Химико-технологический процесс при теплообмене

Теплообменные аппараты используются при проведении почти любого химико-технологического процесса. Широкое применение они имеют и в нефтехимической промышленности. [c.148]

Теплообменные аппараты (ТА) являются одним из наиболее распространенных видов оборудования химико-технологических процессов. На них приходится значительная Доля капиталовложений в химические производства — 35—40 %, а также значительная часть эксплуатационных расходов. Амортизационные отчисления, расходы на содержание и ремонт ТА часто выше, чем для других категорий оборудования. Работа теплообменных аппаратов оказывает большое влияние на ведение технологического процесса и сказывается прежде всего на качестве выпускаемой продукции. [c.3]

Авторы предполагают, что решением поставленных задач настоящая книга восполняет существенный пробе в теории и практике проектирования поверхностных теплообменников-кон-денсаторов химико-технологических процессов, позволяя создать метод автоматизированного проектирования теплообменных аппаратов данного класса. [c.6]

Поясним это определение на примере промышленного синтеза аммиака из азота и водорода. Аммиак образуется в химическом процессе при протекании химической реакции N2 + ЗН2 = МНз. Превращение осуществляют при температуре 700-850 К и давлении 30 МПа. Из-за обратимости реакции исходная азотоводородная смесь не может превратиться полностью, и прореагировавшая смесь содержит как продукт реакции - аммиак, так и непрореагировавшие азот и водород. Образовавшийся аммиак необходимо выделить. Для этого прореагировавшую смесь охлаждают, и сконденсированный аммиак отделяют от газообразных компонентов. Конденсация - физико-химический процесс в промышленном синтезе аммиака. Непрореагировавшие N5 и Н2 возвращают в реактор. Для повышения давления, а также для циркуляции газов необходимо их сжатие, что является механическим процессом. Нагрев и охлаждение потоков, осуществляемые при этом, - теплообменные процессы. Совокупность указанных операций в их последовательности, реализующих промышленное получение аммиака (продукта) из водорода и азота (исходные вещества), е,стъ химико-технологический процесс синтеза аммиака. [c.16]

Энергетический баланс. При анализе и расчете химико-технологических процессов часто необходимо определить расход энергии на его проведение, и в частности, теплоты. Чтобы определить расход теплоты, составляют тепловой баланс как часть общего энергетического баланса. Тепловой баланс составляют для многих процессов, протекающих в реакторах, теплообменных аппаратах, массообменных аппаратах (перегонка жидкостей, сушка и т. п.). [c.23]

Значительная доля химико-технологических процессов проводится в непрерывных режимах, когда характеристики процесса (в том числе и тепловые) остаются неизменными во времени. В периодических процессах тепловые характеристики во времени могут изменяться. В этом аспекте непрерывные процессы обычно отождествляют со стационарными, периодические — с нестационарными такое отождествление в практических целях часто вполне оправданно . В то же время с физической точки зрения непрерывный процесс может складываться из нестационарных элементарных актов переноса теплоты, и тогда, строго говоря, отождествление неправомерно (пример — прогрев твердых частиц, непрерывно движущихся вдоль теплообменной поверхности теплообменник может работать в стационарном ре- [c.474]

Чаще всего в химико-технологических процессах зерно омывается потоком сплошной среды, так что на его границах осуществляется конвективный теплообмен, интенсивность которого характеризуется коэффициентом теплоотдачи а, поверхностью теплопереноса F и температурным напором (0 — f) [c.575]

В книге дан анализ характерных опасностей, связанных с аварийными залповыми выбросами горючих продуктов, образованием взрывоопасных сред в технологической аппаратуре приведены рекомендации по предот вращению взрывов при проведении типовых гидродинамических, теплообменных, тепло-массообменных, диффузионных и реакционных процессов . даны рекомендации по усовершенствованию и уточнению нормативно-технической документации, устранению внешних источников воспламенения и-повышению энергетической устойчивости химико-технологических процессов предложены новые показатели и методы дифференцированной количественной оценки взрыво-пожароопасности химических и нефтехимических производств. [c.2]

Метод моделирования и анализа размерностей применим-тогда, когда известно, какие функциональные параметры существенно влияют на эксплуатационный показатель. Выбор параметров должен основываться на глубоком понимании тех процессов, точность которых мы намерены регламентировать и. обеспечить, чтобы избежать допущения некоторой методологической ошибки. Неоспоримое преимущество метода составляет единство научного подхода в изучении массо- и теплообменных химико-технологических процессов и определения функциональных допусков. [c.31]

Число переменных, которые нужно учесть, и соответственно сложность проблемы значительно уменьшаются, если исследование производится по первому варианту. В таком случае физические параметры реакционных смесей в модели и натуре одинаковы. Химико-технологический процесс, происходящий в реакционном объеме, настолько сложен, что невозможно осуществить полное подобие явлений (с учетом всех переменных факторов). Поэтому полученные ранее формальным путем критерии подобия процессов гомогенных и гетерогенных не могут быть использованы полностью. Если бы каждое частное явление, влияющее на ход реакции (гидродинамика, теплообмен конвекцией, кондукцией и излучением, различные виды массообмена, различные стороны химической реакции), в равной степени было бы способно определять конечный эффект процесса, то каждый из ранее полученных критериев был бы существенным при исследовании явления. Однако реальные процессы в большинстве случаев зависят только от некоторых явлений сложного комплекса и протекают либо в кинетической, либо в диффузионной области. В таком случае при решении вопроса должны приниматься во внимание только те критерии, которые соответствуют этим существенным влияниям. Остальные же критерии, отражающие роль несущественных для процесса явлений, могут быть исключены. [c.155]

Выше было показано, что математическая модель типового химико-технологического процесса в сущности определяется гидродинамической моделью потоков в аппарате (левая часть дифференциального уравнения) и движущей силой процесса (правая часть дифференциального уравнения). В зависимости от левой части уравнения процессы можно классифицировать как объекты с сосредоточенными например, модель идеального смешения) и распределенными (скажем, модель идеального вытеснения) параметрами в зависимости от правой части уравнения — как линейные (например, теплообменные процессы) и нелинейные (скажем, реакционные процессы для реакций выше первого порядка) объекты (см. также стр. 69). [c.86]

Энергетический баланс составляют на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна. Обычно в химико-технологических процессах составляется тепловой баланс. Применительно к тепловому балансу закон сохранения энергии может быть сформулирован следующим образом приход тепла в данном цикле производства должен быть точно равен расходу его в этом же цикле. При этом должно быть учтено все тепло, подводимое в аппарат и выделяющееся (поглощающееся) в результате химической реакции или физического превращения, теплосодержание каждого компонента как входящего в процесс или аппарат, так и выходящего из него, а также теплообмен с окружающей средой. [c.75]

Кинетический анализ химико-технологических процессов стремится по возможности полнее охватить все факторы, которые оказывают влияние на скорость протекания реакций в промышленном реакторе. Так как к этим факторам относятся не только химические превращения реагентов, но и массо- и теплообмен, то в кинетике существуют три последовательно дополняющих друг друга раздела кинетика химических превращений, или просто химическая кинетика [42, 77—82], макрокинетика [83, 84] и промышленная кинетика [84, 85]. [c.115]

Аппараты с мешалками (рис. 1.22, 1.23) применяются для распределения смешиваемых компонентов и теплоты при перемешивании одно- или многофазных жидких сред, а также для интенсификации тепло- и массопереноса при проведении различных химико-технологических процессов. Аппараты с мешалкой проектируются для различных температур и давлений. Если в аппарате осуш ествляют тепловые процессы (нагревание или охлаждение), то он снабжается теплообменными устройствами - рубашками или змеевиками, встроенными в корпус, или различными электронагревательными элементами. [c.28]

Последний удобен для сравнения однотипных процессов химической технологии, так как неравенство КПД свидетельствует о возможностях усовершенствования одного из них за счет снижения необратимости или более эффективного использования продуктов. Применение эксергетического анализа весьма эффективно при исследовании также химико-технологических систем на основе балансов, имеющих большое количество источников и стоков энергии. С помощью такого подхода решаются задачи создания энергетически замкнутых химических производств, поскольку имеется возможность как оценки внутренних и внешних потерь, так и потенциалов энергетических потоков. Метод широко используется при расчете теплообменных систем [26, 27], сравнительной оценке различных способов разделения многокомпонентных смесей [28, 29], анализе химико-технологических систем [30, 31]. [c.105]

Второй способ упрощения, являющийся разновидностью первого, состоит в том, что число пространственных координат сокращается до одной. В качестве модели развития процессов переноса в направлении отброшенных координат принимаются эмпирические закономерности. Обычно это критериальные уравнения, позволяющие определить кинетические коэффициенты тепло- и массообмена и легко выразить объемные источники массы и энергии через параметры системы (2.2.1). Численные значения коэффициентов критериальных уравнений определяются на основе обработки экспериментальных данных или данных имитационного моделирования задач, полученных в приближениях пограничного слоя, с привлечением теории размерностей и подобия. Уравнение движения 3) в системе (2.2.1) исключается, а осевая скорость движения среды усредняется по сечению аппарата. Данный метод нашел широкое применение в инженерном подходе к моделированию теплообменных и массообменных аппаратов и представляется нам едва ли не единственным при построении полных математических моделей динамики объектов химической технологии. Его преимущества видятся не только в том, что при принятых посылках относительно просто достигается численная реализация математического описания, в котором учитываются причинно-следственные связи между звеньями и их элементами, но и в том, что открывается возможность формализации процедуры построения открытых математических моделей химико-технологических аппаратов. Эта процедура может быть выполнена в виде следующего обобщенного алгоритма. [c.36]

Многослойные реакторы и системы реакторов будут рассмотрены позже как часть химико-технологической системы Здесь рассмотрим процессы в одной реакционной зоне. Как и для изотермического процесса, анализ процесса в реакторе с теплообменом будем проводить в рамках полученных моделей. [c.134]

Все процессы химической технологии могут быть разделены на химические, массообменные, теплообменные, гидромеханические, механические, а также процессы переработки в изделия (прессование, литье, формование, прядение и т. д.). Последняя группа процессов применяется в промышленности полимерных материалов (пластических масс, резины, синтетических волокон). В соответствии с классификацией процессов классифицируется и химико-технологическая аппаратура. [c.7]

В монографии рассмотрены основы теории теплообменных процессов и теплообмен в химико-технологических аппаратах. Материал подобран с учетом имеющихся публикаций, что позволило авторам изложить некоторые вопросы кратко, с указанием специальной литературы (например, общие вопросы теплообмена, расчет и оптимизация химических реакторов, кожухотрубчатых теплообменников и т. д.). [c.7]

Пластинчатые теплообменные аппараты (ПТА) разборной консфукции начали применяться в 1920-х гг. в пищевой промышленности. Они состояли из литых или выфрезерованных ка-нальчатых пластин. Производство штампованных теплопередающих пластин было освоено в 1930-40 гг. Дальнейшее совершенствование ПТА связано с применением их в химической промышленности, когда пофебовалось их модифицировать применительно к разнообразным условиям химико-технологических процессов. Благодаря высоким теплоэнергетическим, экономическим и эксплуатационным показателям эти аппараты в настоящее время нашли широкое применение в пищевой, химической, нефтехимической, микробиологической и других Офаслях промышленности. [c.346]

В последние годы в ряде проектных и научно-исследовательских организаций СССР (ГОСНИИХЛОРПРОЕКТ, ГИАП, ГИПРОКАУЧУК, Московский химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева, Институт газа АН УССР, Институт нефти и газа АН СССР и др.) проводятся работы по алгоритмизации расчета теплообменных аппаратов на ЭВМ. Результатом этих работ явилось создание пакетов прикладных программ, охватывающих решение на ЭВМ широкого круга задач, связанных с проектированием ТА. Однако до настоящего времени не разработана достаточно эффективная методика проектирования теплообменников-конденсаторов химико-технологических процессов, а также алгоритмическое и программное обеспечение решения расчетных задач для данных аппаратов на ЭВМ. [c.4]

Рассмотрены теоретические основы построения, математического описания и инженерного расчета основных химико-технологических процессов, а также принципы устройства и функционирования технологической аппаратуры. Приводятся материалы, раскрывающие основные понятия и соотношения, основы тепло- и мас-сопереноса, где даны основные закономерности переноса импульса, теплоты, вещества. Особое внимание уделяется вопросам гидравлики, перемещения жидкостей, сжатия газов, гидромеханическим процессам, теплопередаче и теплообмену, структуре потоков, а также выпариванию. [c.2]

Процесс разделения рассчитывают по системе уравнений (38) — (56) методом конечных разностей с использованием стандартных программ расчета сложных химико-технологических процессов переработки нефтяного и природного газов [3]. Используют программы ДТНДР — расширение потока до заданного давления, при заданном повышении энтропии ПЕЧЬ —нагрев потока до заданной температуры при постоянном давлении ТЕПЛО — теплообмен между двумя потоками с заданной недорекуперацией ХОЛОД—охлаждение потока до заданной температуры при постоянном давлении [c.147]

При расчете химико-технологических процессов необходимо учитывать изменение физико-химических свойств веществ У (плотности р, вязкости /и, теплоемкости с, энтальпии Я, энтропии 5 и других свойств) при перемещении технологических потоков по аппаратам установки (реакторам, массообменньш, теплообменным и гидромеханическим аппаратам, трубопроводам и другим устройствам) при изменении технологических параметров X, в первую очередь температуры Т и давления Р. Основными особенностями рассматриваемой проблемы является, с одной стороны, широкий диапазон изменения параметров процесса (температура процессов химической технологии лежит в пределах нескольких сот градусов, давление - от глубокого вакуума до тысячи и более атмосфер), с другой - многообразие веществ, используемых и получаемых в химических процессах - десятки тысяч индивидуальных компонентов и их смесей. Естественно, что экспериментально определить и зафиксировать в справочной литературе сведения о многочисленных физико-химических свойствах разнообразных веществ в широком диапазоне параметров невозможно. В связи с этим физико-химические свойства веществ обычно фиксируются в справочной литературе при условных стандартных значениях параметров Г и Р, как правило, температуре 273 К и давлении 1 атм, а для, иных значений параметров Т а Р формируются зависимости типа = / X). [c.4]

Автор весьма признателен заместителям министра химической промышленности СССР А. Н. Устькачкинцеву и профессору, д. т. н. А. С. Чеголе, научному руководителю приоритетного направления Миннауки РФ и РАН научных исследований в химической технологии Создание энергосберегающих процессов на основе рациональных химико-технологических систем, оптимизации теплообменного оборудования и эффективных технологий разделения смесей академику А. М. Кутепову и начальнику управления новых материалов и технического прогресса в химии Министерства науки и технической политики России, члену-корреспонденту Международной инженерной академии В. Н. Новосельцеву, оказавшим в 1988—1993 гг. Существенную поддержку развитию научных исследований по применению искусственного интеллекта и разработке ЭС в химической технологии. [c.10]

Авторы выражают благодарность сотрудникам НИФХИ им. Л. Я. Карпова и других организаций, оказавшим помощь при подготовке следующих Разделов Методы сопряженных направлений (А. Р. Беляевой), Расчет стационарных режимов химико-технологической схемы изомеризации н-пентана (Н. Н. Зиятдинову и В. Б. Покровскому), Оптимизация процесса полимеризации изопрена в производстве синтетического каучука (С. Л. Подвальному и Е. М. Михайловой), Расчет отделения синтеза аммиака (Д. Н. Мотылю), Оптимизация конструкционных параметров в теплообменной системе (Г. В. Михайлову и В. С. Виткову). [c.5]

Политропические реакторы с непрерывным теплообменом вследствие часто наблюдаемого равенства температур входа п выхода из зоны реакции нередко ошибочно принимают за технически изотермические, хотя эффективность работы их, как правило, даже ниже, чем у ступенчатых схем. Условия работы этих систем зависят от основных химико-технологических характеристик процессов и многих конструктивных и чисто теплотехнических факторов. Наряду с общетехнологическими моментами весьма значительное (и часто даже решающее) влияние на ход процесса оказывает интенсивность теплоотвода из единицы объема зоны реакции. Определяющая ее величина тепловой напряженности удельной поверхности теплообмена переменна и, ак известно, равна произведению коэфициента теплопередачи и средней разности температур ( /ср) между реагирующей смесью и хладоагентом. В свою очередь разность температур зависит от распределения тепловыделений по длине аппарата, которое при процессах с криволинейными графиками кинетики резко неравномерно, что отмечалось уже ранее и было показано на фиг. 69 и 70. [c.336]

Материалы, изложенные в этой книге, подготовлены авторами в результате проведения в течение ряда лет учебных занятий по специальным курсам на факультетах теплотехническом и химического машиностроения Киевского ордена Ленина политехнического института. В книге рассматривается лишь определенная часть тепловой аппаратуры теплообменные аппараты поверх-постного типа (преимущественно трубчатые), выпарные аппараты и многоко )пусные выпарные установки прямого тока. Содержание книги составляет последовательное изложение основ расчета и конструирования этих аппаратов. Задача ее — выяснение особенностей соответствующего теплового оборудования и анализ его работы с целью повышения производительности и экономичности. Предназначается книга для студентов теплоэнергетических и химико-технологических специальностей и инженерно-технических работников, имеющих дело с тепловыми аппаратами в промышленности. При этом читатель должен не просто только получить сведения по указанным вопросам, но и научиться творчески анализировать процессы и конструкции тепловых аппаратов и прилагать полученные сведения к решению практических задач, чем обеспечивается непрерывное движение вперед в любой области [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология