Процессы кристаллизации из газовой фазы

Процессы в газовой фазе. Наибольшее распространение в промышленности получили газофазные процессы с твердыми катализаторами. Различные модификации процессов отличаются составом используемого катализатора (и в связи с этим режимом и сроком работы катализатора до регенерации), содержанием индивидуальных веществ в сырье и в продуктах, методами выделения -ксилола (кристаллизация, адсорбция). [c.236]

Представляемая читателю монография — результат многолетней работы авторов над проблемами системного анализа процессов химической технологии является, по существу, первым в отечественной и зарубежной литературе трудом, где дано решение широкого круга проблем в области моделирования, проектирования и оптимизации процессов массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы на основе комплексного системного подхода. [c.6]

Опишем процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы с учетом контактного вторичного зародышеобразования. Контактное зародышеобразование [30, 33, 38—41] осуществляется посредством маточных кристаллов, если они сталкиваются с другой поверхностью, которой может быть поверхность других кристаллов или стенок кристаллизатора и мешалки. Контактное зародышеобразование вызывает у исследователей значительный интерес, так как вклад его в образование кристаллов наибольший среди всех других видов зародышеобразования [35, 33, 39]. В опубликованных исследованиях для этого типа зародышеобразования контакт достигался или скольжением кристалла вдоль наклонной стеклянной поверхности, погруженной в пересыщенный раствор того же самого вещества [30], или столкновением с мешалкой, или же контрольным ударным контактом между кристаллической затравкой и прутком, сделанными из различных материалов [33, 40]. Существует непосредственная корреляция между числом образовавшихся зародышей и энергией удара при постоянной площади соприкосновения. Авторы работ [33, 42] отмечают сильную зависимость скорости контактного зародышеобразования от пересыщения и предлагают объяснение этого механизма новые центры образуются в жидкой фазе около кристалла или происходят из затравочного кристалла в результате истирания при соударении, при котором от поверхности кристалла откалываются маленькие кусочки, но выживают и получают право на дальнейший рост только те, размер которых больше критического для данного пересыщения. Изучению влияния на контактное зародышеобразование размеров затравочных кристаллов и интенсивности перемешивания посвящены работы [40, 43]. [c.47]

ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЗ РАСТВОРОВ И ГАЗОВОЙ ФАЗЫ [c.150]

Построение обобщенной математической модели процесса кристаллизации из растворов и газовой фазы [c.150]

Исходя из предпосылок гл. 1, получим систему уравнений, описывающую процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы в локальной точке рабочего объема аппарата уравнение сохранения массы несущей фазы [c.150]

Легко видеть из соотношений (2.326), (2.327), что для определения всей массы кристаллизуемого вещества необходимо знание концентрации компонента в несущей фазе, температуры участка кристаллизации. Для создания математической модели поверхностного десублиматора привлечем обобщенный оператор процесса кристаллизации (1.62) при следующих допущениях а) скорость несущего газа по высоте не меняется б) теплопроводностью в газовой фазе пренебрегаем в) предполагается, что преобладает конвективный перенос тепла и вещества по оси аппарата. Тогда математическая модель -го участка (где I — любое из [1, 2,. .., нечетных зон аппарата, в которых не происходит процесса кристаллизации) записывается в виде [c.237]

При осуществлении процессов кристаллизации из газовой фазы используют установки с псевдоожиженным слоем как с рециркуляцией газообразной псевдоожижающей среды, так и без рециркуляции, с однократным проходом. Механизм таких нроцессов складывается из следующих стадий смешение реагентов в пределах слоя и создание пересыщенного состояния ПГС, кристаллизация на частицах слоя и в газовой фазе. [c.239]

Метод газовой электронографии может применяться для изучения молекул при сверхзвуковом истечении струи пара исследуемого вещества, что открывает возможности исследования процессов кристаллизации соединений из газовой фазы и потенциалов межмолекулярного взаимодействия. Данный метод можно использовать для изучения химических равновесий в газовой фазе, а также структур свободных радикалов и ионов, если их получить в рассеивающем объеме в достаточном количестве. Имеется также возможность применить метод газовой электронографии для определения потенциалов и барьеров внутреннего вращения молекул. Важным, но в то же время ограниченным является использование данного метода в определении энергии химических связей, так как вклад в рассеяние потенциала валентных электронов очень мал. [c.156]

Кристаллизация из газовой фазы — это конденсация молекул газа с образованием кристаллического вещества, минуя жидкую фазу. Физической кристаллизацией называют образование кристаллов из молекул, находящихся в одно- или многокомпонентной газовой фазе. Химическая кристаллизация — это возникновение кристаллов вследствие пересыщения газовой фазы новым веществом, образующимся в результате химической реакции между газообразными компонентами. Кристаллизация из газовой фазы в неизменном объеме, вследствие конденсации вещества, сопровождается понижением давления. При физической кристаллизации процесс конденсации (обратный сублимации) достигается при понижении температуры или при сжатии (уменьшении объема) газа. Для химической кристаллизации необходимо смешение реагирующих газов. [c.262]

