Химиялық технология процестеріне детерминировандық-стохастикалық табиғат тән. Детерминировандық құрайтындар физикалық химияның іргелі заңдылықтарымен анықталады, ал стохастикалық құраушылар процестің тұрақсыздығы бойынша фазалар элементтерінің аппаратқа келу уақытының, әр түрлі болуы, химиялық түр-өзгерістердің дәрежелерінің әр-түрлі болуы және де тұтқырлық, тығыздық және тағы басқа физика-химиялық қасиеттер арқылы көрініс табады және олар процестің стационарлы емес екендігін нақты аңғартады.
Нъютон заңының, масса мен энергияның тасымалдануы және т.с.с. іргелі заңдылықтарының негізінде детермированды құраушы сол немесе басқа процестің жүру жылдамдығын, осы жылдамдық жағдайында процестің аяқталуын немесе соңғы жағдайға жетуге қажетті уақытты теориялық тұрғыдан анықтауға мүмкіндік береді. Бірақта, өнеркәсіптік аппараттарда процестің аяқталу уақытының шын мәні классикалық заңдылықтардың негізінде алынған уақытқа сәйкес келмеуі мүмкін. Ол процестің аппаратта жүру жағдайының шартарына, аппараттың құрылымына байланысты болатын ағын құрылымының қасиетіне, энергияның сырттан әкелінуіне, аппаратта будың және сұйықтықтың қозғалысы бағытын өзгертіп бағыттайтын құрылғылардың болуы және т.б. тәуелді. Сондықтан, егер стохастикалық құраушылар ескерілмеген болса, онда зертханалық жағдайда жүргізілген эксперимент нәтижелерін өнеркәсіптік аппараттарға тікелей орын ауыстыру мүмкін емес.
Жоғары интенсивті массаалмастырғыш аппараттар мен бөлудің технологиялық сызбанұсқаларын зерттеу мен жасап шығаруға байланысты мәселенің қойылуын және оның шешімін табуға байланысты тірлікті кешенді түрде қарастырып көрейік.
Химиялық түр өзгеріс нәтижесінде пайда болатын мақсат етілген өнімдердің бөлінуі химиялық технологияның кең таралған процес түрлерінің бірі болып табылады. Бұл мақсатта абсорбция экстракция, кристаллизация, ректификация және т.б. процестер жұмыс істейді. Қазіргі таңда бөлу процестерін жүзеге асыру үшін энергия көзінің құнының өсуі жағдайында бөліп алудың тиімді тәсілдерін іздестіруге бағытталған зерттеулерді жеделдетуде. Бұл, ең бастысы жаңа аппараттарды жасақтау, біріктіріліп үйлестірілген процестер, технологиялық сызбанұсқаның ішіндегі өнімнің ағындарының жылуын рекуперациялау, ректификациялық бағаналарда және периодты циклды реакторлардағы булы-сұйықтықты және жылулық ағындарды ұйымдастыру және т.б.
Оптималды критерилар ескерілген жоғары интенсивті технологиялық сызбанұсқаларды құру бірнеше кезеңдер бойынша жүргізілуге тиісті: бұл прцесті таңдау (абсорбция, ректификация, экстракция және т.с.с.), қоспалармен құрамдас бөліктердің қасиеттерін сараптау, технологиялық сызбанұсқаны таңдау, қондырғыларды таңда алу (сурет 1).
 |
Сурет 7. Технологиялық сызбанұсқаның жасақтау сатысы
Бұл кезеңдердің әрқайсысы бір-бірімен ең соңғы мақсат арқылы байланыстырылатын өзалдына жеке дара мәселелелерді орындаумен байланысты болатын жоғарғы деңгейде еңбек сыйымдылығын талап етеді. Сызбанұсқаның тиімді нұсқасына қол жеткізудің ықтималдылығы әрбір кезеңнің мәселелерінің теориялық тұрғыдан жақсылап пысықталынуына байланысты.
Жекелеген аппараттардың есебін жүргізу бөлу әдісінің іс жүзінде жарамдылығына баға беру үшін және бәсекелес бола алатын өзге де тәсілдерді анықтауға мүмкіндік береді. Әрине, бұл кезең мақсат етілген өнімнің саны мен сапасына қатысты талаптардың, сонымен қатар өндірістің осының алдында және одан кейін орын алатын сатылары жайлы мәліметтердің болуы шарттары жағдайында жүзеге асырылады. Аппараттардың қосылып біріктірілулерінің және олардың жұмыс істеу шарттарының барлық нұсқаларын тікелей алып қарастыру замануи есептеуіш машиналардың көмегімен жасаудың өзі практика жүзінде мүмкін емес. Сондықтан тиімділігі жекелеген құбылыстардың зерттелінгендігінің дәрежесіне тәуелді болатын іздестіру ұстанымы қажет.
Технологиялық сызбанұсқаны жобалау (таңдау) кезеңінің алдында жеке дара байланыстырғыш құрылғысын құрастыру кезеңін құрамына ендіретін тиімділігі жоғары массаалмастыру аппаратын құрылымдау кезеңінің бар екендігін ескеру қажет. Жанасу құрылымдарының барлық типтерінің гидродинамикасының математикалық моделінің параметрлерін анықтау, сонымен қатар бағана тарелкаларында сұйықтықтың қозғалысының ерекшеліктеріне тәуелді массаберу процесінің кинетикасы (тіке ағын, қарама-қарсы ағын және т.б.) және идеалды сығып шығарудан толық араластыруға дейінгі бу ағынның (газды) араластыру дәрежесі бұл кезеңнің құрамдас элементтері бола алады.
