Лабораторные химико-технологические исследования процесса

Применение методов кибернетики в химической технологии открывает возможность системного анализа, когда при исследовании или организации производственного процесса, как системы, вся информация, полученная, начиная с лабораторных исследований (рис. УП-18), на опытных установках и при синтезе химико-технологических систем, последовательно накапливается, обогащается и реализуется в виде алгоритмов на ЭВМ. На последнем этане, после математического моделирования всей химико-технологической системы, обобщенная и систематизированная информация передается для использования при проектировании ХТС. Системный анализ является научной основой резкого сокращения сроков реализации лабораторных разработок в промышленности. Остановимся более подробно на отдельных этапах системного анализа . [c.483]

Моделирование химико-технологических процессов и реакторов необходимо осуществлять прн проведении исследований, на стадии проектирования производств и для оптимизации работы (определения оптимальных параметров технологического режима) действующих аппаратов и установок. При организации нового производства моделирование связывает исследовательскую работу с проектной, позволяя переходить от лабораторного исследования к производственному осуществлению процесса. Моделирование какого-либо физического явления, в том числе и химико-технологического процесса, — это осуществление явления, подобного прототипу (образцу). Подобными называются такие явления, для которых соотношения сходственных, характеризующих их величин постоянны. [c.29]

Применение методов кибернетики в химической технологии открывает возможность осуществления системного анализа при исследовании или организации производственного процесса как системы, когда вся информация, полученная, начиная с лабораторных исследований на опытных установках и кончая синтезом химико-технологических систем, последовательно накапливается, обогащается и реализуется в виде алгоритмов для ЭВМ. На последнем этапе, после математического моделирования всей химико-технологической системы, обобщенная и систематизированная информация выдается для использования при ее автоматизированном проектировании. [c.12]

Следовательно, при переходе от лабораторных исследований, начало которым было положено Фростом [16— 19], к крупнотоннажному производству необходимо изучение процесса на пилотных установках при искусственном наложении отдельных осложнений или их комплекса. Углубленное изучение характера протекания реакций при наложении на них гидродинамических, массообменных и теплотехнических осложнений в нефтепереработке носит название исследования прикладной макрокинетики [14]. В лабораториях обычно исследуют истинную кинетику или микрокинетику. Существуют другие названия макрокинетики химико-технологическая кинетика [20], промышленная кинетика [21, 22], динамика промышленных процессов [4], кинетика каталитических реакций с массо- и теплопередачей [23, 24], инженерная химия [22] и просто макрокинетика [25]. [c.139]

ЛАБОРАТОРНЫЕ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА [c.52]

При исследовании или организации производственного процесса как системы вся информация, полученная, начиная с лабораторных исследований на опытных установках и кончая синтезом химико-технологических систем, в строго иерархической последовательности, накапливается, обогащается и реализуется в виде алгоритмов на ЭВМ. Системный анализ позволяет резко сократить сроки промышленной реализации лабораторных разработок. [c.19]

Все сказанное справедливо для любого химико-технологического процесса, но наиболее существенно для крупнотоннажных производств нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности — одной из наиболее важных отраслей народного хозяйства. Применение научных методов разработки, внедрения и осуществления этих процессов позволяет получить падежные данные, сократить срок разработки и исследования, уменьшить число стадий (опытных установок) при реализации лабораторного процесса, наиболее эффективно проектировать промышленные установки, вести промышленный процесс в оптимальных условиях, т. е. на каждом этапе достигать существенной экономии времени и средств. Понятно поэтому, что умение пользоваться современными методами исследования и моделирования необходимо и научному работнику, разрабатывающему процесс, и инженеру, проектирующему или эксплуатирующему его. [c.9]

При изучении дисциплины совершенствуется подготовка студента в области теоретических основ важнейших для химика-технолога инструментальных методов исследования /на лекционных занятиях/ происходит знакомство с приборами, с техникой проведения эксперимента и ее особенностями, методами обработки полученных результатов /на лекционных и лабораторных занятиях/. В этой дисциплине происходит интеграция знаний из области физики, неорганической, органической и физической химии, строения вещества, значительное внимание уделяется механизму протекающих при анализе процессов, интерпретации экспериментальных данных. Знание этой дисциплины необходимо для изучения химико-технологических процессов, при выполнении лабораторных практикумов по другим дисциплинам и при проведении научно-исследовательских работ. [c.204]

Поэтому то до известной степени пренебрежительное отношение, которое до недавнего времени питали химики к химической технологии как прикладной, или технической дисциплине, лишенной прав на фундаментальные исследования, приводит или к искусственному возврату в прошлый век господства чистой химии , т. е. к разработке явно не актуальных сегодня проблем, или к безнадежной задержке внедрения важных лабораторных результатов в производство. Поистине революционизирующим в этом смысле оказалась работа Н. М. Жаворонкова [48], в которой подробно впервые были сформулированы основные задачи фундаментальных исследований в области химической технологии . В этой работе была показана необходимость интеграции специальных химико-технологических дисциплин с целью изучения закономерностей оптимизации целого класса производственных процессов. Была обоснована целесообразность изучать любую специальную технологию с опорой на курс общей химической технологии и курс процессов и аппаратов. [c.265]

Параметры (коэффициенты) составленных уравнений функционально зависят от определяющих размеров химико-технологического аппарата (диаметров, длин и т. д.), свойств обрабатываемых веществ (плотностей, вязкостей и т. п.) и величин, характеризующих протекание физико-химических процессов (констант скорости реакций, коэффициентов диффузии и др.). Некоторые параметры уравнений могут быть определены расчетным путем, другие находятся с помощью теории подобия по результатам ранее выполненных лабораторных исследований какого-либо процесса. В большинстве же случаев для получения численных значении коэффициентов требуется постановка специальных лабораторных опытов по изучению каждого из происходящих в объекте процессов, что существенно увеличивает затраты времени на получение математического описания. Попытки исключить из рассмотрения или упростить характер некоторых явлений в объекте приводит, как правило, к снижению точности математического описания. [c.9]

Справедливости ради следует сказать, что его значение и по сей день весьма существенно, и пока рано считать устаревшими такие понятия, как инженерный опыт и интуиция . Наоборот, те же инженерный опыт и интуиция, вооруженные современными знаниями, в том числе и в области теории подобия и математического моделирования, вложенные в опытную установку, позволяют получать наиболее достоверные исходные данные, которые значительно снижают степень риска при увеличении масштаба реализации химико-технологического процесса. Таким образом, речь идет не столько об эмпирическом моделировании, сколько о моделировании экспериментальном, которое заключается в том, что масштабный переход от лабораторных исследований к промышленному производству наиболее целесообразно проводить путем создания промежуточных опытных установок с использованием всех достижений современной теоретической науки, и в первую очередь теории подобия и методов математического моделирования. Поэтому и рассмотрение масштабного перехода следует начать с обзора опытных установок. [c.242]

Назначение лабораторного практикума - закрепление у студентов методологических основ численных методов расчета фрагментов математических моделей химико-технологических процессов, навыков работы с ЭВМ, разработки и отладки программ, анализа результатов счета и исследования математической модели. Практикум в целом соответствует программам ряда курсов, связанных с проблемами моделирования и расчета химико-технологических объектов, в частности, Применение ЭВМ в химической технологии , Применение ЭВМ в биотехнологии , Математические методы в химической технологии , Математическое моделирование в химической технологии и других курсов. Завершается лабораторный практикум решением индивидуальной задачи в виде курсовой работы. [c.3]

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработана и внедрена на кафедре химико-технологических процессов Салаватского филиала УГНТУ усовершенствованная методика по исследованию пиролиза углеводородного сырья на импульсной и проточной лабораторной установке. [c.5]

В книге излагаются научные основы разработки и проектирования гетерогенно-каталитических процессов. Книга включает в себя разделы, посвященные теории катализа и вопросам подбора катализаторов, теоретической и прикладной кинетике гетерогенно-каталитических реакций, расчету и оптимальному проектированию реакторов, технологии производства катализаторов и лабораторным методам исследования каталитических процессов и катализаторов. Книга рассчитана на научных работников и инженеров химической и нефтеперерабатывающей промышленности, аспирантов и студентов старших курсов химических и химико-технологических ВУЗов. [c.2]

Пока химик трудится в лаборатории, его интересуют химические реакции и превращения, для изучения и осуществления которых обычно достаточно лабораторного оборудования. На пути от лабораторных экспериментов к опытной установке, а затем к крупномасштабному производству следует решить целый ряд проблем, требующих совместных усилий химиков, технологов, экономистов, математиков, специалистов по измерительной технике, конструкторов аппаратов. Только таким путем удается избежать разработки проектов, которые по тем или иным причинам оказываются нереализованными. Путь от колбы до химического производства является сложным процессом, который, естественно, стремятся сократить как во времени, так и по материальным затратам. Вместе с тем тенденция уменьшения мощности на стадии создания опытных установок и экспериментального строительства часто оказывается главным препятствием для более быстрого внедрения химических идей в производство. Проверка технологического процесса в полузаводских условиях остается довольно дорогим, но необходимым этапом создания технологии. До начала 60-х гг. было принято ступенчатое введение новых методов в крупное промышленное производство в масштабе от 1 к 3 до 1 к 50. В настоящее время в целях сокращения длительности полупромышленных экспериментов число промежуточных стадий уменьшено, и в наши дни нередки переходы от установки в масштабе 1 10 000 непосредственно к крупному предприятию. Например, специальный метод получения высококачественного реактивного топлива, разработанный в ГДР, проверялся на модели в масштабе 1 200 000, а затем сразу был передан в промышленное производство. Благодаря этому затраты времени сократились на 30%. Путь химического процесса от лаборатории до массовой продукции при благоприятных условиях занимает 3—4 года, а в среднем 10 лет. Современное соотношение затрат времени на научное исследование к затратам времени на промышленное внедрение химического метода изменяется от 1 4 (передовые химические концерны США) до 1 10. [c.214]

До сих пор хемилюминесцентные методы использовались главным образом в аналитической химии и для исследования механизма и кинетики химических процессов, проводимых в лабораторных условиях. Однако корреляция между хемилюминесценцией и кинетикой химического превращения может найти применение и для решения очень важной в практическом отношении задачи — контроля промышленных химико-технологических процессов. [c.243]

Как следует из рассмотренного примера, независимо от цены на толуол могут быть подобраны такие условия осуществления процесса производства фенола, при которых новый процесс окажется экономичнее существующего. Подобный подход к сравнительной оценке химико-технологических процессов полезен уже на стадии лабораторного изучения нового способа, поскольку он позволяет более целенаправленно проводить исследования. [c.14]

Анализ условий разработки новых химико-технологических процессов и необходимость дальнейшей интенсификации проведения научных исследований, позволяют сформулировать требования, предъявляемые к оборудованию для лабораторных и опытнопромышленных установок. [c.275]

Полное отождествление лабораторного, опытно-промышленного и промышленного оборудования не является единственной схемой исследования и внедрения того или иного химико-технологического процесса. Возможно также применение математического метода моделирования как отдельных операций, так и всего химического процесса. [c.275]

Расчетно-графическая модель выбранного метода производства является отправным материалом при разработке технических рекомендаций для проектирования пилотных или опытных установок. Поэтому проектные исследования (включая расчетно-графическую модель будущего промышленного объекта) являются логическим завершением лабораторных исследований, связанных с созданием новых химико-технологических процессов, и окончание лабораторных исследований отчетом и лабораторным регламентом оказывается недостаточным. Должно быть представлено также проектное исследование, содержащее расчетно-графическую модель будущего промышленного цеха и основные положения программы дальнейших исследований. [c.14]

Трудности масштабного перехода нисколько не уменьшились и в 1930—1940-х годах, ибо химия непрерывно указывала на возможности осуществления все более экономически выгодных процессов получения важнейших для техники материалов, но вместе с тем процессов все более конкретных, требующих точной и кропотливой технологической разработки. Однако химики к этому времени уже осознали, что доведение лабораторных результатов до их промышленного использования требует продолжения фундаментальных исследований коллективными усилиями совместно с технологами и что проблема масштабного перехода должна решаться не столько путем бесконечного экспериментирования на серии установок возрастающих размеров, сколько путем создания новой неформальной кинетики проточных систем. [c.152]

Однозначной связи между химико-минералогическим составом и адсорбционно-отбеливающими свойствами природных адсорбентов пока не установлено. Адсорбционные и отбеливающие свойства природных адсорбентов и оптимальные условия их термической или химической активации определяются на основе исследования комплекса физико-химических и адсорбционно-структурных свойств. Конечным этапом лабораторных испытаний является установление пригодности адсорбентов для конкретного технологического процесса. Основная библиогра фия по природным глинам приведена в гл. 1. [c.129]

Книга рассчитана на широкий круг читателей. Она предназначена физикам и химикам, которым приходится выращивать небольшие кристаллы для лабораторных исследований. Знакомство с ней полезно и тем, кто, исследуя свойства кристаллов, не получает их сам. В этом случае книга может дать представление о том, как дефектность кристалла, от которой в существенной степени зависят его свойства, связана с условиями выращивания. Книга предназначается также для геологов-экспериментаторов, как минералогов, так и петрологов, которые интересуются ростом кристаллов и которые пытаются экспериментальным путем найти ответы на вопросы, возникающие у них при изучении природных кристаллов. Книга может быть полезна работникам соответствующих специализированных кристаллизационных лабораторий и заводским работникам по синтезу монокристаллов. Книга может также помочь химикам-технологам, занимающимся так называемой массовой (самопроизвольной, спонтанной) кристаллизацией, для лучшего понимания этого процесса. Круг таких специалистов довольно широк, так как массовая кристаллизация осуществляется в заводских масштабах, будучи непременным технологическим этапом при производстве реактивов, кристаллических удобрений, лекарственных препаратов и т. п. [c.4]

Важнейшей задачей, стоящей перед химиками, является максимальное ускорение переноса результатов лабораторных, исследований новых процессов и технологических схем в промышленность. Ведь ни для кого не секрет, что освоение нового химического процесса —,от изучения его за лабораторным столом до промышленной реализации — зачастую длится многие годы. Это объясняется предварительным (без знания методов кибернетики и современных методов постановки эксперимента) проведением стадий лабораторных, опытных, полупромышленных испытаний. На каждой стадии вновь и вновь снимаются все те же параметры процесса для каждой стадии испытаний изготовляется значительное [c.9]

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕППОСТЬ. Разработаны и внедрены на кафедре химико-технологических процессов Салаватского филиала УГПТУ усовершенствованная методика и лабораторные установки по исследованию пиролиза углеводородного сырья. [c.5]

Лабораторный практикум должен быть оснащен современной вычислительной техникой. При этом возможно ее использование в различных вариантах ускорение и повышение точности трудоемких расчетов с помощью автоматических клавишных машин, например, типа Rasa , проведение исследования процессов и управления ими с помощью аналоговой вычислительной техники, например, с помощью малогабаритной машины МН-7, составление программ расчета задач какого-либо класса в алгольной форме записи, реализуемых на ЭЦВМ, например, на БЭСМ-4, наконец, управление технологическими процессами и их оптимизация с ио-. мощью программоуправляющих машин, с помощью малого исследовательского комплекса — машины УМ-1Н-ХМ. С другими вычислительными машинами (большей мощности) студенты познакомятся в лаборатории кафедры математического моделирования и оптимизации химико-технологических процессов. [c.12]

В прикладных работах после завершения лабораторной стадии исследований встает вопрос об опытноконструкторской и промышленной стадиях. Наличие нескольких стадий при передаче разработок на производство не случайно. Эти стадии обычно отличаются друг от друга масштабами производства продукта и размерами установок. Принято использовать следующую терминологию для обозначения ступеней последовательности увеличения установок в процессе химико-технологических разработок лабораторная установка, малая техническая, пилотная, производственная. В реальных условиях какие-то ступени этой последовательности могут быть пропущены. Последовательные укрупнения процесса, сопровождающиеся ростом производства целевого продукта, часто называют масштабированием. [c.42]

Прогнозирование протекания коррозии особенно важно для стадии проектирования химико-технологических систем. На ооноваеии данных лабораторных и заводских исследований с учетом реального состояния конструкционных материалов аппаратов и коммуникаций химико-технологической системы прогнозирования предполагается разработка гипотез, способных определить методом моделирования ход развития коррозии и изменения при этом технического состояния аппаратов и коммуникаций. Для прогаозирования процесса коррозии используют методы физического и математического моделирования. Физическое моделирование коррозионного процесса сводится либо к моделированию процесса коррозии в естественных условиях, либо к моделированию коррозионного разрушения в искусственно созданных условиях. [c.172]

Рассмотрим теперь другой случай, когда значение варьируемого параметра ограничено не требованиями безопасности, а некоторым химико-технологическим режимом. Типичным примером может служить ограничение температуры в сфере реакции по условиям осмо-ления продукта. Нередко такое ограничение задается как жесткое на основании лабораторных или опытных исследований. Вместе с тем по j e TBy задачи при этом следует говорить не о заданном ограничении, а о выборе оптимальной температуры. В самом деле, процесс осмоления характеризуется определенной зависимостью скорости реакций смолообразования от температуры. Поэтому переход от режима, при котором смолообразование практически отсутствует, к режиму, когда интенсивность его становится недопустимой, осуществляется на определенном диапазоне изменения температуры, а не нри переходе некоторого единственного температурного предела. [c.45]

В результате лабораторных и нолузаводских исследований, проведенных в НИУИФ, были разработаны теоретические основы и определены химико-технологические параметры гидротермического процесса переработки фосфатов на удобрения и кормовые средства. [c.177]

Серия научных исследований С. И., обнимающая спыше 25 отдельных работ и статей, была посвящена химии и технологии хибинских апатитов (Тр. НИУИФ, 1932, в. 95, 96 и др.). Он был автором и руководителем первых исследований химико-технологпческпх процессов получения фосфорных удобрений, фосфорной кислоты и различных солей из вновь открытых и 1927—1928 гг. хибинских апатитов. Отличие этого сырья от широко применяемых в туковой промышленности фосфоритов осадочного происхождения (кристаллическая структура апатитовой руды, отсутствие углекислоты, наличие редких земель и др.) потребовало изменения некоторых химико-технологических условий кислотного и термического разложения сырья п углубленного изучения химизма и кинетики ряда процессов. Совместно с больщим коллективом химиков и инженеров С. И. проводил обширные лабораторные исследования и внедрение их результатов в промышленность суперфосфата и концентрированных удобрений, а также некоторых фосфорнокислых солей, применяемых в технике. В результате хибинские апатиты были внедрены (1930—1934) в качестве основного сырья на всех советских заводах, производящих фосфор, фосфорную кислоту, суперфосфат, преципитат, аммофос, двойной суперфосфат и другие соли, п экспортировались в больших количествах в другие страны, где несколько крупных специалистов выступали ранее в печати с указанием на непригодность апатита для переработки в суперфосфат. [c.11]

Опытный химик, вооруженный традиционнылш и современными методами химического синтеза, сумеет отбросить технически несостоятельные процессы еще в ходе кабинетного исследования, на бумаге, даже не заходя в лабораторию. В этом смысле технологическая оценка может предшествовать экономическим испытаниям. Но зато многие проекты, выдержавшие научную критику ученого-химика, не одолеют экономического барьера. Главное тут заключается в том, что в интересах быстроты и экономии сил кабинетные исследования должны предшествовать исследованиям лабораторным. Впрочем, в подобной ситуации, где неизвестно, что появилось раньше — курица или яйцо, нет ничего удивительного. Ведь здесь, так же как и в других разделах этой книги, мы как бы движемся по спирали ответы, полученные на одном витке, с переходом на новый виток предстают в виде вопросов. Читателей, которые хотели бы ознакомиться с интересной моделью таких циклических ситуаций, мы отсылаем к статье Куэйда [88]. [c.165]