Типы химико-технологических процессов

Химическим реактором называют аппарат, в котором осуществляются химико-технологические процессы, сочетающие химические реакции с тепло- и массопереносом. От правильности вы-бора типа реактора и от его совершенства во многих случаях зависит эффективность всего процесса. К промышленным реакто-рам предъявляют различные требования, основными из которых являются [c.88]

Если механизм процесса сложный, принадлежность его к тому или иному классу определяется целенаправленностью. В классификации технологических процессов большое значение имеет необходимый для их оптимизации технологический режим. Технологическим режимом называется совокупность основных факторов (параметров), влияющих на скорость процесса, выход и качество продукта. Для большинства химико-технологических процессов основными параметрами режима являются температура, давление, применение катализатора и активность его, концентрации взаимодействующих веществ, способ и степень перемешивания реагентов. Для некоторых типов химико-технологических процессов первостепенное значение приобретают иные показатели режима, не харак- [c.35]

Главной задачей курса является изучение основных закономерностей химической технологии, общих для большинства химических производств и для процессов металлургической, целлюлозно-бумажной, силикатной промышленности и переработки топлива. Изучение основных типов химико-технологических процессов гомогенных, гетерогенных, высокотемпературных, каталитических, электрохимических и соответствующих аппаратов сочетается с рассмотрением конкретных химических производств, имеющих наиболее важное народнохозяйственное значение. При изучении отдельных производств особое внимание уделяется типовым процессам, конкретизирующим основные закономерности химической технологии. В лекционном курсе и лаборатории изучаются также конструкционные материалы, применяемые при изготовлении химических реакторов. [c.3]

На следующем этапе — при макрокинетических исследованиях химико-технологических процессов на опытных, или пилотных, установках — изучают влияние на химическую кинетику таких факторов, которые проявляются при производственной реализации химического процесса, а именно условий организации потоков реагентов и их перемешивания (учет типа предполагаемого промышленного аппарата), влияния тепловых и диффузионных эффектов в аппаратах и др. [c.29]

По технологическому назначению различают печи для удаления влаги из твердых материалов, которые называются сушилами нагревательные печи для нагрева материалов без изменения их агрегатного состояния (термическая обработка металлов, отжиг стекла), плавильные печи для расплавления обрабатываемого материала (электропечи, вагранки), обжиговые печи для обжига минерального сырья и изделий из него (обжиг колчедана, известняка, керамики), печи пиролиза для термической обработки топлива без доступа воздуха и т. п. В химической технологии рассматриваются печи, предназначенные для осуществления химико-технологических процессов. С этой точки зрения наиболее удобно относить печи к тому или иному типу по принципу устройства и работы. Такая классификация приведена в табл. 6. [c.181]

Предметные знания, как правило, соответствуют декларативным знаниям в области химической технологии ]11]. Например, к ПрЗ можно отнести основные понятия ХТС тип химико-технологического процесса (ХТП) , инженерно-аппаратурное оформление ХТП , технологический поток ХТС и др. [c.280]

Сложность структуры связей потоков и движущих сил определяется конкретным типом системы. Так, для изотропных систем при малых отклонениях от равновесия справедливы линейные кинетические соотношения между независимыми потоками и движущими силами одинаковой тензорной размерности (принцип Кюри), а структура прямых и перекрестных связей между ними для эффектов данной тензорной размерности определяется соотношениями взаимности или симметрии (принцип Онзагера). Для систем более сложного вида (например, системы с анизотропией или с большими отклонениями от равновесия) кинетические соотношения становятся существенно нелинейными и вместе с тем резко усложняется структура связей между диссипативными потоками и движущими силами различной физико-химической природы. Однако, как бы ни был высок уровень сложности ФХС, понятия диссипативных потоков и движущих сил остаются исходными категориями при описании физико-химических явлений, относящихся к надмолекулярным уровням иерархии ФХС. В этом смысле специфика химико-технологических процессов, как [c.6]

Статьи, рассматриваемые нами, разбиты на классы в соответствии с типами химико-технологических аппаратов и процессов. Это — реакторы, испарители, аппараты для ректификации и соответствующих процессов разделения и, наконец, системы для утилизации промышленных отходов. [c.136]

Методы технологического расчета и подбора параметров значительно отличаются для различных типов реакторов. При рассмотрении основных закономерностей была установлена сложность классификации химико-технологических процессов и соответствующих реакторов Й10 характеру операции (периодические и непрерывные) фазовому составу реагирующих масс (различные группы гомогенных и гетерогенных процессов), тепловому эффекту процесса (экзо- и эндотермические), наивысшей температуре (низко- и высокотемпературные), применяемому давлению (вакуумные, под атмосферным и высоким давлением), степени перемешивания (смешения и вытеснения), температурному режиму (адиабатические, изотермические и политермические). [c.80]

Классифицируем комбинированные производства. Вьщелим два типа этих производств. Первый, подобный описанному выше, - взаимосвязанные ХТС для производства двух и более продуктов. Второй тип - комбинированные взаимосвязанные различные химико-технологические процессы (или ХТС), производящие один продукт. Пример - производство винилхлорида. Исходным сырьем для него является этилен, получаемый пиролизом нафты, основным процессом - хлорирование этилена. Можно предложить два варианта комбинирования производства второго типа. Первый вариант заключается в следующем. Этилен разделить на два потока и один из них хлорировать. Выделяющийся при этом хлороводород направить на окислительное хлорирование этилена до винилхлорида (рис. 3.33, а). Другой вариант основан на изменении условий пиролиза, при которых можно получить в равных количествах этилен и ацетилен. Этилен хлорируют до винилхлорида, а вьщеляющийся НС1 направляют на гидрохлорирование ацетилена с получением также винилхлорида (рис. 3.33, б). В обоих вариантах почти вдвое сокращается расход одного из компонентов - хлора. При таком комбинировании получают в двух связанных друг с другом различных химико-технологических процессах один и тот же продукт. Кроме того, во втором варианте оба процесса получения продукта технологически зависят от третьего - пиролиза нафты. [c.256]

Периодический химико-технологический процесс осуществляется в реакторе объемного типа при условии, что реакционная смесь, меняющая свои свойства по мере протекания реакции, находится в одном и том же аппарате, т. е. при неизменной конструкции аппарата и перемешивающего устройства. Изменять в процессе синтеза можно только расход или температуру теплоносителя (хладагента). Поэтому расчеты реакторов объемного типа должны вестись по условиям выполнения требований для наиболее тяжелых с точки зрения теплообмена стадий технологического процесса. Требования, предъявляемые к реакторам объемного типа, существенно зависят от протекаемого процесса. Для полностью гомофазных процессов влияние конструктивных и эксплуатационных параметров процессов сказывается, во-первых, через тепловой режим в аппарате, так как температура влияет на константу скорости реакции [8], а во-вторых, через гидродинамический режим. Соотношение времени гомогенизации , зависящей от организации гидродинамических процессов в реакторе (тг), и времени, необходимого для достижения заданной степени превращения (тн), определяет такое влияние. Для реакций первого порядка Тн имеет вид [c.13]

Физическое моделирование предполагает изучение химико-технологического процесса непосредственно при его воспроизведении в разных масштабах и проведении анализа влияния физических параметров и линейных размеров. Эксперименты проводят на исследуемом объекте, а обработка опытных данных осуществляется составлением критериальных уравнений на основе общего метода подобия или анализа размерностей Для составления критериального уравнения методом анализа размерностей входящих в него величин достаточно представить определяемые характеристики процесса как функции определяющих параметров по типу функциональной связи [см. уравнение (1.24)] Степень влияния каждого параметра находится экспериментально и выражается показателями степени при критериях, в которые входит данный параметр. [c.30]

Отсюда можно сделать вывод, что одной из задач создания адаптивной АСЗ является составление развитых алгоритмов, основывающихся не на интуитивном представлении о характере процесса, а на строгом математическом описании его. При этом математическое описание его должно включать как математическое описание самого химико-технологического процесса с учетом его кинетики, гидродинамической модели, теплового баланса в условиях аварийных ситуаций, так и описание процессов, происходящих в аппарате после исполнительного управляющего воздействия АСЗ того или иного типа. Система защиты, построенная на основе этого алгоритма, учитывает все особенности защищаемого процесса и за счет варьирования уставки срабатывания позволяет избежать значительных потерь. [c.30]

Задачи подобного типа получили большое распространение в общей теории автоматического управления. При моделировании химико-технологических процессов такие задачи встречаются при оптимизации отдельных аппаратов с распределенными параметрами, например каталитических реакторов [8]. [c.139]

Химическая технология изучает закономерности производственных химико-технологических процессов получения различных по своей природе и назначению продуктов. Независимо от конкретного вида производимой продукции и типа процесса ее получения, любое производство включает несколько обязательных элементов сырье, то есть объект превращения, энергию, то есть средство воздействия на объект и аппаратуру, в которой это превращение осуществляется. Особое место в химическом производстве занимает вода. Она не только служит средой, в которой протекают многие химические превращения, но широко используется в химико-технологических процессах как растворитель, теплоноситель и хладоагент, транспортное средство, а также для других разнообразных физических операций. Поэтому вполне правомочно считать воду четвертым обязательным элементом химического производства. Вопрос о составе элементов химического производства и, следовательно, химической технологии как науки их изучающей, вообще дискуссионен. Ряд авторов неоправданно расширяет их перечень, включая в элементы производства организационные мероприятия и даже такие вопросы, как перспективы развития производства, что вряд ли можно признать правомочным. [c.42]

Наметилось несколько путей разработки математических моделей для определения на их основе оптимальных условий ведения химико-технологических процессов [53]. Первый путь составления математической модели основан на законах физической химии и физики и опирается яа экспериментальное изучение прикладной макрокинетики процесса с помощью физических моделей— опытных установок разных типов (макрокинетическая теоретическая модель). [c.34]

Типы функций, используемых при описании химико-технологических процессов [c.13]

К основным типам моделей относятся физические и математические. В ходе физического моделирования создаются установки,, сохраняющие в той или иной степени физическую природу изучаемого явления физические модели обычно сходны с оригиналами и по геометрической форме, а отличаются от него лишь значениями параметров. Физическое моделирование является одним из основных методов моделирования химико-технологических процессов, особенно таких сложных процессов, как каталитическая реакция во взвешенном (кипящем) слое катализатора. Физическое моделирование незаменимо также при моделировании геометрии промышленных реакторов и протекающих в них гидродинамических процессов. При этом связь между параметрами системы обычно установлена лишь функционально и определяется эмпирически. [c.321]

Первая глава посвящена математической постановке задачи проектирования поверхностных теплообменников-конденсаторов как задачи оптимизации при наличии ограничений. В ней приводится классификация теплообменников-конденсаторов химико-технологических процессов, формируются векторы оптимизируемых параметров при проектировании различных типов аппаратов, обсуждается возможность использования для целей проектирования различных технико-экономических критериев. В заключение рассматривается алгоритм функционирования системы оптимального проектирования теплообменников-конден-саторов и возможные пути его реализации. [c.5]

На втором этапе — при макрокинетических, исследованиях химико-технологических процессов — на опытных, или пилотных, установках — изучают влияние на химическую кинетику таких факторов, которые проявляются при производственной реализации химического нроцесса, а именно, условия организации потоков реагентов и их перемешивания (учет типа предпо- [c.483]

При классификации химико-технологических процессов учитывают деление химических реакций на простые, сложные-парал-лельные и сложные-последовательные. При описании отдельных классов химико-технологических процессов реакции подразделяют по типу взаимодействия реагентов на окислительно-восстановительное (гомолитическое) и кислотно-основное (гетеролитиче-ское). Химические реакции и процессы массопередачи могут быть обратимыми или необратимыми, соответственно различают и технологические процессы в целом. [c.35]

Значения F, Ni, N2 и G выражаются через технологические и конструктивные параметры. С помощью приведенных выше уравнений F связывается с температурами и коэффициентом теплопередачи, который в свою очередь выражается через скорость жидкости. Последняя же является функцией расхода и конструктивных размеров (площади поперечного сечения, числа ходов). Мощность нагнетателей определяется гидравлическими сопротивлениями, которые с помощью известных формул выражаются через конструктивные размеры и расходы. Расход теплоносителя G связан с его температурами. Коэффициенты Пр, tii, щ, s, а также значения Тг и 3 находятся по прейскурантам, ценникам и на основании экономических расчетов. В результате получается система уравнений, в которой независимыми переменными являются конечная температура одной из жидкостей и конструктивные размеры, если рассматриваются теплообменники определенного типа. На основании анализа системы уравнений устанавливается сочетание параметров, обеспечивающих минимизацию функции П. Методы поиска оптимума рассматриваются в специальной литературе, посвященной оптимизации химико-технологических процессов. Если [c.351]

В общей химической технологии рассматриваются печи, предназначенные для осуществления химико-технологических процессов. С этой точки зрения наиболее удобно относить печи к тому или иному типу по принципу устройства и работы. Такая классификация приведена в табл. 5, причем она не охватывает всех существующих конструкций печей (например, циклонные печи, ядерные реакторы и т. д.). [c.150]

Дозатор фторопластовый сильфонный предназначен для перекачивания и дозирования по объему наиболее агрессивных и особо чистых жидких веществ. Проточная часть дозатора 26 изготавливается из фторопласта-4. Бесступенчатое регулирование подачи жидкости осуществляется изменением хода сильфона с помощью особого механизма. Высокая точность регулирования, полная герметичность и высокая химическая стойкость дозатора такого типа позволяют эффективно применять его для различных химико-технологических процессов. [c.207]

С расширением области применения высоких давлений для интенсификации химико-технологических процессов представля- ется целесообразным централизованное изготовление прокладок всех типов и назначений, сменных и запасных деталей, сборочных единиц на специализированных заводах химического машиностроения и обеспечение ими ремонтно-механических служб химических предприятий. [c.47]

Для описания математических моделей химико-технологических процессов используются системы дифференциальных уравнений в обыкновенных либо в частных производных с различного типа граничными и начальными условиями. Причем нелинейности, как правило, входят в свободные члены уравнений п описывают кинетические закономерности процессов, а коэффициенты перед производными зависят только от пространственных координат и времени либо вообще выбираются постоянными. В настоящее время [1, 2] достаточно полно разработаны и исследованы численные методы приближенного решения краевых задач такого вида. Однако численный анализ моделей химической технологии сталкивается со значительными трудностями, связанными с наличием у большинства процессов больших, сильно изменяющихся градиентов температурных и концентрационных нолей, вследствие чего применение традиционных конечноразностных методов решения задач с большими градиентами требует слишком мелкого шага дискретизации, что ведет к чрезмерно большому объему вычислительной работы и затрудняет численный анализ математических моделей каталитических процессов на ЭВМ. Большие градиенты искомых решений в задачах химической технологии возникают либо из-за малых параметров перед старшими производными (явление пограничного слоя), либо из-за наличия мощных источников тепла в случае сильноэкзотермических процессов. В вычислительной математике наметились два дополняющих друг друга подхода, позволяющих бороться с указанными трудностями. Первый из них состоит в построении [c.144]

Унификация. Оборудование для проведения химико-технологических процессов весьма разнообразно, однако в различных отраслях химической промышленности для одних и тех же целей могут применяться аналогичные по конструкции аппараты и машины. Это дает возможность их унифицировать, т. е. устранить излишнее разнообразие в типах и типоразмерах оборудования. [c.165]

Конструкции реакционных объемов различных реакторов зависят от тина химической реакции, теплового и гидродинамического режимов работы реактора, способа подвода и отвода реагентов. Количество типов перемешивающих устройств и теплообменников также велико. В связи с этим существует большое количество типов реакторов, в которых сочетаются различные конструкции реакционных объемов и вспомогательных устройств. Кроме того, один и тот же химико-технологический процесс, требующий определенных условий, моя быть реали.эован в реакторах различной конструкции. Этим объясняется тот факт, что принятая классификация химических реакторов основана не только па конструктивных особенностях аппаратов для проведения химической реакции, но и на способах ведения технологического процесса. [c.235]

ТИПЫ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СЛОСОБЫ ИХ ИНТЕНСИФИКАЦИИ [c.66]

На рис. 46 изображены наиболее характерные для химико-технологических процессов типы поверхностей. Поверхность типа а имеет вид симметричной горки и соответствует максимуму выходной величины типа б — стационарное возвышение — показывает, что оптимум можно получить, уменьшая величину х, и увеличивая х , типа в — хребет — не имеет какого-то одного оптимального условия, так как варьируя переменными х, и Х2 в определенных пределах, можно практически всегда получить одно и то же значение оптимума выходной величины наконец, типа г -- - седло — соответствует случаю так называемого мин.шакса, когда в одном направлении выходная величина увеличивается, в другом — уменьшается. [c.134]

Макрокинетические исследования начинают с выбора типа аппарата н его математической модели, опыты проводят на укрупненных опытных установках в условиях автоматизированного эксперимента. В настоящее вред1я все многообразие хил1ико-тех-нологических аппаратов и протекающих в них процессов можно спстематизировать по видам их математических моделей (модели вытеснения, диффузионные, ячеечные и комбинированные). Подготовленность математического описания этих видов моделей позволяет составить полную математическую модель реального химико-технологического процесса с учетом макрокинетических ограничений, связанных с конкретными промышленными условиями протекания процесса. В настоящее время для научного исследования всех типовых процессов химико-технологического производства подготавливаются библиотеки программ и алгоритмов их математических моделей. Все исследования химико-технологического процесса на макроуровне проводят также с использованием ЭВМ, что резко сокращает число требуемых опытов и позволяет рекомендовать промышленности только оптимальные варианты протекания химико-технологического процесса. [c.29]

Операционно-описательные модели дают общее упрощенное представление о процессе функционирования ХТС в форме последовательного словесного описания различных химико-технологических процессов, происходящих в элементах системы. Модели этого типа могут включать спецификацию основного оборудования, сведения о составе необходимого сырья, важнейших значениях параметров технологического режима, фактическом выпуске продукции. Примером операционно-описательных моделей могут служить технологические регламенты и различная проектноэксплуатационная документация. [c.19]

Деление множества функциональных зависимостей на группы позволяет развить наглядный метод описания ФХС, основанный на их топологическом представлении. При топологическом описании химико-технологического процесса каждому физико-химическому эффекту ставится в соответствие свой элемент в структуре ФХС. Элемент ФХС характеризуется двумя признаками диаграммным символом и определяющим функциональным соотношением между теми е-, /-, р- и д-переменными, которые относятся к данному эффекту. Так, четыре типа зависимостей (3)—(6) сразу позволяют определить соответственно четыре типа элементов ФХС диссипато-ры (К-элементы) диссипаторы с управлением по импульсу или заряду (М-элементы) накопители емкостного типа (С-элементы), накопители инерционного типа (1-элементы). [c.8]

Используя вертикальный аппарат объемного типа с мешалкой в качестве реактора, надо учитывать как конструктивные и эксплуатационные характеристики аппарата могут наилучшим образом обеспечить режим синтеза данного полимера. Сложность выбора аппарата объемного типа для применения его в качестве реактора в химико-технологическом процессе состоит в том, что при синтезе и даже в процессе нагревания или охлаждения меняются физико-химические и теплофизические свойства реакционной массы, причем для выбора реактора важно знать изменение этих свойств не только для самого полимера, но и для реакционной смеси, находяшейся в аппарате в данный момент синтеза. [c.6]

Для выбора аппарата объемного типа в качестве реактора надо, очевидно, сначала выявить необходимую емкость реактора, а затем из набора серийных аппаратов рассчитанного объема выбрать такой аппарат, конструктивные и эксплуатационные характеристики которого наилучшим образом обеспечат макрокинети-ческие условия проведения того или иного химико-технологического процесса и возможность использования данного аппарата по условиям его прочности. [c.8]

Исходя из кинетики протекающих реакций (33—3I и макрокинетических исследований, определяют требу мые гидродинамические и тепловые режимы синтезг а уже затем в соответствии с упомянутыми условиям выбирают тип стандартного аппарата и мешалш Ниже приведены методы расчета, которые позволяю осуществить выбор необходимого для данного процесс реактора объемного типа с мешалкой, исходя из вли5 ния перемешивания (33—36] при гомогенных и гетере генных химико-технологических процессах. Но прен де рассмотрим различные способы организации глдрс динамических процессов в реакторах объемного типа основные конструктивные характеристики аппарате мешалок, влияющие на гидродинамический режим реакторе. [c.14]

При разработке аппаратов новых типов нужен более скрупулезный расчет, однако и в этом случае приходится учитывать, что значения самих входных параметров колеблются в достаточно широких пределах и стремление к большей точности расчетов во многих случаях неоправдано. Как было показано выше, большинство процессов в кипящем слое так или иначе связано с тепло-переносом. При этом газом-теплоносителем обычно служит воздух или очень разбавленные дымовые газы. При температурах до 700—800 °С средние теплоемкости при постоянном давлении для воздуха и разбавленных дымовых газов различаются не более, чем на 5% сама же теплоемкость изменяется в интервале температур 0—1000 °С примерно на 10%. С учетом обычного коэффициента запаса при проектировании химико-технологических процессов все балансовые расчеты можно в этом случае вести с использованием значения теплоемкости воздуха, а во многих случаях пренебрегать также и изменением теплоемкости с температурой. При этом совершенно безразлично, использовать ли при расчете теплоемкости или энтальпии. [c.259]

Курс Математическое моделирование химико-технологических процессов базируется на современных представлениях математических моделей типа нейронных сетей и совмещенных процессов химической технологии, для которых имеются учебные пособия внутривузовского издатшя. Лабораторный практикум по данному курсу с широким использованием [c.33]

Системный подход в химической техно.югии - это методологическое направление, основная цель которого состоит в разработке общей стратегии, а так же неформализованных, или эвристических, и формализованных методов комплексного исследования и создания сложных химико-технологических процессов (ХТП) и ХТС разных типов и классов. Системный подход предполагает, что взаимосвязь и взаимодействие ХТП, входящих в некоторую ХТС, обеспечивают появление у этой ХТС принципиально новых свойств, которые не присущи ее отдельным невзаимосвязанным ХТП. [c.66]

Технологические схемы. В связи с отсутствием в ГОСТ 2.701—76 Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению указаний и требований к оформлению и выполнению схем химико-технологических процессов, при выполнении схем руководствуются РТМ 26-79—72, разработанным НИИХИМ-МАШем. [c.342]

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]