Физико-химические закономерности в химической технологии icon

Физико-химические закономерности в химической технологии


Скачать 111.53 Kb.
НазваниеФизико-химические закономерности в химической технологии
страница1/4
Размер111.53 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3   4

Физико-химические закономерности в химической технологии

Классификация химических реакций:

  1. По фазовому составу: гомофазные и гетерофазные;

  2. По механизму взаимодействия реагентов: гомогенные и гетерогенные;

  3. По протеканию во времени: необратимые и обратимые;

  4. По знаку теплового эффекта: экзотермические (- Δ Н) и эндотермические (+ Δ Н);

  5. По использованию катализатора: каталитические и некаталитические;

  6. По значению температуры: низкотемпературные и высокотемпературные;

  7. По виду реакции: простые (одностадийные) и сложные (многостадийные)

Именно от типа химической реакции зависит выбор конструкции аппарата, в котором будет осуществляться процесс.

^ Химико-технологический процесс

Химико-технологический процесс (ХТП) – это тсочетание связанных друг с другом и проводимых в определённой последовательности химических, физико-химичесикх, физических и механических операций с целью получения из сырья готовой продукции.

В общем случае ХТП состоит из трёх последовательных стадий:

I. Подготовка сырья к химической переработке;

А1  А

II. Химическое превращение подготовленного сырья в продукты реакции по двум возможным схемам:

А  В,

А  D или А  В

А  D

III. Выделение целевого продукта из реакционной смеси и его очистка:

В  B1 и D  D1

A1 – сырьё до подготовки; A – подготовленное сырьё; В+D – реакционная смесь; В1 – выделенный целевой продукт; D1 – побочный продукт.

Из трёх стадий ХТП первая и третья представляют физические процессы, вторая стадия – химический процесс. Эффективность его осуществления требует соблюдения некоторых условий. Поэтому для каждого конкретного ХТП разрабатывается технологический режим.

^ Технологическим режимом называется совокупность параметров, обеспечивающих устойчивое и максимально эффективное проведение ХТП.

Параметром технологического режима называют величину, характеризующую какое-либо устройство или режим работы аппарата, используемую в качестве основного показателя их действия (протекания).

К основным параметрам ХТП относятся: температура, давление, концентрация реагентов, активность катализатора, время контактирования реагентов, объёмная скорость потока реагентов, сила тока, напряжение и т.д.

Среди параметров процесса различают экстенсивные, зависящие от количества вещества (например, объём) и интенсивные, не зависящие от количества вещества (например, температура, давление, концентрация). Наиболее важными в ХТП являются интенсивные параметры.

^ Оптимальные условия ведения процесса – это сочетание основных параметров, позволяющее получить наибольший выход продукта с высокой скоростью или обеспечить наименьшую себестоимость при соблюдении условий рационального использования сырья и энергии и минимизации возможного ущерба окружающей среде.

^ Основные показатели ХТП

Основные показатели ХТП с разных сторон характеризуют полноту использования возможностей осуществления конкретной химической реакции.

^ Степень превращения (х) – это доля исходного реагента, использованного на химическую реакцию.

,

Gн – общее количество исходного вещества в начале процесса; Gк – количество исходного вещества, оставшееся в конце процесса.

Таким образом, степень превращения реагента показывает, насколько полно в ХТП используется исходное сырьё.

Чаще в химической реакции участвует не один, а два (или больше) реагента. Степень превращения может быть рассчитана по первому, второму или третьему реагенту.

Выходом продукта В называют отношение реально полученного количества целевого продукта к максимально возможному его количеству, которое могло бы быть получено при данных условиях осуществления химической реакции.

Для химической реакции максимальное количество продукта (теоретический выход) определяется по уравнению реакции по основному исходному веществу. В качестве основного исходного вещества принимается, ткак правило, наиболее ценный компонент реакционной смеси. Например, для промышленной реакции 2SO2 + O2 = 2SO3 основным реагентом считают диоксид серы, т.к. второй реагент – кислород – поступает в составе воздуха и является менее ценным

Различают выход продукта в расчёте на пропущенное сырьё (Впроп.) и выход продукта на прореагировавшее (разложенное) сырьё (Вразл.).

Разберём это на примере процесса дегидрирования н-бутана:

Основную реакцию этого процесса упрощённо можно выразить уравнением:

  1. СН3-СН2-СН2-СН3 → СН2=СН-СН2-СН3 + Н2 - Q1

Целевым продуктом является бутен-1.

Основная реакция сопровождается побочными реакциями, из которых можно выделить разрыв по С-С связи н-бутана с образованием продуктов крекинга – этилена и этана:

  1. СН3-СН2-СН2-СН3 → СН2=СН2 + СН3-СН3 – Q2

Реакция 1 является обратимой, поэтому помимо основного и побочного продукта в реакционной смеси будет также находиться не вступивший в реакцию н-бутан в равновесной концентрации.

Схематично этот процесс можно отобразить следующим образом:
  1   2   3   4

Похожие:

Физико-химические закономерности в химической технологии iconФизико-химические закономерности в химической технологии
Именно от типа химической реакции зависит выбор конструкции аппарата, в котором будет осуществляться процесс
Физико-химические закономерности в химической технологии iconУчебное пособие для студентов химического факультета. Уфа: риц башГУ, 2012. 89с. Введение
Химическая технология. Часть Физико-химические закономерности в химической технологии: Учебное пособие для студентов химического...
Физико-химические закономерности в химической технологии iconОсновы коллоидной химии. Ультрамикрогетерогенные системы
Коллоидная химия – наука, изучающая физико-химические свойства гетерогенных дисперсных систем и некоторых высокомолекулярных соединений,...
Физико-химические закономерности в химической технологии iconХимическое равновесие
Химические реакции заключаются во взаимодействии реагентов с образованием продуктов реакции. Не следует, однако, полагать, что направление...
Физико-химические закономерности в химической технологии iconПрограмма учебной дисциплины "Химическая технология"
Он имеет целью сформировать основы технологического мышления, раскрыть взаимосвязи между развитием химической науки и химической...
Физико-химические закономерности в химической технологии iconВопросы к экзамену по аналитической химии (3 курс) Все теоретические вопросы должны быть рассмотрены на конкретных примерах с уравнениями реакций и формулами
Предмет и задачи аналитической химии. Классификация методов: химические, физические и физико-химические. Качественный и количественный...
Физико-химические закономерности в химической технологии iconКурсовая работа по дисциплине «Системы управления химико-технологическими процессами» Проверил: Фадеев М. А
Разнообразие технических средств автоматизации, глубокое изучение процессов химической технологии, а также достаточно хорошо разработанная...
Физико-химические закономерности в химической технологии iconЛекция Строение, физико-химические и коррозионные свойства металлов и металлических материалов (2 ч)

Физико-химические закономерности в химической технологии iconПроверяемые элементы: Характерные химические свойства простых веществ- металлов: щелочных, щелочноземельных, алюминия; переходных металлов: меди,
Химические свойства — свойства веществ (химических элементов, простых веществ и химических соединений), имеющие отношение к химическим...
Физико-химические закономерности в химической технологии iconАлгоритм ответа
Физико-химические свойства морских вод (соленость, температура, льды) их широтная изменчивость
Физико-химические закономерности в химической технологии iconБилет №4. Химическая связь. Основные виды (ковалентная, ионная, донорно-акцепторная, водородная и металлическая) и характеристики (энергия, длина, направленность, полярность и Поляризуемость) химической связи.
Поляризуемость химической связи. Взаимосвязь вида, свойств химической связи и электроотрицательности элементов. Свойства химической...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы