ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Раздел 4. Основные принципы разработки ХТС и способы их реализации.

СОДЕРЖАНИЕ

учебной программы дисциплины «Общая химическая технология»

Раздел 1. Введение в курс.

1.1. Химическая технология как наука о промышленных способах переработки сырья в продукты потребления и средства производства. Краткие сведения об истории развития химической промышленности и химической технологии России.

1.2. Перспективы и основные направления развития химической промышленности на современном этапе: безотходные (малоотходные) производства, технологическое комбинирование, энергосберегающие технологии, агрегаты большой единичной мощности, новые методы интенсификации химико-технологических производств.

Раздел 2. Разработка химической концепции метода.

2.1. Классификация химико-технологических процессов. Кри-терии эффективности химического превращения: выход, конвер-сия, селективность – для различного типа реакций, связь между ними.

2.2. Анализ равновесного состояния системы. Термодинамический анализ. Связь константы равновесия с равновесной степенью превращения и свободной энергией Гиббса. Влияние изменения энтропии на протекание химической реакции в зависимости от теплового эффекта.

2.3. Качественная оценка условий проведения процесса. Влияние температуры, давления, концентраций реагентов, наличия инертных примесей на смещение равновесия.

2.4. Использование законов химической кинетики при разра-ботке технологических процессов. Кинетика простых гомогенных процессов. Влияние температуры и концентрации реагирующих веществ на скорость процесса. Кинетика сложных гомогенных процессов. Влияние температуры и концентраций исходных ве-ществ на дифференциальную селективность. Кинетические урав-нения.

2.4. Кинетика гетерогенных процессов. Система «газ - твердое тело». Кинетические модели для описания гетерогенных процес-сов: квазигомогенная модель и модель с фронтальным перемеще-нием зоны реакции (модель с непрореагировавшим ядром). Константа скорости гетерогенного химического процесса. Лимитирующая стадия процесса, ее признаки и способы определения. Интенсификация гетерогенных процессов.

2.5. Промышленный катализ. Свойства катализаторов и их классификация. Гетерогенно-каталитические процессы. Технологические характеристики твердых катализаторов и требования, предъявляемые к ним. Способы изготовления катализаторов. Гомогенный катализ. Ферментативный катализ. Автокатализ.

Раздел 3. Химическое производство как химико-техноло-гическая система (ХТС).

3.1. Системный подход к решению проблем. Понятия: система, подсистема, элемент. Признаки больших систем. Этапы разработки сложных систем. Задачи анализа и синтеза.

3.2. Признаки химико-технологической системы (ХТС) как большой системы. Основные понятия и определения. Свойства ХТС: надежность, устойчивость, чувствительность. Иерархические уровни ХТС. Методы системного анализа, применяемые для анализа ХТС. Критерии оценки эффективности функционирования ХТС.

3.3. Изображения ХТС. Технологическая, структурная, функциональная и операторная схема.

3.4. Классификация ХТС по структуре и по типу функциони-рования во времени. Связи между элементами ХТС: последова-тельные, параллельные, обводные (байпас), перекрестные. Их характеристики, свойства и условия применения.

3.5. Рециклы в ХТС, их характеристические функции. Анализ причин организации ХТС по замкнутой схеме: наличие термодина-мических ограничений (неблагоприятное положение равновесия), ограничение времени контактирования, регулирование техноло-гических параметров. Причины циркуляции конечных продуктов. Интенсификация циркуляционных процессов.

3.6. Непрерывные, периодические, непрерывно-циклические процессы. Гибкие ХТС. Блочно-модульный принцип их реализа-ции.

Раздел 4. Основные принципы разработки ХТС и способы их реализации.

4.1. Принцип наилучшего использования сырья.

4.1.1. Классификация природного сырья. Масштабы потребления различных видов ресурсов и воды в химической промышленности.

4.1.2. Анализ причин неполноты использования сырья в ХТС: термодинамические, кинетические, технологические. Приемы увеличения степени использования сырья: смещение равновесия в обратимых химических процессах, использование реагента в избытке, «закалка» системы вдали от состояния равновесия, подавление побочных реакций, применение противотока.

4.2. Принцип наибольшей интенсивности процесса.

4.2.1. Движущая сила процесса, способы ее увеличения. Методы интенсификации химико-технологических процессов. Выбор объемной скорости.

4.3. Принцип наилучшего использования энергии.

4.3.1. Анализ структуры топливно-энергетических ресурсов в современной химической промышленности. Энергетические проблемы химического производства. Энергетический (энтальпийный баланс).

4.3.2. Понятие «эксергия». Эксергетический баланс.

4.3.3. Способы рационального использования энергии. Снижение тепловых потерь. Регенерация теплоты. Принцип противотока. Рациональное проведение процессов при высоких температурах. Разработка энерготехнологических систем.

4.4. Принцип технологической соразмерности (качественная оптимизация процессов).

4.4.1. Анализ противоречий, возникающих при разработке ХТС. Постановка задачи оптимизации. Выбор критерия оптимальности.

4.5. Принцип экологической безопасности химических произ-водств.

Раздел 5. Анализ реализации основных принципов разработки и организации ХТС на примерах конкретных производств.

5.1. Производство водорода и технологических газов.

5.1.1. Производство водорода из природного газа. Анализ равновесия конверсии метана и его гомологов в водород. Кинетика процесса. Выбор катализатора. Технологические условия проведения процесса. Конверсия оксида углерода(II). Равновесие и кинетика процесса. Энерготехнологическая система двухступенчатой конверсии природного газа.

5.1.2. Получение технологических газов для производства аммиака и метанола на основе процесса конверсии метана.

5.2. Производство аммиака.

Равновесие и кинетика процесса. Катализаторы синтеза ам-миака. Выбор условий проведения процесса. Обоснование наличия рецикла в системе. Технологическая схема производства аммиака. Колонна синтеза, конденсационная колонна. Реализация техноло-гических принципов.

5.3. Производство разбавленной азотной кислоты.

5.3.1. Конверсия аммиака. Термодинамические характеристики реакций окисления аммиака. Кинетика процесса. Выбор катализа-тора. Обоснование технологических параметров процесса.

5.3.2. Окисление оксида азота(II). Специфика реакций в газовой фазе.

5.3.3. Абсорбция диоксида азота. Производство азотной кислоты под давлением. Энерготехнологическая схема.

5.4. Производство серной кислот и олеума.

5.4.1. Структура сырьевой базы. Получение оксида серы (IV) окисление серосодержащего сырья. Выбор условий процесса.

5.4.2. Контактное окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI). Равновесие и кинетика процесса. Катализаторы. Линия оптимальных температур.

5.4.3. Абсорбция оксида серы (VI). Обоснование выбора условий ее проведения: температуры, поглотителя, направления потоков. Технологическая схема получения серной кислоты из серы по методу ДК-ДА.

5.5. Производство метанола.

Химия, равновесие и кинетика процесса. Обоснование выбора технологических параметров процесса. Катализаторы. Колонна синтеза. Технологическая схема производства.

5.6. Производство этанола.

Получение этанола методом сернокислотной гидратации этилена. Производство этанола прямой гидратацией этилена. Равновесие и кинетика процесса. Промышленный катализатор. Обоснование условий проведения процесса: катализатор, температура, соотношение реагентов, давление и объемная скорость. Технологическая схема.

Л И Т Е Р А Т У Р А