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.