Технологический процесс Гомогенный и гетерогенный процесс

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]

Сейчас в большей части технологических процессов используется гетерогенный катализ, в котором также участвует комплексообразование. Но гомогенный комплексообразовательный катализ имеет важные преимущества, и ho прогнозам ученых к 1990 году к нему перейдет больше половины технологических процессов. [c.198]

Деление технологических процессов на гомогенные и гетерогенные имеет условное значение, так как даже чистые и однородные производственные растворы и газы всегда имеют в своем составе взвешенные твердые или жидкие частицы, которые влияют на производственный процесс и нередко участвуют в химических реакциях, являясь адсорбентами реагирующих веществ или катализаторами. Концентрации взвесей и размеры взвешенных частиц, соответствующих переходу системы из гомогенной в гетерогенную, сильно отличаются в различных процессах. [c.78]

Большинство химико-технологических процессов протекает гетерогенно. Многие из процессов, на первый взгляд относящихся к гомогенным, при более глубоком рассмотрении оказываются протекающими гетерогенно или комбинированно. Объясняется это тем, что полная однородность реакционной массы по химическому составу встречается редко кроме того, на некоторые процессы влияют стенки аппаратуры, мельчайшие гетерогенные примеси посторонних веществ и др. [c.65]

Многие технологические процессы химической промышленности в той или иной степени связаны с перемещением различных гомогенных и гетерогенных (неоднородных) сред в трубопроводах и аппаратах (перемешивание, псевдоожижение, диспергирование, эмульгирование), а также с разделением неоднородных смесей (осаждение, фильтрование). Движущей силой таких процессов являются силы, возникающие в результате гравитации, центробежного движения, разности давлений, а также воздействия электрического или акустического полей. Скорость всех указанных физических процессов определяется законами гидромеханики. Поэтому такие процессы называют гидромеханическими. [c.6]

Термодинамический анализ газообразных систем должен учитывать некоторые их особенности, характерные для плазмохимических реакций. Одна из них заключается в том, что длительность гомогенных реакций, протекающих в газовой фазе, намного меньше, чем гетерогенных. В первом случае она обычно не превышает 10 с, во втором >1 с. Здесь открывается возможность более полного использования исходного сырья. Поясним это на характерном примере — расчете процесса переработки природного газа в азотной плазме. Ему соответствует равновесный состав системы Н — С — N при соотношениях элементов Н С = 4, N = иР = = 10 Па (рис. 1.2) [6]. В системе в результате гетерогенного процесса — Сг С — может образоваться конденсированный углерод (в тексте и на рисунках звездочкой обозначены конденсированные вещества и соединения). Сравнивая полученные кривые, заметим, что с технологической точки зрения более целесообразно проводить [c.16]

Учет этих каталитических эффектов позволил разобраться полностью в этих ценных гомогенно-гетерогенных процессах и создать новые технологические процессы получения окиси пропилена и других ценных полупродуктов нефтехимического синтеза. Причем благодаря детальному исследованию гомогенной среды удалось получить весьма определенные указания на характер скрытых гетерогенных каталитических процессов. [c.24]

Окисление метана с целью получения из него окиси углерода и водорода изучалось в гомогенных и гетерогенных системах в лабораторных условиях, на пилотных установках и на заводах. Несмотря на то, что в результате такого исследования были достаточно детально разработаны технологические схемы процесса, тем не менее до настоящего времени сравнительно мало известно о кинетике и механизме реакций метана с кислородом, водяным паром и двуокисью углерода. Предполагается, что как при гомогенных, так и при гетерогенных реакциях равных объемов м тана и кислорода при температуре от 700 до 1500° С вначале возникает пламя [22, 19], в котором вступают во взаимодействие часть метана и весь кислород. В результате этих процессов образуется двуокись углерода и водяной пар. Дальнейшее окисление мотана происходит, очевидно, за счет двуокиси углерода, в то время как пар образуется при начальном горении. Обсуждение природы реакций горения но входит в задачу данной главы. [c.311]

Основными технологическими признаками, определяющими выбор типа, режима работы и методов расчета оборудования, являются гомогенность и гетерогенность процесса, а также его периодичность или непрерывность. [c.20]

Технологический процесс производства триацетата целлюлозы гетерогенным методом (рис. 67) включает те же стадии, что и гомогенный метод производства, за исключением операции осаждения. [c.99]

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах,, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций. Для количественной характеристики сложного технологического процесса в ряде случаев допустимо расчленение era на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ позволяет, например, установить, в какой области— диффузионной или кинетической — идет процесс, и при расчете пренебречь той стадией, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических реакций не соизмеримы. [c.153]

В главе описаны наиболее распространенные методы определения основных физико-химических и технологических характеристик катализаторов нефтехимических процессов. Рассмотрены отечественные гетерогенные катализаторы, широко применяемые в промышленности, и гомогенные катализаторы специфических нефтехимических производств. [c.360]

Как и в случае гомогенных радиационных процессов, в гетерогенных системах могут получаться совершенно неожиданные результаты, специфические для инициируемых радиацией реакций. С другой стороны, суммарный эффект может определяться и простым ускорением обычного каталитического-процесса, направление которого не отличается от наблюдаемого в отсутствие облучения. Однако даже в таком случае это влияние может иметь весьма существенное значение, так как проведение каталитических реакций при более низких температурах во многих случаях дает значительно большие-преимущества, чем для гомогенных реакций. В этом случае может увеличиваться срок службы катализатора в результате эффективного проведения процесса в более мягких условиях. Поэтому область радиационных технологических процессов, в основе которых лежат каталитические реакции, может оказаться чрезвычайно перспективной. [c.121]

На конструкцию реакторов и скорость процессов сильно влияют способ и степень перемешивания реагентов. В свою очередь способ и интенсивность перемешивания реагирующих масс зависят от агрегатного состояния последних. Именно агрегатное состояние перерабатываемых веществ определяет способы их технологической переработки и принципы конструирования аппаратов. Поэтому при изучении общих закономерностей химической технологии принято делить процессы и соответствующие им реакторы прежде всего по агрегатному (фазовому) состоянию взаимодействующих веществ. По этому признаку все системы взаимодействующих веществ и соответствующие им технологические процессы делятся на однородные, или гомогенные, и неоднородные, или гетерогенные. [c.36]

Гомогенными называются такие процессы, в которых все реагирующие вещества находятся в одной какой-либо фазе газовой (Г), твердой (Т), жидкой (Ж). В гомогенных системах взаимодействующих веществ реакции происходят обычно быстрее, чем в гетерогенных, механизм всего технологического процесса проще и соответственно управление процессом легче, поэтому технологи на практике часто стремятся к гомогенным процессам, т. е. переводят твердые реагирующие вещества или по крайней мере одно из них в жидкое состояние плавлением или растворением с той же целью производят абсорбцию газов или конденсацию их. [c.36]

Основные объекты, изучаемые в химической технологии, — равновесие и скорость химико-технологических процессов. Закономерности, управляющие равновесием и скоростью процессов, сильно различаются в гомогенных и гетерогенных системах. [c.38]

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]

Уменьшение размеров коллоидных частиц до молекул приближает микрогетерогенные коллоидные растворы с максимально развитой поверхностью к истинным, т. е. их можно считать гомогенной системой, тогда как суспензии (например, глина, взмученная в воде, известковое молоко и др.) и эмульсии (например, мельчайшие капли масла в воде) относятся уже к гетерогенным системам. В гомогенных системах реакции, как правило, проходят гораздо быстрее, чем в гетерогенных. Даже при тщательном перемешивании двух несмешивающихся жидкостей число столкновений молекул взаимодействующих веществ несравнимо меньше, чем в гомогенных системах. Осуществление и управление гомогенными процессами значительно облегчается. Поэтому многие промышленные процессы включают в качестве этапа гомогенный химический процесс (реакцию) в газовой или жидкой фазе. За последние годы созданы новые технологические процессы с высокоэффективными гомогенными катализаторами, которые обеспечивают сильное ускорение химических реакций. [c.134]

В технологических процессах очистки воды разного происхождения понятие дисперсно< тъ характеризует степень раздробленности частиц примесей, или их размер. Примеси воды с размерами частиц < 10" см образуют с ней истинные растворы — системы гомогенные, однофазные. Природные и сточные воды в большинстве случаев являются гетерогенными системами, состоящими по меньшей мере из двух фаз. [c.18]

Номенклатура веществ (продуктов), получаемых химической и смежными отраслями промышленности, исчисляется ныне десятками тысяч наименований. Разумеется, ни одной науке в рамках химической технологии не под силу изучить даже небольшую часть процессов получения этих соединений. Поэтому каждая наука классифицирует упомянутые соединения и процессы по каким-то существенным признакам, например по типу веществ (органические, неорганические, полимерные иногда с более дробной рубрикацией) по фазовому состоянию (гетерогенные процессы или гомогенные в жидкой, газовой или твердой фазе) по условиям проведения процесса (высоко- и низкотемпературные, под высоким или низким давлением и т. д.). ПАХТ классифицируют процессы по элементарным технологическим приемам (например, фильтрование, экстракция, сушка, гранулирование) таких приемов — около двух десятков. При этом рассмотрение технологических приемов в рамках ПАХТ ведется в общем — безотносительно к участвующим в процессе веществам, численным значениям их конкретных свойств и параметров процесса. Эта конкретика проявляется уже в ходе применения методов ПАХТ к инженерному расчету того или иного технологического процесса и реальному его воплощению — при совместных действиях специалистов в области ПАХТ и технологии производства интересующего нас продукта. [c.31]

Решение задач оптимизации химико-технологического процесса предусматривает знание термодинамических и кинетических закономерностей, механизма химических реакций при использовании различных инициаторов (теплота, свет, радиация, электрический ток, вещества, генерирующие свободные радикалы, и др.) и катализаторов (гомогенных и гетерогенных). Таким образом, химическая термодинамика и кинетика, включающая рассмотрение механизма реакций и катализ, являются основополагающими при изучении химических процессов и одними из важнейших составных частей научной основы химической технологии. [c.14]

Гомогенные катализаторы отличает большая, чем у гетерогенных, селективность или специфичность действия. (Все каталитические центры одинаковы и химически, и энергетически.) Наивысшая селективность присуща биологическим катализаторам. Среди них немало ферментов с абсолютной специфичностью. Так, например, фермент уреаза ускоряет гидролиз мочевины O(NH2)2, и только мочевины. Основной технологический недостаток гомогенных катализаторов — необходимость их вьщеления из конечной смеси продуктов и реагентов с неизбежными потерями катализатора. Поэтому ограниченный промышленный масштаб имеют лишь процессы гомогенного катализа кислотами и основаниями, стоимость которых невелика. [c.176]

Все системы взаимодействующих веществ и соответствующие им технологические процессы делятся на однородные (в отношении фаз) или гомогенные и неоднородные или гетерогенные. Гомогенными системами называются такие системы, в которых все взаимодействующие вещества находятся в одной фазе газовой (Г), жидкой (Ж), твердой (Т). [c.57]

Основными объектами изучения в химической технологии являются равновесие и скорости химико-технологических процессов. Закономерности, управляющие равновесием и скоростью процессов, сильно различаются в гомогенных и различных видах гетерогенных систем, поэтому после общего рассмотрения закономерностей в настоящей главе они будут подробнее рассмотрены и уточнены применительно к виду системы в последующих главах. [c.58]

Межфазное гетерогенное равновесие определяется для разных процессов различными закономерностями. Одиако для большинства типовых гетерогенных химико-технологических процессов равновесие между фазами можно охарактеризовать при помощи двух основных принципов — закона распределения и правила фаз. Равновесие же химических реакций, протекающих в однородной среде, характерно для гомогенных процессов и рассмотрено выше (гл. IV, V). [c.125]

Гомогенные каталитические процессы имеют ряд преимуществ перед традиционными гетерогенными высокую общую активность и низкие температуры и, как следствие, высокую селективность и др. Однако они имеют и ряд существенных недостатков. Прежде всего, как правило, они не технологичны. Это объясняется тем, что осуществление таких процессов требует введения в технологический процесс сложной стадии отделения катализатора от реагентов и продуктов, что увеличивает трудоемкость, металлоемкость и затрудняет создание непрерывного процесса. Большие трудности возникают при регенерации, например, металлокомплексных катализаторов, тогда как регенерация традиционных гетерогенных катализаторов обычно сводится к выжиганию смолообразных продуктов в токе воздуха. Кроме того, гомогенные металлокомплексные катализаторы не могут быть применены для реакций, которые по требованиям термодинамики должны проводиться при высоких температурах. Верхняя температурная граница применения гомогенных катализаторов определяется прежде всего температурой кипения растворителей и температурой разрушения комплексов. [c.105]

В настоящее время известны следующие гетерогенные катализаторы алкилирования бензола пропиленом фосфорнокислотный, катализаторы на основе оксидов и солей металлов, оксиды, модифицированные ВР , аморфные алюмосиликаты, цеолиты и катиониты. Применение твердых катализаторов намного упрощает технологическую схему, позволяет автоматизировать процесс, исключает проблему коррозии аппаратуры, облегчает отделение продуктов реакции, не требующих дополнительной очистки, которая в гомогенном катализе приводит к образованию стойких эмульсий и больших объемов сточных вод. Эти катализаторы можно регенерировать и использовать многократно. В данном случае мы рассмотрим технологию алкилирования на цеолитах и катионитах. Первый пример промышленной реализации процесса позволяет приблизить производство к безотходному, а второй — применить совмещенный реакционно-ректификационный процесс. Перспективными представляются цеолитсодержащие катализаторы СаНУ , содержащие редкоземельные элементы, на которых переалкилирование протекает в условиях реакции алкилирования, так как указанные ранее побочные реакции снижают селективность цеолитсодержащих катализаторов, вызывают их дезактивацию и старение. В связи с этим катализаторы периодически необходимо регенерировать при 400-500 °С кислородсодержащим газом или воздухом. [c.290]

Определение степеней свободы и установление их физического смысла важны для осуществления многих технологических процессов. Число степеней свободы гетерогенной системы, как и константа равновесия для гомогенных систем, позволяет судить о характере равновесия в системе и (при некоторых условиях) о количестве прореагировавших веществ при переходе произвольной смеси в равновесное состояние. [c.60]

В последние годы, характеризующиеся многими интересными работами в области различных реакций гетерогенного катализа, к сожалению, сравнительно мало уделялось внимания гомогенному катализу вообще и, в частности, применительно к реакциям хлорирования углеводородов. Тем не менее гомогенный катализ, с нашей точки зрения, обладает богатейшими возможностями как для использования его с целью выяснения важных теоретических вопросов химической кинетики и реакционной способности, так и для создания новых химико-технологических процессов нереработки у1 леводородов в различные продукты органического синтеза. [c.283]

Основные понятия. Все участвующие в технологических процессах, вещества при их обработке образуют разнообразные как по химическому составу, так и по физическим свойствам системы. Эти системы по своему характеру могут быть как однородными так и н е-однородными. В первом случае система является гомогенной, а во втором — гетерогенной. [c.342]

В книге изложены и обобщены основные закономерности химической технологии применительно к гомогенным, гетерогенным, высокотемпературным, каталитическим и электрохимическим процессам химической технологии дано описание основных типов реакторов, приведены формулы и графики для расчета химико-технологических процессов и аппаратов описаны отдельные типовые и наиболее важные в народнохозяйственном отношении химические производства. [c.2]

По этому признаку все системы взаимодействующих веществ и соответствующие им технологические процессы делятся на однородные, или гомогенные, и неоднородные, или гетерогенные. [c.63]

В гомогенных системах взаимодействующих веществ реакции происходят обычно быстрее, чем в гетерогенных, механизм всего технологического процесса проще и соответственно управление процессом легче, поэтому технологи на практике часто стремятся к гомогенным процессам, т. е. переводят твердые реагирующие вещества, или по крайней мере одно из них, в жидкое состояние плавлением или растворением с той же целью производя абсорбцию газов или конденсацию их. [c.63]

Ниже будут рассмотрены наиболее важные и характерные положения о равновесии и скорости химико-технологических процессов, затем описаны особенности гомогенных и гетерогенных процессов. Такое рассмотрение достаточно для класса низкотемпературных некаталитических процессов. [c.64]

Основными объектами изучения в химической технологии являются равновесие и скорость химико-технологических процессов. Закономерности, управляющие равновесием и скоростью процессов, сильно различаются в гомогенных и гетерогенных системах, поэтому в настоящей главе будут рассмотрены лишь общие положения. [c.66]

В первых главах каждой части освещаются общие свойства взрывчатых веществ данного класса и теоретические основы процесса их получения. Далее дается описание важнейших представителей этого класса. В первой части книги, кроме указанного, изложены теоретические основы синтеза взрывчатых веществ в свете современных представлений о строении и реакционной способности органических веществ. Описана кинетика процесса нитрования в гомогенных и гетерогенных условиях как основа для расчета непрерывных процессов производства, а также технологическое оформление процесса нитрования и кислотное хозяйство заводов взрывчатых веществ. [c.4]

Исследования в области активирования гомогеннокаталитических реакций имеют большое значение для развития и углубления наших представлений о сущности гомогенного катализа. В то же время их непосредственная цель — нахождение новых способов управления реакциями этого типа путем повышения их скорости, перевода в более мягкие условия, изменения состава получаемых продуктов и т. д. Большое разнообразие проявлений активирования позволяет вести исследования в этой области как в чисто теоретическом аспекте, так и в сугубо прикладном плане, чтобы обеспечить скорейшее развитие и внедрение методов гомогенного катализа в химическую промышленность. За последние несколько лет уже резко обозначилась тенденция к разработке новых технологических процессов на основе гомогенно-каталитических реакций. Главную роль в этом сыграло то обстоятельство, что с помощью активаторов можно варьировать свойства гомогенных катализаторов в широких пределах. По сравнению с аналогичными методами, использующими гетерогенные катализаторы, новые промышленные процессы на основе гомогенно-каталитических реакций обычно отличаются большей производительностью и меньшей стоимостью продукции. [c.237]

Книга Расчеты химико-технологических процессов написана в соответствии с принятой программой курса Общая химическая технология и содержит задачи по составлению материальных и тепловых балансов, по равновесию и кинетике гомогенных и гетерогенных процессов, расчеты химических реакторов и др. Каждый раздел снабжен типичными примерами и задачами для самостоятельного решения. Указанные расчеты составлены на основании производственных и проектных данных ряда научно-исследовательских и проектных институтов, а также химических комбинатов и заводов. Отдельные примеры взяты из известных руководств М. Е. Позина и др. Расчеты по технологии неорганических веществ , С. Д. Бескова Техно-химические расчеты , О. Левенш-пиля Инженерное оформление химических процессов , С. Бей-ласа Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов и других, причем в каждом таком примере в тексте сделаны особые оговорки. [c.3]

Аппараты с перемештающими устройствами применяются при проведении большого количества технологических процессов. Например, реакторы для проведения химических реакций в гомогенных (в частности, реакции полимеризации) и в гетерогенных средах. К последним можно отнести огромное многообразие процессов — газо-жидкостные и химические реакции на твердых катализаторах, в экстракторах, абсорберах, кристаллизаторах и др. [c.306]

Двухфазные гетерогенные технологические процессы, как это показано выше, в ряде случаев представляют собой комплекс физико-химических явлений и химических реакций. В общем случае механизм гетерогенных процессов сложнее, чем гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами, т. е. перенос вещества через межфазную поверхность. Поэтому скорость гетерогенных (нека- [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология