Общая химическая технология

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:

1. По механизму осуществления реакции:

   • простые протекают в одну стадию,
   • сложные - в несколько стадий.

2. По параметрам технологического режима:

   • периодические (поступление сырья и выпуск продукции происходит последовательно),
   • непрерывные (поступление сырья и выпуск продукции происходит непрерывно).

3. 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.

$\mathrm {I = \frac {П}{V} = \frac {G}{t \cdot V}}$

$\mathrm {I = \frac {П}{S} = \frac {G}{t \cdot S}}$