеуі.

∆Е=Е-Екат.

Температурамен жану Т3 катализаторы төменгі температура деп- процесстің басталуының технологиялық мақсатты жылдамдық үшін жеткілікті жүруі. Катализатордың белсенділігі жоғары болған сайын, оның жану температурасы төмен болады, яғни (теңдеу) Тз=К/А, мұнда, К – катализатордың табиғатынанан тәуелді константа.

Селективтілігі (таңдамалдылығы) катализатордың деп- термодинамикалық жүйеде бірнеше реакциялар жүру мүмкін кезде, реакциялардың біреуін ғана жылдамдату ерекшелігін атайды: (6), мұнда Gо—өнім мөлшері; Gбас—негізгі бастапқы реагенттің мөлшері; vо/vбас —негізгі бастапқы заттан өнім түзілгенде стехиометриялық коэффициенттердің қатынасы.

Жалпы (интегралды) селективтілікті мына формуламен анықтауға болады (7), где Gо — негізгі өнімге айналған негізгі реагент мөлшері; Gкос — қосалқы реакцияға түскен бастапқы зат мөлшері; G —негізгі бастапқы реагенттің жалпы мөлшері.

2. Гомогенді катализдің механизмі сол фазадағы реагенттер мен катализаторлар арасында тұрақсыз, арлық қосылыстардың түзілуінен тұрады, олар ыдырағаннан кейін реакция өнімі түзіледі, ал катализатор бастапқы қалпына келтіріледі. Мысалы, каталитикалық емес бимолекулярлы реакция схема бойынша жүреді А+В -> (АВ)* -> D+… , мұнда АВ* - активті комплекс.

Катализатор К қатысында реакция үш саты бойынша жүреді:

1) катализатор және бастапқы заттың біреуімен әрекеттесу нәтижесінде аралық өнімнің түзілуі: А + К ↔ АК (а)

2) аралық өнімнің АК екінші компоненттпен В әрекеттесу нәтижесінде активті комплекс түзу: АК + В → (АВ)*К (б)

активті комплекс

3) соңғы өнімдердің түзілуі және катализатор регенерациясы: (АВ)* К →D+К+ …(в)

Мұнда k1, k2, k3 и k4 — сәйкес реакциялардың жылдамдық константалары.

Гомогенді катализдік процестің жылдамдығы бастапқы заттар мен катализатордың концентрацияларының көбеюімен массалардың әрекеттесу заңына сәйкес өседі. Гомогенді –катализдік реакциялардың жылдамдығына температураның, қысымның, және араластырудың әсері гомогенді процестердің жалпы кинетикалық зандылықтарына ұқсас. Гомогенді катализдің кемшілігі –соңғы өнімдік қоспадан катализаторды бөліп алудың қиындығы болып табылады, соның нәтижесінде катализатордың бір бөлігі қайтпастан жоғалады, ал өнім катализатормен ластанады.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Катализатор дегеніміз не?

2. Катализатор не үшін қолданылады?

3. Катализдің түрлері

Ұсынылған әдебиеттер:


  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Дәріс 27, 28 – Қатты катализатордағы әртекті катализ

Мазмұны:


1. Әртекті процесстердің негізгі стадиялары.

2. Жанасу массасы

1. Катализ процесін түсіндеретін әртүрлі териялар бар. Бұл теориялардың әрқайсысы бір бірін толықтыра және дамыта отырып, қатты катализаторлардың үдетуші әрекетін түсіндіреді. Катализдің барлық теориясына ортақ қатты катализатордың бетінде, жеке фаза түзбейтін және химиялық анализбен балқалмайтын, адсорбциялық негіздегі аралық қосылыстардың түзілуі болып табылады. Бұл қосылыстардың құрылысы әртүрлі гипотезаларда әр алуан болып көрінеді: активті комплекс немесе актвиті ансамбль, белгілі бар геометриялық түзіліс – мультиплет немесе катализатордың бос электрондары бар химиялық қосылыстары түрінде болады.

