Химическая технология и ее особенности
Технология представляет собой научное описание методов и средств производства в какой-либо отрасли промышленности. В химической технологии наряду с переработкой, протекающей с изменениями форм и физических свойств исходных материалов, используются различные химические превращения этих материалов.
Объектом химической технологии является химическое производство. Самая важная задача - разработка технологических процессов, которые исключают вредные выбросы в окружающую среду.
Специфическими особенностями химической технологии являются:
- высокая энергоемкость,
- достаточно значительное водопотребление,
- невысокая трудоемкость,
- высокая капиталоемкость,
- большие объемы используемого сырья и некоторой готовой продукции,
- экологические проблемы, связанные с использованием химических веществ.
Рассмотрим классификацию химико-технологических процессов:
По механизму осуществления реакции:
- простые протекают в одну стадию,
- сложные - в несколько стадий.
По параметрам технологического режима:
- периодические (поступление сырья и выпуск продукции происходит последовательно),
- непрерывные (поступление сырья и выпуск продукции происходит непрерывно).
По фазовому составу реакционной смеси:
- гомогенные (реагирующие вещества находятся в одной фазе: газовой, жидкой и твердой),
- гетерогенные (реагирующие вещества находятся в разных фазах).
Технологические критерии эффективности химико-технологического процесса
Производительность (П) - количество выработанного продукта/переработанного сырья за единицу времени.
$\mathrm {П = \frac {G}{t}}$, где G - количество выработанного продукта, t - время
Расходный коэффициент (РК) - количество сырья, материалов и энергии на производство единицы продукта.
$\mathrm {РК = G/G_пр}$, $\mathrm {РК = A/A_пр}$, где А - количество энергии
Выход продукта - отношение реально полученного количества продукта к максимально возможному его количеству, которое могло бы быть получено.
$\mathrm {F_R = \frac {n_R}{n_{Rmax}}}$
Степень превращения - доля исходного вещества, которое было использовано в ходе химической реакции.
$\mathrm {X = \frac {n_0 - n}{n_0}}$
Селективность:
- полная - отношение количества исходного реагента к общему количеству израсходованного реагента,
- мгновенная - отношение скорости превращения исходных реагентов к суммарной скорости расходования исходных реагентов.
Интенсивность - производительность аппарата, которая отнесена к какой-либо величине, характеризующей размеры аппарата к его объему/площади поперечного сечения.
$\mathrm {I = \frac {П}{V} = \frac {G}{t \cdot V}}$
$\mathrm {I = \frac {П}{S} = \frac {G}{t \cdot S}}$
