Введение в химическую технологию n n n Происхождение

Введение в химическую технологию. n n n Происхождение слова "технология" (от греческих “technos” - искусство, ремесло и “logos” - учение, наука) Химическая технология-это переработка, в процессах которой превалируют химические и физикохимические явления, что приводит к коренному изменению состава, свойств и строения веществ. Химическая технология - естественная прикладная наука о способах и процессах производства продуктов (предметов потребления и средств производства), осуществляемых с участием химических превращений, технически, экономически и социально целесообразным путем.

Как наука химическая технология имеет: - предмет изучения – способы и процессы переработки исходных веществ в полезные продукты - химическое производство; - цель изучения - создание целесообразного способа производства необходимых человеку продуктов; - методы исследования - экспериментальный, моделирование и системный анализ. Наряду с первоначальным и основным определением химической технологии как науки, этот термин стал использоваться в других значениях - как способ получения или производства определенного продукта или отражает основной способ или метод переработки сырья (мембранная технология - разделение смесей с помощью мембран, плазменная технология - использование плазмы при переработке веществ или обработке изделий и др. ).

Классификация химических технологий. n n n По характеру используемых технологических процессов По происхождению и характеру сырья По характеру и потребительским свойствам продукта.

По отраслям, как они исторически сформировались в хозяйственной жизни, химическую технологию классифицируют так: А. Неорганическая химическая технология. 1) основной неорганический синтез - производство кислот, щелочей, солей и минеральных продуктов; 2) тонкий неорганический синтез - производство неорганических препаратов, реактивов, редких элементов, материалов электроники, лекарственных веществ и др; 3) ядерно-химическая технология - производство продуктов и материалов ядерно-химического комплекса; 4) металлургия - производство черных и цветных металлов. 5) силикатные производства - производства вяжущих материалов, керамических изделий, стекла.

Б. Органическая химическая технология. 1) переработка нефти и газа 2) нефтехимический синтез - производство органических продуктов и полупродуктов на основе переработки газообразных, жидких и твердых углеводородов, а также на основе оксидов углерода и водорода; 3) основной органический синтез 4) биотехнология - производство кормовых дрожжей, аминокислот, ферментов, антибиотиков и др. на основе биологических и биохимических процессов; 5) тонкий органический синтез - производство органических препаратов, реактивов, лекарственных веществ, средств защиты растений и др. ; 6) высокомолекулярная технология - получение ВМС (синтетический каучук, пластмассы, химические волокна, пленкообразующие вещества); 7) технологии переработки растительного и животного сырья.

Зарождение науки о химической технологии. Химическая промышленность в современном ее понимании ведет отсчет от разработки в 1789 г. французским химиком Н. Лебланом метода получения синтетической соды по реакции: n Na 2 SO 4 + 2 C + 4 Ca. CO 3 = 4 Na 2 CO 3 + 2 CO 2 + 4 Ca. S, n 2 Na. Cl + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 HCl. n Ca. S + CO 2 + H 2 O = Ca. CO 3 + H 2 S, n 2 H 2 S + 3 O 2 = 2 H 2 O + 2 SO 2 n (Na 2 SO 4 Ca. S H 2 S SO 2 H 2 SO 4 Na 2 SO 4)

Химическое производство. n n Объектом исследования химической технологии является химическое производство. Химическое производство - совокупность процессов, операций, осуществляемых в машинах и аппаратах и предназначенных для переработки сырья с использованием химических превращений в полезные и нужные продукты.

Общие требования к химическому производству. n n n - получение в производстве необходимого продукта; - экологическая безопасность; - безопасность и надежность эксплуатации; - максимальное использование сырья и энергии; - максимальная производительность труда.

1 2 3 Основной продукт Отходы осн. пр-ва Вспомогат. материалы 5 энергия 6 7 вода 4 управление отходы

1 -подготовка сырья 2 -переработка 3 -выделение основного продукта 4 -санитарная очистка и утилизация отходов 5 -энергетическая система 6 -водоподготовка и подготовка вспомогательных материалов 7 -система управления

Состав химического производства Постоянные компоненты закладываются в производство или участвуют в нем на весь или почти весь срок его существования: - сырье - аппаратура - продукты - устройства контроля и управления - отходы производства - строительные - энергия конструкции - обслуживающий персонал Переменные компоненты постоянно потребляются или образуются в производстве:

Функциональные части производства • • • собственно химическое производство; хранилища сырья, продуктов и других материалов; транспортировка сырья, продуктов, промежуточных веществ, отходов; дополнительные здания, сооружения; обслуживающий персонал производственного подразделения; система управления, обеспечения и безопасности.

Показатели химического производства n n Технические-определяют качество химико-технологического процесса(производительность(мощность)производства, расходные коэффициенты, выход продукта, интенсивность процесса, удельные и капитальные затраты, качество продукта) Экономические-определяют экономическую эффективность производства (себестоимость, производительность труда) Эксплутационные- определяют качество процесса во время эксплуатации(надежность, безопасность, чувствительность, управл яемость и регулируемость) Социальные определяют влияние отклонений от регламентированных условий и состояний, возникающих при работе производства, на показатели процесса, возможность управления им (безвредность обслуживания, степень автоматизации и механизации, экологическая безопасность)

Классификация химикотехнологических процессов • • • Механические и гидромеханические процессы -протекают без изменения химического и фазового состава обрабатываемого материала. Осуществляются через транспортеры, питатели, дробилки, диспергаторы, формователи, компрессоры, насосы, смесители, фильтры. Теплообменные процессы - нагрев, охлаждение, изменение фазового состояния. Химический состав веществ в них не меняется. Они протекают в теплообменниках, кипятильниках, конденсаторах, плавилках, сублиматорах. Массообменные процессы - межфазный обмен, в результате которого меняется компонентный состав контактирующих фаз без коренного изменения химического состава, т. е. химических превращений. К ним относятся растворение, кристаллизация, сушка, дистилляция, ректифиация, абсорбция, экстракция, десорбция, осуществляемые в соответствующих аппаратах - кристаллизаторах, сушилках, дистилляторах, ректификаторах, абсорберах, экстракторах, десорберах.

Классификация химикотехнологических процессов Химические процессы - коренное изменение химического состава в химических реакторах. В химическом производстве осуществляются также: энергетические процессы - взаимное преобразование различных видов энергии (тепловой, механической, электрической) в турбинах, генераторах, моторах. информационно-управляющие процессы - получение и передача информации о состоянии потоков и веществ, выработка и передача сигналов на управление процессами. Осуществляются через - датчики состояния потоков и оборудования (температуры, давления, состава, скорости вращения двигателей и т. д. ), сигнальные и информационные системы, системы автоматического регулирования, включая управляющие вычислительные машины, и др.