Қатты катализаторларды, қағида бойынша кішілеу кеуекті түйір (дән), таблеткілер, түйіршіктер түрінде дайындайды және қолданады. Катализатордың кеуек қабырғаларының ішкі беті түйірдің сыртқы бетінен жүздеген немесе мыңдаған есе асып түседі. Қатты кеуекті катализаторлардың катализдік активтілігі олардың химиялық құрамымен, сондай ақ түйір пішінімен, сондай ақ кеуектілікпен анықталады. Катализатор активтіліг реагенттер үшін тиімді бетке пропорционал, бірақ жұқа кеуекті катализаторлардың ішкі беті диффузиялық іркілістер есебінен толық қолданыла бермейді. Қатты кеуекті катализаторлардағы катализ процесі келесі қарапайым сатылардан тұрады:



  1. Реакцияға түсетін заттардың ағын ядросынан катализатор түірінің бетіне диффузиясы;

  2. Реагенттердің катализатор түйірлерінің кеуектеріне диффузиясы;

  3. Катализатор бетінде химиялық қосылыстар – активті комплекстер;

  4. Реагенттер –катализатор түзетін активті адсорбциялану;

  5. Беттік комплекстер: өнім –катализатор түзетін атомдардың қайта топтасуы;

  6. Өнімнің беттен десорбциялануы;

  7. Өнімнің беттен десорбциялануы;

  8. Өнімнің катализатор қуысынан диффузиялануы;

  9. Өнімнің катализатор түйірі бетінен ағын ядросына диффузиялануы.

Гетерогенді катализдік процестің жалпы жылдамдығы жеке сатыларының салыстырмалы жылдамдықтарымен анықталады және олардың ішіндегі ең баяулауымен шектеледі.

2. Өндірістік қатты катализаторлар әдетте жеке заттар болып саналмайды. Олар жанасу массасы деп аталатын күрделі қоспа түрінде болады. Жанасу массасында бір заттар жеке катализаторлар, ал екінші біреулері активаторлар (модификаторлар) мен тасымалдаушылар болып табылады.

Активаторлар немесе промоторлар деп, негізгі катализатордың активтілігін артыратын өосымша заттарды айтады. Тасымалдаушылар немесе трегерлер деп термотөзімді, берік, қуысты заттарды атайды, оларға ерітіндіден тұндыру немесе басқа тәсілмен катализаторды қондырады.

Жанасу массасының түйірлерін активті бетті құрайтын ұсақ кеуектер тесіп өтеді, әдетте оның ауданы түйірдің сыртқы бетінің ауданынан бірнеше жүздеген есе үлкен. Мсса бірлігінің немесе түйір көлемінің S беті өндірістік катализаторлардың көпшілігі үшін бірнеше ондықтан бірнеше жүздеген м2/г жетеді.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Активатор немесе промотор дегеніміз не?

2. Трегер немесе тасушы дегеніміз не?

3. Беттік жанасу аппараттары.

Ұсынылған әдебиеттер:


  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Дәріс 29, 30 – Химия-технологиялық процесті ұйымдастыру

Мазмұны:


1. Химиялық, принципиальды, технологиялық схемалар

2. аппаратураны таңдау, аппаратураға материалдар таңдау

3. Бақылаушы және реттеуші параметрлерді таңдау

1. Өндірістің химиялық схемасы негізінде, берілген шикізаттан өнімді алу үшін жүргізілген химиялық реакциялар жатады. Химиялық схема шикізаттың және өнімнің қасиеттерін ғылыми зерттеу нәтижелеріне, сондай ақ өндірісітң жеке сатыларында мүмкін болатын негізгі және қосалқы реакциялар негізінде құрастырылады. Анықтаушы критерий болып өндірістің экономділігі болып табылады. Мысалы, сода өндірісінің химиялық схемасы. Сода өндірісінің амиакты әдісі XX ғасырдың 60-жылдары ашылған. Шикізаттар – табиғи ас тұзы NaCl және табиғи әктасы NaCl. Процесс негізінде Na және Са алмасуы жатады.



Мұнда I – шикізат; II – негізгі өнім (сода); III – қалдықтар.

Химико – технологиялық процесс туралы жалпы графикалық түсінікті принципиалды және технологиялық схемалар береді. Осы схемалар арасында маңызды айырмашылық жоқ. Принципиалды схема технолониялық процесті құрайтын негізгі физикалық және химиялық операциялар арасындағы байланысты сипаттайды. Мысалы, фосфор қышқылы өндірісінің принципиалды схемасы.

Сур.1. фосфор қышқылы өндірісінің принципиалды схемасы:



1 – фосфорды ұсақтау; 2 – байыту (флотация); 3, 4 – химиялық ыдырау; 5 – фосфор қышқылың бөліп алу; 6 – фосфогипсты шаю; 7 – H2SO4 сүйылту; 8 – пульпаны салқындату

Технологиялық схеманың принципиалды схемадан айырмашылығы – технологиялық схемада аппараттар, шынайы аппараттарға ұқсас бейлнелеудермен көрсетілген.

2. Аппаратты тандау экономикалық жағдайдан туындайды: аппарат максимальды қарапайым және арзан болу керек, ал онда жүретін процестер оптималды жағдайларда жүру қажет. Химиялық процесс үш стадиядан турады: шикізатты дайындау, химиялық реакция және реакция өнімдерін бөлу. Процестің химиялық схемасына негізделіп, реактор ең маңызды аппарат болып табылады, өйткені онда химиялық реакция жүреді. Химиялық реакторсыз химиялық процес болу мүмкін емес.

Материалды таңдағанда, оның коррозиялық тұрақтылық, беріктілік, өндеу мүмкіндігі және оның бағасы есептеледі. Егер берілген аппарат жұмыс істеу кезінде қара металдар коррозияға тұрақты болса, онда олар тұрақты, берік және арзан материалдар ретінде бірінші қолданады. Жиі коррозияға тұрақты легирленген қара металдар немесе арнайы балқымалар қолданады; олар қымбат болғандықтан тек экономикалық тиімді жағдайларда қолданады. Көп жағдайда реакция зонасында беткі қабатын тұрақты материалдармен жабылған қара металдарды қолданады. Эмалданған материалдар кең таралған. Эмаль жапқыштар жоғары температурада әртүрлі қышқылдар әсеріне тұрақты, ал коррозионды-белсенді газдар осы жапқыштарды жоялмайды.

3. Химиялық өндірісітің сапалық және технико-экономикалық көрсеткіштері технологиялық режимды сақтау ережелеріне байланысты. Режимды бұзу кезінде процес өнімділігі төмендейді, сондай ақ өнім сапасы нашарлайды. Сондықтан технологиялық процес параметрлерін анықталған нормалар шегінде сақтап қалудың практикалық маңызы зор. Осы жағдайды келтірмеу мақсатында, сәйкес параметрлерге әсер етеді, яғни процесті реттейді. Оның нәтижесінде параметрлер берілген мөлшерді қабылдайды. Химиялық прцестің тұрақты жұмысы бастапқы параметрлердің – шикізаттың мөлшері және құрамы бір қалыптығына байланысты. Өндірістің бақылауы – бұл берілгіен режимнен ауытқуды байқау және процестің басқа стадияларында режимдердін бұзылуын алдын ала мақсатымен оларды жою.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Химиялық өндірісіті еңгізудің негізгі этаптарын жазыңыз

2. Технологиялық және принципиальды схемалардың айырмашалағы неде?

3. Аммиак өндірісінің химиялық схемасын құрастырыңыз.

Ұсынылған әдебиеттер:



  1. Общая химическая технология: в 2-х ч.,/под ред. И.П. Мухленова. М:1984.

  2. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. М:1990.

  3. Основы химической технологии/под ред. И.П. Мухленова М:1991.

  4. Вольфкович С.И. Общая химическая технология. М: 1959

  5. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000.


Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет