Пост опубликован: 17.11.2012

Важность получаемого продукта

Химическая технология представляет собой одну из важных отраслей современной техники. Содержанием ее является разработка и совершенствование различных методов облагораживания и переработки сырья в товарные продукты.
Химическая технология базируется на достижениях таких наук, как химия, физическая химия, химическая термодинамика и др. Она охватывает преимущественно те производственные процессы, в основе которых лежат химические и физические превращения. Однако нередко в производстве наряду с химико-технологическими процессами используются и механические, например в цветной металлургии, промышленности строительных материалов, бумагоделательной промышленности и т. п.
В предлагаемом курсе общей химической технологии рассматриваются общие, наиболее важные, принципиальные основы производственных процессов. Связь между отдельными операциями того или иного производства представлена в виде принципиальных технологических схем.
При характеристике каждого из описанных в курсе производств учитывается важность получаемого продукта, степень рационального использования сырья и энергии и возможность получения максимальных выходов продукта при минимальных расходных коэффициентах.
Выход готового продукта вычисляется в процентах от теоретически возможного выхода в тех случаях, когда технологический процесс протекает по конкретному химическому уравнению (например, выход окиси азота при окислении аммиака, нитробензола из бензола и пр.).
Если технологический процесс нельзя выразить химическим уравнением, выход продукта определяется в процентах от сырья или относится к единице затраченного сырья (например, выход кокса из угля).
Для электрохимических процессов более характерным является выход не по сырью, а по току. Такой выход определяется как отношение количества практически полученного продукта к количеству, теоретически возможному в соответствии с законами электрохимических процессов (законы Фарадея).
При проектировании какого-либо химического предприятия необходимо знать производственный рецепт, т. е. соотношение реагирующих веществ определенного качества, режим проведения процесса в каждой его стадии и выход продукции по стадиям и в целом по производству при определенной конструкции аппаратов, скорости процесса и пр. Все это устанавливается в ходе предварительных исследований в лабораториях и на опытных установках. На основании данных исследований составляются материальные и энергетические балансы (чаще всего тепловые), а затем производится расчет размеров и количества аппаратов с учетом заданной мощности завода. Под мощностью завода подразумевается его максимально возможная проектная -(обычно годовая) производительность.
В основу материального баланса положен закон сохранения массы. При этом общее количество поступающих в производство материалов должно быть равно общему количеству получаемой продукции. Если такого равенства нет, то имеют место потери в производстве.
Тепловые балансы составляются на основании закона сохранения энергии.
В качестве примера приведен упрощенный материальный и в — тепловой балансы коксования угля (на 1 т рабочей шихты). При этом принимается, что в результате коксования получаются кокс и химические продукты коксования- смола, водный конденсат и газ.
Интенсифицировать работающую установку или завод можно путем технологии процесса, в основном увеличения скорости процесса. Это достигается за счет повышения температуры, давления, концентрации реагирующих веществ, увеличения поверхности соприкосновения, перемешивания и пр. Интенсификация процесса обеспечивается также благодаря усовершенствованию конструкции аппаратов.
Важнейшими средствами повышения производительности труда на социалистических предприятиях являются механизация и автоматизация производственных процессов. Автоматизация химических производств дает возможность повысить выход и улучшить качество продукции, так как она позволяет вести процесс при оптимальном технологическом режиме. За счет повышения выхода увеличивается выработка каждого рабочего, т. е. возрастает производительность труда.
Автоматизация производств может привести к уменьшению числа рабочих, однако не только этим определяется экономическая эффективность автоматизации. Главное — это снижение потерь в результате оптимизации и устойчивости технологического режима. На многих химических производствах уже автоматизированы отдельные аппараты и узлы, а к 1980 г. должна быть проведена комплексная автоматизация всех производств.
Осуществление автоматизации химико-технологических процессов значительно облегчается в том случае, когда эти процессы непрерывны. Но, стремясь к распространению непрерывных методов, необходимо учитывать особенности производства. В некоторых случаях выгоднее применять периодический метод, например, для производства малотоннажной продукции: красителей, лекарственных веществ и др. В производствах периодический метод используют лишь при коксовании угля.
В зависимости от направления, в котором движутся реагирующие вещества в аппаратах, различают прямоточные, противоточные и перекрестные процессы. В прямоточных процессах движение материала и, например, теплоносителя происходит в одном направлении, в противоточных — в противоположных направлениях, а в перекрестных процессах материал и теплоноситель движутся под каким-то углом друг к другу.
Обычно принято считать, что реакция заканчивается при прохождении реагирующих веществ через аппарат. Однако в ряде производств взаимодействие веществ, особенно газообразных, не завершается за один проход через аппарат. Не вошедшие в реакцию газы после отделения продукта реакции снова возвращаются в аппарат, смешиваясь со свежей порцией газов. Такой процесс называется циркуляционным или круговым и применяется при синтезе аммиака, метилового и этилового спиртов и др.
Возможно многократное взаимодействие смеси реагентов в нескольких аппаратах до полного превращения их в конечный продукт. Это процессы с открытой цепью. По такой схеме производится упаривание растворов в многокорпусной вакуум выпарке, синтез аммиака по некоторым старым схемам и др.

/> />

Читайте так же:

    Комментарии запрещены.