ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая технология и генезис нового технологического процесса из "Общие основы химической технологии" Химическая технология — прикладная наука о наиболее экономичных процессах (проводимых с участием физико-химических превращений) производства необходимых человечеству продуктов, предметов и трёбуемых видов энергии. В противоположность химику, который может синтезировать, в лабораторных условиях нужный продукт в небольшом, количестве и часто весьма дорогостоящим способом, технолог ставит своей задачей производство этого продукта в промышленном масштабе при возможно более низких экономических затратах. Эти две особенности химической технологии — большой Масштаб производства и выбор экономичных методов и способов переработки — обусловливают различие в деятельности химика-технолога и химика-исследователя. [c.7] В процессе развития химической технологии как науки можно выделить несколько последовательных периодов. [c.7] В первом, наиболее раннем периоде химическая технология была собранием рецептов и описаний проведения технологических процессов без какого-либо обоснования причин выбора определенного способа работы. [c.7] В следующем периоде кроме описания актуальных технологических методов в руководствах по технологии предпринимались попытки анализа некоторых физико-химических явлений и обоснования причин, определяющих выбор рассматриваемого технологического метода. [c.7] Уже около двадцати лет существует тенденция выделения и систематизации процессов с химическими превращениями как отдельной прикладной науки о промышленных химических процессах (включая теорию химических реакторов), которая базируется на законах химической термодинамики и прикладной кинетики. [c.8] Для решения технологической проблемы нужно знать не только применяемые методы химического производства и уметь выделить единичные элементы (единичные процессы и операции), но прежде всего следует установить методы наиболее рационального (технически и экономически) перехода в промышленном масштабе от исходных веществ или сырых природных материалов к необходимому конечному химическому продукту. [c.8] Ответ на это дает наука о проектировании технологического процесса, основывающаяся на теории эксперимента, общих технологических принципах, теории -подобия и моделирования, а также на теории оптимизации [2]. [c.8] Таким образом, описание используемых технологических процессов, содержащее разбор их физико-химических основ, — это систематика химической технологии, а изложение методов проектирования нового технологического процесса —это теория химической технологии. [c.8] Настоящая книга представляет собой введение в теорию химической технологии и содержит разбор основ разработки и проектирования технологических процессов. [c.8] Результатом деятельности химика-технолога, проектирующего новый процесс, является технологический проект,, заключающий в себе характеристики исходных веш ств, определение типа, числа, размеров и последовательности всех аппаратов технолог 1ческой цепочки, а также всех оптимальных значений параметров процесса. [c.8] Разумеется, проект, являющийся основой промышленной реализации метода, кроме технологической будет содержать и другие части (строительную, энергетическую и т. д.), разработанные специалистами в этих областях, но в обязанности специалиста по проектированию технологических процессов входит решение только тех вопросов, которые были указаны выше (в частности, он не дол -жен заниматься конструированием аппаратов). [c.8] Основанием для составления технологического проекта служат данные исследований, относящихся к разработке нового метода, состоящей из нескольких этапов. [c.9] Цель химической концепции метода — выбор исходных веществ и установление последовательности химических и физических превращений, обеспечивающих получение конечного продукта. Обычно существует несколько возможных вариантов перехода от исходных веществ, которыми мы располагаем, к желаемому конечному продукту. Предварите.цьный их анализ основан на проведении сте-хиометрических и термодинамических расчетов, дающих возможность теоретически определить достижимые выходы по известным литературным данным. После предварительного анализа можно отвергнуть некоторые теоретически возможные способы и выбрать наиболее многообещающий метод, для которого затем планируются экспериментальные исследования. [c.9] Исследования проводятся в лабораторном масштабе. Диапазон исследований зависит от типа процесса — с помощью методов теории подобия и моделирования процессов определяется, какие параметры должны быть исследованы (устанавливаются так называемые условия однозначности процесса). [c.9] Эксперименты должны включать изучение статики, кинетики и механизма процесса. Однако часто полное исследование сложного процесса невозможно, и мы ограничиваемся нахождением зависимости производительности от отдельных параметров. [c.9] Результаты эксперимента требуют математической обработки. Лучше всего, если их можно представить в виде уравнений, дающих возможность интерполировать и экстраполировать полученные результаты определяется также точность (т. е. величина ошибки) измерений. [c.9] Работа на этом этапе исследований охватывает также измерения и вычисления физико-химических величин (характеризующих исходные вещества, конечные продукты и реакционные системы), необходимых для проектирования процесса. Это термохимические, термодинамические и термокинетические величины, такие как теплота образования, теплоемкость, энтальпия и энтропия, кинетические константы, плотность, вязкость, коэффициенты теплопроводности и диффузии и т. п. Необходимо располагать значениями указанных величин не только для чистых (индивидуальных) реагентов, но и для их смесей, а также изучить равновесие в многофазных системах, участвующих в процессе. [c.9] Собранные данные о статике и кинетике процесса, а также о свойствах реагентов являются основой для создания технологической концепции процесса, т. е. завершения выбора и упорядочения единичных процессов и операций, а также определения способа их реализации. [c.9] Принципиальная схема является первой попыткой придания химической концепции вида промышленного процесса. Пример такой схемы приведен на рис. М. [c.11] Следует помнить, что принципиальная схема составляется на основе технологических принципов, имеющих лишь качественный характер поэтому далее необходим предварительный анализ предложенной схемы (и возможное ее исправление). Для этой цели составляются материальный и энергетический балансы процесса,. [c.11] Вернуться к основной статье