Получение материалов с заданными свойствами и формой, в частности эпитаксиальное осаждение, относится к области химии и технологии твердого тела, которым посвящена специальная литература. В крупнотоннажных производствах неорганических веществ процессы кристаллизации из газовой фазы не очень распространены. Поэтому здесь мы кратко рассмотрим лишь некоторые общие аспекты конденсации кристаллов из пересыщенного газа. [c.262]

При кристаллизации из газовой фазы значительных масс продукта образующиеся кристаллы обычно осаждаются на внутренних поверхностях аппаратов, работу которых приходится прерывать для выгрузки материала. Организация полностью непрерывных крупномасштабных процессов в этих случаях затруднительна. Обычно их ведут в периодических или полунепрерывных режимах. [c.263]

Кристаллизационные методы разделения основаны на различии в составе фаз, которые образуются при частичной кристаллизации раствора, расплава нли из газовой фазы. Этот процесс разделения характеризуется равновесным или термодинамическим коэффициентом разделения, который представляет собой отношение концентраций веществ в равновесных фазах— твердой, жидкой или газовой [c.564]

Все предложенные до настоящего времени теории зарождения и роста НК и пленок игнорируют реальное состояние поверхности раздела, участие во многих случаях химических реакций в процессе кристаллизации из газовой фазы, следствием которых является наличие слоя хемосорбированных молекул на поверхности раздела. При наличии хемосорбции непосредственный обмен между подложкой и средой практически отсутствует и хемосорбционный слой в известном смысле можно считать промежуточной двумерной фазой . Рост кристалла в этом случае, по-видимому, происходит в результате актов химического распада молекул хемосорбционного слоя, механизм которых совершенно не изучен. Особая трудность возникает при обсуждении возможных механизмов роста эпитаксиальных пленок сложных соединений при жидкофазном осаждении в связи с тем, что молекулярная форма нахождения большинства этих соединений в растворах и расплавах в настоящее время неизвестна. Поэтому единой достаточно удовлетворительной теории зарождения и роста НК и пленок при газофазном осаждении пока не существует. Необходимо дальнейшее накопление надежных экспериментальных данных о реальной структуре (атомной и электронной) поверхностей раздела, о явлении хемосорбции, о так называемой закомплексованности и других определяющих явлениях. Важным также в теории гетерогенного зародышеобразования пленок является установление соотношения между процессами статистического зародышеобразования на чистых подложках и на активных центрах. Имеются сведения (Л. С. Палатник и др. 1972 г.) об образовании и длительном существовании в тонких пленках термодинамически неравновесных фаз. Поэтому пределы применимости к тонкопленочным системам (приборы микроэлектроники, оптические покрытия и др.) диаграмм состояний, разработанных для систем массивных материалов, требуют подробного анализа и обсуждения. [c.485]

Предлагаемая читателю монография представляет шестую книгу в единой серии работ авторов под общим названием Системный анализ процессов химической технологии , выпускаемых издательством Наука с 1976 г. Три первые монографии (Основы стратегии. М. Наука, 1976 Топологический принцип формализации. М. Наука, 1979 Статистические методы идентификации объектов химической технологии. М. Наука, 1982) посвящены общим вопросам теории системного анализа в химии и химической технологии. В четвертой и пятой монографиях (Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. М. Наука, 1983 Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов. М. Наука, 1985) рассмотрены вопросы применения стратегии системного анализа для решения практических задач расчета и оптимизации конкретных процессов химической технологии, отличающихся повышенной сложностью внутренней структуры. [c.3]

Химическое растворение представляет собой гетерогенную химическую реакцию, продукты которой растворяются в жидком объеме. Возврат к исходному твердому веществу путем кристаллизации здесь невозможен. В условиях химического растворения могут образовываться твердые или газообразные продукты реакции, значительно осложняющие кинетику растворения. Экранизация поверхности растворения твердыми продуктами реакции существенно замедляет процесс, а выделение газообразной фазы ускоряет растворение до определенных пределов, за которыми становится заметным экранирующее действие газовой фазы. Процессы растворения протекают обычно достаточно быстро. Этому способствует непосредственный контакт движущейся (перемешиваемой) жидкости с поверхностью растворяющихся частиц. [c.276]

Подчеркнем условность традиционной классификации (как и всякой другой — см. разд.1.2.3). В самом деле, конечной целью ряда процессов подгруппы 1Б яаляется изменение размеров твердых частиц (растворение, кристаллизация), а значит и межфазной поверхности. Следовательно, здесь требуется уточнение говоря о фиксированной или изменяющейся межфазной поверхности, следует подразумевать скоротечные (почти "мгновенные") явления разрушения и коалесценции пузырей или капель — в противовес протекающему относительно медленно целевому изменению размеров элементов твердой фазы. Кроме того, надо иметь в виду, что в ряде процессов типа Ж — 1 (скажем, при массообмене газовой фазы с тонкими пленками, движущимися по внутренней стенке труб) поверхность межфазного контакта определяется достаточно точно. [c.739]

Процессы кристаллизации сопровождаются тепловым эффектом, обратным по знаку тепловому эффекту при растворении. В случае кристаллизации из газовой фазы, расплавов и растворов веществ, не склонных к образованию кристаллогидратов, тепловой эффект всегда положительный. При большом числе молекул воды в кристаллогидрате тепловой эффект кристаллизации может быть отрицательный, так как их растворение может сопровождаться не поглощением, а выделением гепла. Количество выделяемого или поглощаемого тепла при кристаллизации единицы массы вещества (1 моль, 1 кг) называется теплотой кристаллизации. Числовые значения теплот растворения (кристаллизации) для ряда веществ, определяемые опытным путем, приведены в справочниках. [c.679]

При медленном переходе системы "капля воды в атмосфере сжатого метана" через линию гидратообразования (посредством охлаждения при постоянном давлении) визуально наблюдаемых изменений практически не происходит (т.е. процесс кристаллизации газового гидрата не наблюдается), но при этом жидкая фаза (т.е. капля воды) начинает иметь повышенную (в несколько раз) вязкость по сравнению с чистой водой и, возможно, повышенное газо-содержание. Вязкость жидкой среды оценивалась в работах [2-4] вращением специального манипулятора (некое подобие металлической микрогребенки-расчески) этим же манипулятором можно, при необходимости, и перемешивать каплю. В то же время при сбросе давления наблюдалось выделение значительного количества газа из образца (капли), которое визуально фиксировалось по выбросу многочисленных микрокапель, оседавших на внутренней стенке экспериментальной камеры. Следует отметить, что подобного эффекта повышения вязкости жидкой фазы на контрольной системе ("гелий-вода") не обнаружено вовсе здесь вязкость жидкой фазы в ходе эксперимента оставалась равной вязкости чистой воды. [c.57]

Конечная цель системного анализа на уровне отдельного химико-технологического процесса — построение функционального оператора (модуля химико-технологического процесса), который используется в дальнейшем для решения задач оптимизации, управления, проектирования процессов, а также для решения задач выс-щих ступеней иерархии химического производства. Необходимость применения системного подхода особенно остро стоит при анализе сложных ФХС, т. е. систем, для которых характерны многообразие явлений, совмещенность и взаимодействие явлений различной физико-химической природы. К таким системам можно отнести процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. [c.3]

Кольцова Э. М. Системный анализ процессов массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы (на примере щавелевой кислоты) Автореф. дис... канд. техн. наук. М. МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1978. 16 с. [c.147]

В настоящем разделе на основе синтеза функционального оператора процесса массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы получим как частные случаи уравнения моделей кристаллизаторов различных конструкций. Подробный анализ конструкций кристаллизаторов приводится в работах [1—9]. Для того чтобы не описывать математическую модель каждого кристаллизатора в отдельности, рассмотрим ряд попыток классификации промышленных кристаллизаторов. Они выполняются по-разному в зависимости от поставленной задачи. Особого внимания заслуживает классификация, данная в работе [4], которая охватывает конструкции, наиболее широко используемые в мировой практике промышленной кристаллизации из растворов. Все типы кристаллизаторов классифицировались по следующим признакам- по способу создания пересыщения (охладительные, вакуум-кристаллизаторы, выиарные и т.д.), по способу организации процесса (периодические и непрерывные), по виду циркуляции рабочего потока (с циркулирующей суспензией или с циркулирующим раствором). В отличие от работы [4] в работе [1] объединены вакуум-кристаллизаторы и охладительные кристаллизаторы в одну группу и дарю название аппараты для изогидрической кристаллизации , поскольку выделение кристаллов в них осуществляется охлаждением горячих концентрированных растворов при постоянстве растворителя. В дальнейшем была предложена классификация кристаллизаторов на базе моделей движений жидкой и твердой фаз [10]. В соответствии с такой классификацией рассматриваются четыре типа кристаллизаторов [11] кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором смешанного продукта (MSMPR) кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором классифицированного продукта (MS PR) кристаллизатор с классификацией суспензии и отбором классифицированного продукта ( SPR) аппараты периодического действия. В данной работе будем придерживаться этой последней классификации. [c.155]

Дислокационная теория росаа кристаллов из растворов [59]. Модель предыдущего раздела основана на предположении о том, что полную скорость диффузии определяет поверхностная диффузия модель удовлетворительным образом описывает кинетику роста кристаллов из газовой фазы в случае, когда градиент концентрации в объемной фазе можно считать пренебрежимо малым по сравнению с разностью концентрации в непосредственной близости от кристалла и равновесной концентрации. В случае, когда градиент концентрации в объемной фазе велик, процессом, определяющим полную скорость диффузии, является объемная диффузия. Этот случай, как правило, приходится рассматривать при кристаллизации из растворов (или из газовой фазы в присутствии инертного газа) [60]. [c.272]

Процессы второй группы обязательно сочетаются с процессами первой группы например, в любом непрерывном процессе всегда присутствуют перемещение твердого материала, смещение или сепарация. В рассматриваемых процессах происходит тепло-, а иногда и массообмен между твердыми частицами и псевдоожижа-ющей средой — газом или жидкостью, а также теплообмен кипящего слоя со стенками аппарата либо погружными теплообменными поверхностями. В большинстве промышленных процессов используется псевдоожижение газом, тогда как псевдоожижение капельной жидкостью (например, при массовой кристаллизации, растворении, некоторых способах очистки сточных вод и др.) используется много реже. Наконец, в совмещенных процессах грануляции — кристаллизации одновременно участвуют твердая, жидкая и газовая фазы (псевдоожижающая среда). [c.209]

В.В.Кафаровым и И.Н.Дороховым сформулированы основы стратегии системного анализа ХТП введено понятие физико-химической системы (ФХС) как совокупности детерминированно-стохастаческих эффектов и явлений различной природы, происходящих в рабочем объеме агтарата разработана общая методология математического моделирования ХТП как сложных ФХС с использованием топологического принципа формализации, который позволяет изучить комплекс составляющих данный процесс элементов и явлений, автоматизировать все процедуры построения математического описания ХТП проанализированы различные методы построения функциональных операторов (моделей) ФХС и идентификации их параметров рассмотрены задачи системного анализа основных процессов химической технологии (массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, измельчения и смешения сыпучих материалов, сушки, экстракции, ректификации, гетерогенного катализа, полимеризации). [c.12]

Для летучих примесей, когда не выполняется пятое допущение Пфанна об отсутствии газообмена между твердой, жидкой и газообразной фазами, используют подход, предложенный Бумгардом. При этом считают, что зонная плавка проводится с постоянной скоростью v перемещения зоны и при постоянном давлении пара примеси. Концентрация примеси в зоне (x) определяется процессами кристаллизации и плавления и скоростью обмена между жидкостью и газовой фазой [c.92]

Осн. пром. метод получения эпитаксиальных слоев и структур К.-хим. осаждение из газовой фазы с использованием смеси особо чистых 8I I4 и Н . Процесс проводят в проточных металлич. и кварцевых реакторах при 1250°С н атм. давлении с применением индукционного или радиационного нагрева. Эпитаксиальные слои наращивают на ориентированные и прощедщне спец. мех. и хим. обработку подложки из монокристаллич. К., размещаемые на кварцевом или графитовом (с покрытием Si ) пьедестале. Для снижения т-ры эпитаксиального наращивания в качестве источника К. используют SiH lj, а сам процесс проводят при 6,6-9,3 кПа. Применяют также термич. разложение SIH4 (т-ра кристаллизации до 1000-1050 °С). Самую низкую т-ру кристаллизации (700-800 С) обеспечивает метод мол. эпитаксии-наращивание из мол. пучков, получаемых нагреванием кремниевых заготовок электронным лучом в условиях глубокого вакуума (10 -10 Па). Жидкофазную эпитаксию из р-ра К. в металлнч. расплаве (наиб, часто Sn) проводят при 1100-1200°С. [c.509]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, переход в-ва нз газообраэис о (парообразного), жидкого или твердого аморфного состояния в кристаллическое, а также из одного красгаллич. состояния в другое (рекристаллизация, или вторичная К.) фазовый переход первого рода. К. из жидкой или газовой фазы-экзотермич. процесс, при к-ром выделяется теплота фазового К- ПС [c.527]

Легирование П м обычно осуществляют непосредственно в процессах получения монокристаллов и эпитаксиальных структур Примесь вводится в расялав либо в виде элемента, либо в виде сплава с данным П м (лигатуры) Часто легирование осуществляют из газовой фазы (паров) данного элемента илн его легколетучих соединений Это-осн способ легирования в процессах эпитаксии при кристаллизации из [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология