محاضرات عن التكنولوجيا الكيميائية العامة. التكنولوجيا الكيميائية: دورة محاضرات
التكنولوجيا الكيميائية- مجال الكيمياء الذي يتم فيه تطوير طرق محسنة تقنيًا ومجدية اقتصاديًا لمعالجة المواد الخام الطبيعية والوسائط الاصطناعية في الأدوات المنزلية ووسائل الإنتاج.
تنقسم التكنولوجيا الكيميائية إلى تكنولوجيا لإنتاج المواد غير العضوية وتكنولوجيا لإنتاج المواد العضوية. تشمل تكنولوجيا إنتاج المواد غير العضوية: إنتاج الأحماض والقلويات والصودا والأملاح والأمونيا والأسمدة المعدنية والمعادن والسبائك وما إلى ذلك. تنتج تكنولوجيا إنتاج المواد العضوية المطاط الصناعي والبلاستيك والأصباغ والكحول ، الأحماض العضوية ، والألدهيدات ، والكيتونات ، إلخ.
تأخذ التكنولوجيا الكيميائية أيضًا في الاعتبار وسائل المعالجة الكيميائية للمياه الطبيعية ، والخامات ، والفحم ، والغاز ، والنفط ، والخشب ، إلخ.
تقدم التكنولوجيا الكيميائية العديد من المواد الفريدة لقطاعات أخرى من الاقتصاد الوطني - نيتريد البورون ، الماس الصناعي ، الألياف الكيماوية ، المطاط الصناعي ، السيراميك الكهربائي ، مواد أشباه الموصلات وغيرها ، تساهم في تطوير قطاعات أخرى من الاقتصاد الوطني من خلال إدخال جديد فعال طرق التأثير على أشياء العمل (الطلاء الكهربائي ، التركيب الكيميائي الحيوي ، إثراء الخامات ، معالجة الوقود ، إلخ).
نتيجة ل المعالجة الكيميائيةالوقود الأحفوري (الفحم والنفط والصخر الزيتي والجفت) يتلقى الاقتصاد الوطني منتجات مهمة مثل فحم الكوك وزيوت المحركات والوقود والغازات القابلة للاحتراق. يتم الحصول على أحماض النيتريك والكبريتيك والفوسفوريك عن طريق التكنولوجيا الكيميائية ، ويتم إنتاج الأسمدة المعدنية منها. تستخدم الأسمدة المعدنية في الزراعة.
تتمتع التقنيات الكيميائية بمزايا مقارنة بالطرق الميكانيكية لمعالجة المواد الخام والمواد:
- يعالجون جميع أنواع المواد الخام تقريبًا: المعادن (أملاح البوتاسيوم ، الجبس ، الكبريت ، إلخ) ، الوقود (النفط ، الغاز ، الفحم ، إلخ) ، المواد الخام من أصل نباتي والزراعة ، الماء والهواء ، منتجات الصناعات المختلفة ؛
- تضمين في النشاط الاقتصادي في عملية تحقيق التقدم العلمي والتكنولوجي أنواع جديدة من المواد الخام ؛
- استبدال المواد الخام القيّمة والنادرة بأخرى أرخص وأكثر انتشارًا ؛
- استخدام المواد الخام بشكل معقد واستخدام النفايات الصناعية ، والحصول على منتجات كيميائية مختلفة من نفس المادة الخام ، والعكس صحيح - نفس المنتج من مواد خام مختلفة.
تركز الاتجاهات المهمة في تطوير التكنولوجيا الكيميائية على استخدام حرارة التفاعلات ، وإنشاء تقنيات خالية من النفايات ، واستخدام عمليات البلازما الكيميائية ، وتكنولوجيا الليزر ، والتفاعلات الكيميائية الضوئية والإشعاعية الكيميائية ، وما إلى ذلك. مكان خاص. عند استخدام العمليات الكيميائية الحيوية ، يتم حل مشاكل تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي ، وتخليق البروتينات والدهون ، واستخدام ثاني أكسيد الكربون للتخليق العضوي ، وما إلى ذلك.
الاستخدام الرشيد للعمليات الكيميائيةيتيح لك حل المشكلة الأكثر أهمية في دعم حياة البشرية باستمرار من خلال الحصول على منتجات غذائية عالية القيمة ، وتحسين قاعدة العلف على أساس صناعي ، والحصول على أدوية ووسائل فعالة للغاية لمكافحة الآفات في الزراعة.
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_1.jpg" alt = "(! LANG:> محاضرات الهندسة الكيميائية العامة للموضوع - 34 ساعة (17 لوكس)"> Дисциплина ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ Лекции – 34 часа (17 лк) Лабораторные работы – 34 часа Практические занятия – 18 часов Форма аттестации – зачет + ЭКЗАМЕН доцент МИНАКОВСКИЙ АЛЕКСАНДР ФЁДОРОВИЧ (ауд. 117 корп. 3) Кафедра технологии неорганических веществ и общей химической технологии!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_2.jpg" alt = "(! LANG:> المؤلفات التعليمية: 1. Beskov ، V. S. التكنولوجيا الكيميائية العامة / V. S. بيسكوف."> Учебная литература: 1. Бесков, В. С. Общая химическая технология / В. С. Бесков. – М.: ИКЦ Академкнига, 2006. – 452 с. 2. Кутепов, А. М., Общая химическая технология / А. М. Кутепов, Т. И. Бондарева, М. Г. Беренгартен. – М.: ИКЦ Академкнига, 2005. – 528 с. 3. Основы химической технологии: учебник Под ред. И. П. Мухленова. – М.: Высшая школа, 1991. – 463 с. 4. Ещенко, Л. С. Общая химическая технология. Расчеты химико-технологических процессов: учеб. пособие для студентов специальностей химико-технологического профиля / Л. С. Ещенко, В. А. Салоников. – Минск.: БГТУ, 2007. – 195 с. 5. Ещенко, Л. С. Общая химическая технология. Учебно-методическое пособие для студентов специальностей 1-48 01 01 «Химическая технология производства и переработки неорганических материалов», 1-48 01 02 «Химическая технология производства и переработки органических материалов», 1-48 01 05 «Химическая технология переработки древесины», 1-48 02 01 «Биотехнология», 1-57 01 01 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», 1-57 01 03 «Биоэкология», 1-36 07 01 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов» очной и заочной форм обучения / Л. С. Ещенко, В. А. Салоников. – Минск.: БГТУ, 2006. – 74 с.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_3.jpg" alt = "(! LANG:> 6. Ignatenkov، V. I. أمثلة ومهام حول التكنولوجيا الكيميائية العامة: كتاب مدرسي ل"> 6. Игнатенков, В. И. Примеры и задачи по общей химической технологии: учебное пособие для вузов / В. И. Игнатенков, В. С. Бесков. – М.: ИКЦ Академкнига, 2006. – 200 с. 7. Расчеты по технологии неорганических веществ / Под общ. ред. М. Е. Позина. – Л.: Химия 1977. – 495 с. 8. Ещенко, Л.С. Общая химическая технология. Лабораторный практикум для студентов специальностей 1-48 01 01 «Химическая технология производства и переработки неорганических материалов», 1-48 01 02 «Химическая технология производства и переработки органических материалов», 1-48 01 05 «Химическая технология переработки древесины», 1-48 02 01 «Биотехнология», 1-57 01 01 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», 1-57 01 03 «Биоэкология», 1-36 07 01 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов» очной и заочной форм обучения / Л. С. Ещенко, М.Т. Соколов, О.Б. Дормешкин, В. Д. Кордиков. – Минск.: БГТУ, 2004. – 83 с.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_4.jpg" alt = "(! LANG:> المحاضرة 1:">!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_5.jpg" alt = "(! LANG:> قوانين الإنتاج الكيميائي"> Целью учебной дисциплины «Общая химическая технология» является: Приобретение знаний основных закономерностей химического производства на основе использования положений общенаучных (химия, физика, физическая и коллоидная химия, математика) и общеинженерных дисциплин (процессы и аппараты химических производств) Овладение умениями применения указанных закономерностей к анализу отдельных стадий химико-технологического процесса и создания оптимальных химико-технологических систем Выполнения химико-технологических расчетов и навыками практического использования полученных знаний в своей профессиональной деятельности.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_6.jpg" alt = ">">
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_7.jpg" alt = "(! LANG:> بعد دراسة الانضباط ، يجب أن يعرف الطالب: القوانين الرئيسية من إنتاج المواد الكيميائية."> По итогам изучения дисциплины студент должен знать: основные закономерности химического производства; основные закономерности протекания химических реакций и процессов; особенности химического взаимодействия в гомогенных и гетерогенных процессах; методы выполнения химико-технологических расчетов; основные термодинамические и кинетические закономерности химических превращений в условиях промышленного производства и способы интенсификации процессов; современные методы анализа, разработки и оптимизации химико-технологических процессов; принципы построения и анализа химико-технологических систем; виды химических реакторов, их модели, характеристики и принципы сравнения эффективности их работы.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_8.jpg" alt = "(! LANG:> تكون قادرًا على: استخدام القوانين الأساسية للكيمياء والعمليات و جهاز الإنتاج الكيميائي ل"> уметь: использовать основные законы химии, процессов и аппаратов химических производств для термодинамического и кинетического анализа химических процессов; проводить выбор оптимального технологического режима и аппаратуры; составлять технологические схемы и подбирать для них технологическое оборудование; рассчитывать материальные и тепловые балансы, а также основные химико-технологические показатели процессов; анализировать, синтезировать и оптимизировать химико-технологические системы, процессы и подбирать для них типовое оборудование; определять лимитирующие стадии химических превращений; вычислять термодинамические и кинетические характеристики химических превращений; выбирать типы реакторов для химических процессов, производить расчеты химических реакторов и моделировать процессы, протекающие в них.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_9.jpg" alt = "(! LANG:> هيكل الانضباط">!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_10.jpg" alt = "(! LANG:> أصل كلمة" التكنولوجيا "(من اليونانية" تكنوس "- الفن والحرف و" الشعارات "- التدريس والعلوم) يلتقي تمامًا"> Происхождение слова «технология»(от греческих«technos»- искусство, ремесло и «logos» - учение, наука) вполне отвечает его содержанию: учение об умении, искусстве перерабатывать исходные вещества в полезные продукты. Инженерная химия (согласно Уставу Американского общества инженеров-химиков) – наука, применяющая, принципы естественных наук совместно с принципами экономики и социальных отношений к области, охватывающей непосредственно процессы и аппараты, в которых вещество обрабатывается с целью изменения состояния, содержания энергии и/или свойств. 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.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_11.jpg" alt = "(! LANG:> الهندسة الكيميائية كعلم لها:"> Химическая технология как наука имеет: Предмет изучения – химическое производство Химическое производство – совокупность процессов и операций, осуществляемых в машинах и аппаратах и предназначенных для переработки сырья путем химических превращений в необратимые продукты Цель изучения Способ производства – создание целесообразных способов производства необходимых человеку продуктов – совокупность всех операций, которые проходит сырьё до получения из него продукта. Он слагается из последовательных операций, протекающих в соответствующих машинах и аппаратах. Операция происходит в одном или нескольких аппаратах; она представляет собой сочетание различных технологических процессов.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_12.jpg" alt = "(! LANG:> يجب تنظيم الإنتاج الكيميائي بطريقة تجعل المتطلبات التالية استوفيت: تلقي"> Химическое производство должно быть организовано таким образом, чтобы соблюдались следующие требования: получение продукта, отвечающего требованиям СТБ, ТУ; максимальное использование сырья и энергии; максимальная экономическая эффективность; экологическая безопасность; безопасность и надежность эксплуатации оборудования. Основные направления в развитии химической технологии: создание высокоэффективных производств, энерго- и материалосберегающие технологии, защита окружающей среды от промышленных загрязнений, новые эффективные процессы получения химической продукции.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_13.jpg" alt = "(! LANG:> الهندسة الكيميائية">!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_14.jpg" alt = "(! LANG:> 2. تاريخ الصناعة الكيميائية منذ أكثر من 2000 عام - الكبريت والصودا الطبيعية و"> 2. История развития химической промышленности Более 2000 лет назад - сера, природная сода и минеральные краски были известны в Риме и Византии XV в. - в Европе стали появляться мелкие специализированные цеха по производству кислот, солей, щелочей, фармацевтических препаратов!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_15.jpg" alt = "(! LANG:> إحدى سمات الصناعة الكيميائية الحديثة هي توجه الرئيسي الصناعات كثيفة العلم (الأدوية ، مواد البوليمر ، الكواشف و"> Особенность современной химической промышленности - ориентация главных наукоемких производств (фармацевтического, полимерных материалов, реагентов и особо чистых веществ), а также продукции парфюмерно-косметической, бытовой химии и т.д. на обеспечение повседневных нужд человека и его здоровья. Особенность химической промышленности - очень широкая, разнообразная по составу сырьевая база. Она включает горнохимическую промышленность (добычу серы, фосфоритов, калийных солей, поваренной соли и т.д.) Важнейший результат НТП во второй половине XX в. - повсеместный и широкий переход химической промышленности на использование продуктов переработки нефти, попутного и природного газа.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_16.jpg" alt = "(! LANG:> الميزات المحددة للصناعة الكيميائية التي تؤثر على موضعها هي كما يلي : 1) كثافة طاقة عالية جدًا"> Специфические особенности химической промышленности, влияющие на ее размещение, следующие: 1) очень высокая энергоемкость (в первую очередь теплоемкость) в отраслях, связанных со структурной перестройкой вещества (получение полимерных материалов, продукция органического синтеза, электрохимические процессы и др.); 2) высокая водоемкость производств (охлаждение агрегатов, технологические процессы); 3) невысокая трудоемкость большинства производств отрасли; 4) очень высокая капиталоемкость; 5) большие объемы используемого сырья и многих видов готовой продукции; 6) экологические проблемы, обусловленные производством и потреблением ряда химических продуктов.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_17.jpg" alt = "(! LANG:> أكبر شركات الكيماويات في العالم">!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_18.jpg" alt = "(! LANG:> 83 شركة ومؤسسة تنتمي إلى مصلحة الدولة" Belneftekhim ""> Основу химического комплекса Беларуси составляют 83 предприятия и организации, входящие в государственный концерн «Белнефтехим». В общем объеме промышленной продукции Беларуси их доля занимает примерно 15%, в общереспубликанском экспорте - около 17%. Ведущее место по объему производимой продукции и численности работников занимают горнохимическая (производство калийных удобрений), основная химия (производство химических волокон и нитей) и нефтехимическая отрасли. Основными видами деятельности данных предприятий являются производство минеральных удобрений, шин, химических волокон и нитей, выпуск продукции из стекловолокна, производство пластмассовых изделий, лаков и красок. Данная продукция экспортируется более чем в 80 стран мира. Годовой объем внешнеторгового оборота химического комплекса республики составляет более 3 млрд. долларов США, в том числе экспорт - 1,5 млрд. долларов США. Химическая промышленность Республики Беларусь!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_19.jpg" alt = "(! LANG:> عملية كيميائية"> Химико-технологический процесс В совокупном химико-технологическом процессе выделяются следующие виды отдельных процессов и операций, классифицированных по их основному назначению, и соответствующие аппараты и машины, в которых они осуществляются: Механические и гидромеханические процессы – перемещение материалов, изменение их формы и размеров, сжатие и расширение, смешение и разделение потоков. Все они протекают без изменения химического и фазового состава обрабатываемого материала. Теплообменные процессы – нагрев, охлаждение, изменение фазового состояния. Химический и фазовый состав в них не меняется. Массообменные процессы – межфазный обмен, в результате которого меняется компонентный состав контактирующих фаз без коренного изменения химического состава, т.е. химических превращений. Химические процессы – процессы, связанные с изменением химического состава веществ; данные процессы проводятся в химических реакторах. Химико-технологический процесс (ХТП) – последовательность химических и физико-химических процессов целенаправленной переработки исходных веществ в продукт.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_20.jpg" alt = "(! LANG:> نظام العمليات الكيميائية هو نموذج لمصنع كيميائي أو مادة كيميائية عملية النبات التي تعرضها"> химико-технологическая система представляет собой модель химического производства или химико-технологического процесса, отображающую его структуру и позволяющую прогнозировать те или иные свойства и показатели Продукт дополнительный Структура и функциональные элементы химического производства: 1 – подготовка сырья; 2 – химическая переработка сырья; 3 – выделение целевого продукта; 4 – обезвреживание и переработка побочных продуктов; 5 – энергетическая подсистема; 6 – подготовка вспомогательных материалов и водоподготовка; 7 – подсистема управления Химико-технологическая система (ХТС) – совокупность аппаратов, машин, реакторов, других устройств (элементов), а также материальных, тепловых, энергетических и других потоков (связей) между ними, функционирующая как единое целое и предназначенная для переработки исходных веществ (сырья) в продукты.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_21.jpg" alt = "(! LANG:> تكوين مصنع كيميائي يضمن تشغيله كإنتاج الوحدة: العملية الكيميائية- التكنولوجية ؛ تخزين المواد الخام والمنتجات"> Состав химического производства, обеспечивающий его функционирование как производственной единицы: химико-технологический процесс; хранилища сырья, продуктов и других материалов; система организации транспортировки сырья, продуктов, вспомогательных материалов, промежуточных веществ, отходов; дополнительные здания, сооружения; обслуживающий персонал производственных подразделений; система управления, обеспечения и безопасности.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_22.jpg" alt = "(! LANG:> منتجات CTP النهائية التي تستهدف المنتجات الثانوية نفايات المنتجات هي منتجات هدف أو متعدد الأغراض"> Конечные продукты ХТП целевые продукты побочные продукты отходы это продукты целевого или многоцелевого назначения, получаемые при переработке сырья при заданных оптимальных условиях и соответствующие требованиям технических условий. образуются параллельно с целевым продуктом в результате переработки сырья это побочные продукты, которые в настоящее время по техническим или экономическим причинам не находят применения и выводятся из ХТП в окружающую среду.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_23.jpg" alt = "(! LANG:> أداء الإنتاج الكيميائي والعمليات الكيميائية الناشئ في العملية الكيميائية التكنولوجية"> Показатели химического производства и химико-технологического процесса Эксплуатационные показатели характеризуют изменения, возникающие в химико-технологическом процессе при появлении отклонений от регламентированных условий и состояний. Основными эксплуатационными показателями являются надежность, безопасность функционирования, чувствительность, управляемость и регулируемость. Технологические показатели: расходные коэффициенты; степень превращения исходных реагентов; селективность; выход продукта; производительность (мощность); интенсивность процесса; удельные капитальные затраты; качество продукта. Экономические показатели определяют экономическую эффективность производства. К ним относятся себестоимость продукции, производительность труда Социальные показатели определяют комфортность работы на данном производстве и его влияние на окружающую среду.!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_24.jpg" alt = "(! LANG:> المؤشرات التكنولوجية الإنتاجية (السعة) - كمية المنتج المستلم أو كمية المواد الخام المصنعة (G)"> Технологические показатели Производительность (мощность) – количество получаемого продукта или количество перерабатываемого сырья (G) в единицу времени (t). П = G/t αR = или αR = Выход продукта – это отношение реально полученной массы (химического количества) продукта к максимально возможной его массе (химическому количеству), которая могла бы быть получена при данных условиях осуществления химической реакции:!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_25.jpg" alt = "(! LANG:> معاملات الاستهلاك هي قيم تميز استهلاك المواد الخام ، الماء والوقود والكهرباء ،"> Расходные коэффициенты – величины, характеризующие расход сырья, воды, топлива, электроэнергии, пара, вспомогательных материалов на производство единицы продукции. где Рк –расходный коэффициент, т/т, кг/т, м3/т; m1 – масса сырья, кг, т; m2 – масса целевого продукта, кг, т. Рк = Технологические показатели!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_26.jpg" alt = "(! LANG:> المؤشرات التكنولوجية الانتقائية هي نسبة الكتلة (الكمية الكيميائية) من المنتج المستهدف ، الذي تم الحصول عليه عمليا ، إلى"> Технологические показатели Селективность – это отношение массы (химического количества) целевого продукта, полученного практически, к общей массе (химическому количеству) образовавшихся продуктов: Степень превращения показывает, насколько полно в химико-технологическом процессе используется сырье. Степень превращения – это отношение массы (химического количества) исходного реагента, превратившегося в результате химической реакции в продукты, к его первоначальной массе (химическому количеству). хi = где хi – степень превращения реагента I; mi, 0 – масса реагента I в исходной реакционной смеси, кг; mi – масса реагента I в реакционной смеси, выходящей из аппарата или находящейся в реакторе, кг. =!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_27.jpg" alt = "(! LANG:> مؤشرات تكنولوجية تميز أبعاد المفاعل ، الجهاز ، "> Технологические показатели Интенсивностью называется производительность, отнесенная к какой-либо величине, характеризующей размеры реактора, аппарата, его объему, площади поперечного сечения и т. д.: I = где I – интенсивность, кг/(м3 ч), т/(м2 сут); V – объем аппарата, м3; F – поверхность аппарата, м2 При анализе работы каталитических реакторов принято относить производительность аппарата в целом к единице объема или массы катализатора, загруженного в реактор. Такую величину, численно равную количеству продукта, полученного с единицы объема или массы катализатора, называют производительностью катализатора, или его напряженностью!}
Src = "https://present5.com/presentacii-2/20171211٪5C32204-2010_okht_lk_1_min.ppt٪5C32204-2010_okht_lk_1_min_28.jpg" alt = ">">
الوكالة الفيدرالية للتعليم المؤسسة التعليمية الفيدرالية الحكومية للتعليم المهني العالي جامعة ولاية نوفغورود سميت باسم ياروسلاف المعهد الحكيم للزراعة والموارد الطبيعية ، كلية العلوم الطبيعية والموارد الطبيعية ، قسم الكيمياء وعلم البيئة ، التكنولوجيا الكيميائية دورة محاضرات فيليكي نوفغورود 2007 1 المحتويات. 1 الجنس البشري والبيئة 1.1 البيئة 1.2 الإنسان كعنصر من مكونات البيئة 1.3 أنشطة الإنتاج البشري وموارد الكواكب 1.4 استجابة البيئة للأنشطة البشرية 1.5 المحيط الحيوي وتطوره 2 الإنتاج الكيميائي في نظام الأنشطة البشرية 2.1 إنتاج المواد وتنظيمها 2.2 المواد الكيميائية الصناعة 3 العلوم الكيميائية والإنتاج 3.1 التكنولوجيا الكيميائية - الأساس العلمي للإنتاج الكيميائي 3.2 ميزات التكنولوجيا الكيميائية كعلم 3.3 علاقة التكنولوجيا الكيميائية بالعلوم الأخرى 4 المكونات الرئيسية للإنتاج الكيميائي 4.1 المواد الخام الكيميائية 4.2 الموارد والاستخدام الرشيد للمواد الخام 4.3 إعداد المواد الخام الكيميائية للمعالجة 4.4 استبدال المواد الخام الغذائية غير الغذائية والمعادن النباتية 5 المياه في الصناعة الكيميائية 5.1 استخدام المياه وخصائص المياه 5.2 معالجة المياه الصناعية 6 الطاقة في الصناعة الكيميائية 6.1 استخدام الطاقة في الصناعة الكيميائية الصناعة 6.2 مصادر الطاقة 6.3 تصنيف موارد الطاقة 7 اقتصاديات الإنتاج الكيميائي 7.1 المؤشرات الفنية والاقتصادية للإنتاج الكيميائي 7.2 هيكل اقتصاد الصناعة الكيميائية 7.3 موازين المواد والطاقة للإنتاج الكيميائي 8 القوانين الأساسية للتكنولوجيا الكيميائية 8.1. مفهوم العملية الكيميائية التكنولوجية 8.2. العمليات في مفاعل كيميائي. 8.2.1 العملية الكيميائية 8. 2.2 معدل التفاعل الكيميائي 8.2.3 المعدل الإجمالي للعملية الكيميائية 8.2.4. الحسابات الديناميكية الحرارية للعمليات الكيميائية التكنولوجية 8.2.5. التوازن في النظام 8.2.6 حساب التوازن من البيانات الديناميكية الحرارية 8.2.7 التحليل الديناميكي الحراري 9 تنظيم الإنتاج الكيميائي 9.1 الإنتاج الكيميائي كنظام 9.2 محاكاة النظام الكيميائي التكنولوجي 9.3 تنظيم CTP 9.3.1 اختيار مخطط العملية 9.3 .2 اختيار معاملات العملية 9.4 التحكم في الإنتاج الكيميائي 10 عمليات وأجهزة الإنتاج الكيميائي 10.1 الخصائص العامة وتصنيف العمليات 10.2 العمليات الأساسية للتكنولوجيا الكيميائية والمعدات الخاصة بها 10. 2.1 العمليات الهيدروميكانيكية 2 10.2.2. العمليات الحرارية 10.2.3 عمليات النقل الجماعي 10.3 المفاعلات الكيميائية 10.3.1 مبادئ تصميم المفاعلات الكيميائية 10.3.2 تصنيف المفاعلات الكيميائية 10.3.3 تصميمات المفاعلات الكيميائية 10.3.4 ترتيب أجهزة التلامس 11 العمليات المتجانسة 11.1 خصائص العمليات المتجانسة 11.1.1 العمليات المتجانسة في الطور الغازي 11.1.2 العمليات المتجانسة في المرحلة السائلة 11. 2 القوانين الأساسية للعمليات المتجانسة 12.1 خصائص العمليات غير المتجانسة 12 العمليات غير المتجانسة 12.1 خصائص العمليات غير المتجانسة 12.2 العمليات في النظام الغازي السائل (G-L) 12.3 العمليات في النظام السائل - الصلب (L-S) 12.4 العمليات في النظام الغازي - الصلب (G - S) 12.5 العمليات في الأنظمة الثنائية الصلبة والسائلة ثنائية الطور ومتعددة الأطوار 12.6 العمليات والأجهزة ذات درجة الحرارة العالية 12.7 العمليات والأجهزة التحفيزية 12.7. 1. جوهر وأنواع الحفز 12.7.2 خواص المواد الحفازة الصلبة وتصنيعها 12.7.3 أدوات العمليات التحفيزية 13 أهم الإنتاج الكيميائي 13.1 إنتاج حامض الكبريتيك 13.2 تقنية النيتروجين المرتبط 13.2.1 قاعدة المواد الخام لصناعة النيتروجين 13.2. 2 إنتاج غازات العملية 13.2.3 تخليق الأمونيا 13.2.4 إنتاج حامض النيتريك 13.3 تكنولوجيا الأسمدة المعدنية 13.3.1 تصنيف الأسمدة المعدنية 13.3.2 العمليات النموذجية لتقنية الملح 13.3.3 تحلل المواد الخام الفوسفاتية وإنتاج الفوسفات الأسمدة 13.3.3.1 إنتاج سوبر فوسفات حامض الفوسفوريك 13.3.3.4 تحلل الفوسفات بحمض النيتريك 13.3.4 إنتاج الأسمدة النيتروجينية 13.3.4.1 إنتاج نترات الأمونيوم 13.3.4.2 إنتاج الكرباميد 13.3.4.3 إنتاج كبريتات الأمونيوم 13.3.4.4 إنتاج الكالسيوم نترات. ١٣ ٫ ٣ ٫ ٤ ٫ ٥ إنتاج الأسمدة النيتروجينية السائلة ١٣ ٫ ٣ ٫ ٥ إنتاج أسمدة البوتاس ١٣ ٫ ٣ ٫ ٥ ٫ ١ الخصائص العامة ١٣ ٫ ٣ ٫ ٥ ٫ ٢ المواد الخام ١٣ ٫ ٣ ٫ ٥ ٫ ٣ إنتاج كلوريد البوتاسيوم ١٣ ٫ ٣ ٫ ٥ ٫ ٤ إنتاج كبريتات البوتاسيوم ١٣ ٫ ٤ إنتاج مواد السيليكات ١٣ ٫ ٤ ٫ ١ معلومات عامة عن مواد السيليكات 3 13.4.2 العمليات القياسية لتكنولوجيا مواد السيليكات 13.5 إنتاج مواد رابطة. 13.5.1 الخصائص العامة والتصنيف 13.5.2 إنتاج الأسمنت البورتلاندي 13.5.3 إنتاج الجير الجوي 13.6 إنتاج الزجاج 13.6.1 تركيب الزجاج وتصنيفه 13.6.2 عملية إنتاج الزجاج 13.7 إنتاج مواد السيراميك 13. 7.1 الخصائص العامة وتصنيف المواد 13.7.2 إنتاج طوب البناء 13.7.3 إنتاج الحراريات 13.8. الإنتاج الكهروكيميائي 13.8.1 التحليل الكهربائي للمحاليل المائية لكلوريد الصوديوم 13.8.1.1. التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم في الحمامات ذات الكاثود الفولاذي وأنود الجرافيت 13.8.1.2 التحليل الكهربائي لمحاليل كلوريد الصوديوم في الحمامات مع كاثود الزئبق وأنود الجرافيت 13.8.2 إنتاج حمض الهيدروكلوريك 13.8.3 التحليل الكهربائي للذوبان. إنتاج الألمنيوم 13.8.3.1 إنتاج الألومينا 13.8.3.2 إنتاج الألمنيوم 13.9 علم المعادن 13.9.1 الخامات ومعالجتها 13.9.2 إنتاج الحديد 13.9.3 إنتاج الصلب 13.9.4. إنتاج النحاس 13.10 معالجة الوقود الكيميائي 13.10.1 فحم الكوك الصلب 13.10.2 معالجة الوقود السائل 13.10.3. إنتاج ومعالجة الوقود الغازي 13.11 التخليق العضوي الأساسي 13.11.1 المواد الخام وعمليات حماية البيئة 13.11.2 تصنيع كحول الميثيل 13.11.3 إنتاج الإيثانول 13.11.4. إنتاج الأسيتيلين 13.11.5 إنتاج الفورمالديهايد 13.11.6 إنتاج راتنجات اليوريا فورمالدهيد 13.11.7 إنتاج الأسيتالديهيد 13.11.8 إنتاج حمض الأسيتيك والأنهيدريد 13.12 إنتاج المونومرات 13.12.1 مونومرات البلمرة 13.12.2. إنتاج مشتت أسيتات البولي ينيل ١٣.١٣ مركبات جزيئية كبيرة ١٣.١٣.١ إنتاج السليلوز ١٣.١٣.٢ إنتاج الألياف الكيماوية ١٣.٣.٣ إنتاج البلاستيك ١٣.١٣.٤ الحصول على المطاط والمطاط الاحتياجات الروحية للإنسان هي الطبيعة. كما يمثل موطنه - البيئة. تتميز البيئة الطبيعية في البيئة ، والتي تشمل أجسام المواد الطبيعية والعمليات التي تحدث فيها ؛ الأشياء المادية التي أنشأها الإنسان والعمليات والظواهر الناجمة عن النشاط البشري. وبالتالي ، تتكون البيئة من مكونات مادية واجتماعية اقتصادية. المكونات المادية - طبيعية ومن صنع الإنسان (خلقها الإنسان نتيجة لنشاطه). المكونات الطبيعية - الموقع الجغرافي للمنطقة ، وموارد الطاقة ، والمناخ ، وموارد المياه ، والهواء ، والتربة ، وما إلى ذلك ، فهي تؤثر على اختيار مكان وطريقة الإنتاج ، وجدوى موقع الإنتاج ، وأنواع الإنتاج ، وما إلى ذلك. المكونات - أجسام المواد الاصطناعية والمواد والمنتجات الاصطناعية والمباني السكنية والصناعية والملابس والاتصالات والمركبات ، إلخ. هـ 1.2 الإنسان - كمكون من مكونات البيئة في نظام الإنسان - البيئة ، ليس الإنسان مجرد كائن ، بل هو أيضًا موضوعه ، نظرًا لأنه يتمتع بالقدرة على تغيير البيئة وتكييفها مع احتياجاته. الطبيعة الفيزيائية 3 البيئة الفيزيائية التكنولوجية الشخص 1 الإنسان 2 البيئة الاجتماعية والاقتصادية الإنسان في بنية البيئة والنتيجة المترتبة على ذلك هي وجود في مثل هذا النظام من العلاقات المختلفة أحادية الاتجاه وذات الاتجاهين. العلاقات من النوع الأول هي سمة من سمات تاريخ البشرية بأكمله. ترجع الوصلات من النوع الثاني إلى ظهور بيئة مادية تكنوجينية. لقد اكتسبوا أهمية خاصة في عصرنا ، بسبب التطور المتسارع للإنتاج. ترجع روابط النوع الثالث إلى التأثير المتزايد باستمرار للنشاط البشري على الطبيعة (إنشاء مستودعات صناعية كبيرة ، وتدمير الغابات ، وما إلى ذلك) ، فهي تؤدي إلى تحول الأرض ككوكب. 1.3 نشاط الإنسان الإنتاجي وموارد الكوكب إن شرط وجود البشرية وتطورها هو الإنتاج المادي ، i. العلاقة الاجتماعية والعملية بين الإنسان والطبيعة. يؤدي النطاق المتنوع والعملاق للإنتاج الصناعي إلى تأثير كبير على البيئة ويسبب تغيرات في الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري. الغلاف الجوي هو الغلاف الغازي الخارجي الطبيعي للأرض. الغلاف المائي هو الغلاف المائي للأرض. الغلاف الصخري هو الغلاف الصلب للأرض ، مصدر المواد الخام المعدنية والوقود الأحفوري ، طبقة التربة. إن أهم نتيجة لعمل نظام البيئة البشرية هو الاستهلاك البشري لموارد الكوكب. تنقسم الموارد إلى طبيعية واجتماعية. الاجتماعية هي السكان وظروف التكاثر والإمكانات العلمية. تُصنف الموارد الطبيعية وفقًا للمعايير التالية: 5 الموارد الطبيعية قابلة للاستهلاك غير قابلة للنضوب طاقة شمسية غير قابلة للاشتعال هواء جوي متجدد غير متجدد تبدد قابل للتدمير تصنيف الموارد الطبيعية. في سياق أنشطة الإنتاج ، يتم تدمير الموارد غير المتجددة تمامًا (الوقود الأحفوري) أو تبدد (المعادن). يمكن ملاحظة تأثير الإنتاج الصناعي على استنفاد الموارد الطبيعية للكوكب وعواقبه في الأمثلة التالية: 1. يؤدي التعدين على الأرض إلى الاستنزاف السريع للموارد غير المتجددة والتلوث والتغيرات في تكوين الغلاف الجوي و الغلاف الصخري. 2. يطلق احتراق الوقود الكيميائي أكثر من 100،000 طن من الغاز في الغلاف الجوي. مركبات كيميائية مختلفة. 3. استهلاك المياه العذبة. يستهلك الإنتاج الصناعي ما يصل إلى 13٪ من إجمالي تدفق النهر. هذا يؤدي إلى استنفاد المياه العذبة المتوفرة على هذا الكوكب. بالتزامن مع الاستهلاك ، يزداد تصريف النفايات السائلة الصناعية في المسطحات المائية ، مما يؤدي إلى تلوث شديد للغلاف المائي. كانت أهم نتائج الإنتاج الصناعي هي تأثيره على توازن الطاقة الطبيعية وعلى حالة البيئة. "المساهمة الحرارية" للنشاط البشري في n.v. 0.006٪ إشعاع شمسي. ستكون نتيجة ذلك زيادة في درجة حرارة الكوكب بمقدار 10 درجات مئوية. 1.4 استجابة البيئة للنشاط البشري يكون نظام "الإنسان - البيئة" في حالة توازن ديناميكي ، حيث يتم الحفاظ على حالة متوازنة إيكولوجيًا للبيئة الطبيعية ، حيث تتفاعل الكائنات الحية مع البيئة ومع بعضها البعض ومع البيئة بدون تعكير صفو هذا التوازن. يؤدي نشاط إنتاج الشخص إلى انتهاك هذه الحالة ويتسبب في استجابة من البيئة. وفقًا لعمق تفاعل البيئة ، يتم تمييز ما يلي: - اضطراب ، وتغيير مؤقت وعكسي في البيئة ؛ - التلوث؛ - الشذوذ. مع التعرض المطول ، قد يحدث ما يلي: - أزمة البيئة - حالة تقترب فيها المعلمات من المسموح بها ، - تدمير البيئة ، حيث تصبح غير صالحة للسكن. 1.5 المحيط الحيوي وتطوره البيئة عبارة عن نظام معقد متعدد المكونات ، ترتبط مكوناته ببعضها البعض من خلال روابط عديدة. تتكون البيئة من عدد من الأنظمة الفرعية ، يتضمن كل منها عددًا معينًا من العناصر المرتبطة وظيفيًا ببعضها البعض. في هذا النظام ، النظام الفرعي من الدرجة الثانية ، الغلاف البيئي ، هو البيئة الطبيعية. دورة الغلاف البيئي عبارة عن تدفق مكون للنظام ، يمثل حركة العناصر في إنتاج المواد. المحيط الحيوي هو الغلاف الخارجي للأرض ، ويبلغ سمكه 50 كم. أحد المكونات المهمة للمحيط الحيوي هو المادة الحية ، والمواد الحيوية (المنتجات العضوية والعضوية ، والمواد الخاملة - الصخور). انعكاس العلاقات في المحيط الحيوي هو التكاثر الحيوي - وهي منطقة 6 متجانسة من سطح الأرض مع تركيبة معينة من المكونات الحية والخاملة والتفاعل الديناميكي فيما بينها. هناك استنفاد للموارد غير المتجددة ، وانخفاض وتلوث شفافية الغلاف الجوي ، وزيادة درجة حرارة الطبقة السطحية للغلاف الجوي ، وتلوث الغلاف المائي. الإنسان - البيئة أنثروبوسفير أنثروبوسفير المحيط الإيكولوجي (البيئة المادية) الاقتصاد المحيط الحيوي المجال الاجتماعي المجال الاجتماعي لتكنولوجيا النظم الزراعية الرعاية الصحية (مكتب البريد ، المناجم ، النقل) إيديولوجيا التكاثر الحيوي الثقافة. 2. الإنتاج الكيميائي في نظام النشاط البشري 2.1 إنتاج المواد وتنظيمها يتم تحقيق التفاعل البشري مع البيئة في شكل إنتاج مواد على نطاق واسع. إنتاج المواد هو عملية تكوين الثروة. إنه أساس جميع الأنواع الأخرى من النشاط البشري ويتضمن ثلاثة مكونات رئيسية: 1. أشياء العمل - كل ما تتم معالجته ، والذي يتم توجيه العمل البشري إليه. لقد أعطيت بالطبيعة وهي نتاج عمل. 2. وسائل العمل - الآلات والأجهزة والأجهزة التي يعمل بها الشخص على أشياء العمل. 3. العمل الحي هو نشاط هادف واعٍ للإنسان. تتحقق عملية إنتاج المواد تنظيمياً في شكل صناعة. 2.2 الصناعة الكيميائية وفقًا للغرض من المنتجات المنتجة ، تنقسم الصناعة إلى فروع ، أحدها هو الصناعة الكيميائية. تبلغ حصة الصناعات الكيماوية والبتروكيماوية في إجمالي إنتاج الاتحاد الروسي 9٪ ، وهي تأتي في المرتبة الثانية بعد صناعة الوقود والهندسة الميكانيكية (20٪). تنقسم الصناعة الكيميائية إلى فروع تخصصية واسعة (كيمياء التعدين ، والكيمياء الأساسية ، وإنتاج التخليق العضوي ، وما إلى ذلك) وفروع التخصص الضيقة (إنتاج الأسمدة المعدنية ، والبلاستيك ، والأصباغ ، وما إلى ذلك). يتم تجميع منتجات الصناعة الكيميائية وفقًا للتصنيف المعتمد في الدولة في 7 فئات ، كل منها يحتوي على مئات إلى آلاف العناصر المختلفة: الدرجة الأولى. منتجات التوليف غير العضوي. الصف 2 المواد البوليمرية ، المطاط الصناعي ، البلاستيك ، الألياف الكيماوية. الصف 3 الدهانات والورنيشات. 4 الصف. الأصباغ الاصطناعية والمواد الوسيطة. درجة 5 منتجات التخليق العضوي (البترول - فحم الكوك وكيمياء الخشب). الصف السادس. الكواشف الكيميائية والمواد النقية. 7 الصف السابع. المستحضرات الكيميائية الصيدلانية. هذا التصنيف مشروط ، لأن علم المعادن وإنتاج مواد السيليكات لا ينتميان إلى الصناعات الكيميائية الفعلية ، على الرغم من أنها تستخدم طرق المعالجة الكيميائية. في نظام إنتاج المواد ، تحتل الصناعة الكيميائية مكانة خاصة بسبب سماتها الخاصة: - طرق خاصة للتأثير على كائنات العمل ، مما يؤدي إلى تحولات كيميائية ، مما يجعل من الممكن إنتاج مواد جديدة ؛ - كثافة عالية للمواد والطاقة ؛ - درجة عالية من أتمتة الإنتاج ؛ - تنوع وتخصص ضيق في الآلات والمعدات المستعملة. 3 العلوم الكيميائية والإنتاج 3.1 التكنولوجيا الكيميائية - الأساس العلمي لإنتاج المواد الكيميائية التكنولوجيا الكيميائية - علم الطرق الأكثر اقتصادا وسليمة بيئيا للمعالجة الكيميائية للمواد الطبيعية الخام إلى سلع استهلاكية ووسائل إنتاج. كائنات التكنولوجيا الكيميائية - المواد وأنظمة المواد المشاركة في الإنتاج الكيميائي ؛ عمليات الهندسة الكيميائية - مجموعة من العمليات المختلفة التي تتم في سياق الإنتاج بهدف تحويل هذه المواد إلى مواد أخرى. نشأت التكنولوجيا الكيميائية العامة الحديثة نتيجة للعملية المنتظمة للتكامل بين التقنيات المستقلة سابقًا لإنتاج المنتجات الفردية ، والتي تتميز بجميع فروع العلم في مرحلة معينة من التطور ، نتيجة لتعميم القواعد التجريبية لـ إنتاجهم. التكنولوجيا الكيميائية الحديثة ، باستخدام إنجازات العلوم الطبيعية والتقنية ، تدرس وتطور مجموعة من العمليات والآلات والأجهزة الفيزيائية والكيميائية ، والطرق المثلى لتنفيذ هذه العمليات والسيطرة عليها في الإنتاج الصناعي للمواد المختلفة. تعتمد التكنولوجيا الكيميائية على العلوم الكيميائية مثل الكيمياء الفيزيائية والديناميكا الحرارية الكيميائية والحركية الكيميائية. كيميائي فيزيائي بارز أكاد. يعتبر كونوفالوف إحدى المهام الرئيسية للتكنولوجيا الكيميائية ، والتي تميز موضوعها عن الكيمياء البحتة ، وإنشاء المسار الأكثر فائدة للعملية وتصميم أدوات المصنع المناسبة والأجهزة المساعدة. لذلك ، لا يمكن التفكير في التكنولوجيا الكيميائية دون وجود علاقة وثيقة مع الاقتصاد والفيزياء والرياضيات والعلوم التقنية الأخرى. كانت التكنولوجيا الكيميائية في فجر وجودها علمًا وصفيًا. خدم العديد من كتب التكنولوجيا المبكرة كموسوعات عملية. أدى تطور العلوم والصناعة إلى زيادة كبيرة في عدد الصناعات الكيميائية. إن نمو الإنتاج الكيميائي ، من ناحية ، وتطور العلوم الكيميائية والتقنية ، من ناحية أخرى ، جعل من الممكن تطوير الأسس النظرية للعمليات التكنولوجية الكيميائية. عمليات الإنتاج الكيميائي الحديثة كميات هائلة من المواد الخام ، وتستخدم كمية كبيرة من الطاقة من أنواع مختلفة ، ويتم تنفيذها بكميات كبيرة من رأس المال وتكاليف التشغيل. من هذا يتبع أحد المتطلبات الأساسية للإنتاج الحديث - كفاءته. لاحظ Mendeleev هذه الميزة من التكنولوجيا ، حيث عرّفها على أنها: "مبدأ الأساليب المربحة لمعالجة المنتجات الطبيعية إلى منتجات استهلاكية". يجب أن تدرس التكنولوجيا أكثر الطرق ربحية ، وأن تختار من بين الطرق الممكنة الأنسب لظروف معينة من الزمان والمكان ، من أجل إعطاء المنتج أكبر تكلفة بالخصائص والأشكال المرغوبة. لذلك ، فإن التكنولوجيا هي علم الأساليب والوسائل الأكثر اقتصادا لتحويل المواد الطبيعية الخام إلى منتجات استهلاكية. تنقسم التقنيات إلى ميكانيكية وكيميائية. في التقنيات الميكانيكية ، تعتبر العمليات التي يتغير فيها الشكل أو المظهر والخصائص الفيزيائية للمواد ، وفي التكنولوجيا الكيميائية ، عمليات التغيير الجذري في التركيب والخصائص والهيكل الداخلي للمادة. 8 3.2 ميزات التكنولوجيا الكيميائية كعلم تختلف التكنولوجيا الكيميائية عن الكيمياء النظرية ليس فقط بالحاجة إلى مراعاة المتطلبات الاقتصادية للإنتاج الذي تدرسه. توجد اختلافات جوهرية بين مهام وأهداف ومحتوى الكيمياء النظرية والتكنولوجيا الكيميائية ، ناتجة عن خصوصيات عمليات الإنتاج ، مما يفرض عددًا من الشروط الإضافية على طريقة الدراسة. دعونا ننظر في مثال على التوليف الصناعي لكلوريد الهيدروجين من Cl2 و H2 وتأثير العوامل المختلفة على التوليف. تصميم ومواد إزالة حرارة المعدات طبيعة المكونات تحول التوازن بسبب زيادة H2 Cl2 + H2 = 2HCl - Δ H التحليل الكهربائي H2O التحليل الكهربائي لبيئة CH4 تكلفة طاقة التحويل لمحلول NACl من غاز فرن الكوك لتنفيذ هذا التوليف في ظل الظروف الصناعية ، وهو غير عضوي يأخذ الكيميائي في الاعتبار إمكانية حدوث مثل هذا التوليف ، ويطبق طرق الكيمياء الفيزيائية للتحكم في التركيب عن طريق تغيير درجة الحرارة والضغط وتركيز المكونات ، أي تؤثر على حركية العملية وديناميكاها الحرارية على نطاق التجربة المعملية. يجب أن يأخذ الكيميائي-التقني في الاعتبار عوامل أخرى: توافر وتكلفة المواد الخام والطاقة ، وتصميم المفاعل والمواد المقاومة للتآكل للتصنيع ، وإجراءات حماية البيئة ، إلخ. وهكذا ، مثلما لا يمكن اعتبار الإنتاج الكيميائي نوعًا من دورق المختبر الموسع ، فلا يمكن اختزال التكنولوجيا الكيميائية في الكيمياء النظرية. جعل تعقيد مثل هذا النظام مثل الإنتاج الكيميائي من الملائم استخدام نهج منهجي لدراسته وتقديم مفهوم مستوى العملية. مع مثل هذا النهج في الإنتاج الكيميائي ، هناك العديد من التعقيد المتزايد بشكل متتابع للنظم الفرعية - المستويات ، لكل منها طريقته الخاصة في دراسة الظاهرة. هذه المستويات في الإنتاج الكيميائي هي: - المستوى الجزيئي ، حيث يتم وصف آلية وحركية التحولات الكيميائية على أنها تفاعل جزيئي (حركية دقيقة) ؛ - مستوى الحجم الصغير ، حيث توصف الظواهر بأنها تفاعل الجسيمات الكبيرة (حبيبات ، قطرات ، حبيبات محفزة). لتحليل الظواهر على هذا المستوى ووصف العملية الكيميائية ، تم تقديم مفهوم الحركة الكلية ، وتتمثل مهمتها في دراسة التأثير على معدل التحولات الكيميائية لعمليات النقل الجماعي للمواد الأولية ونواتج التفاعل والحرارة عمليات النقل وتأثير تكوين المحفز. الحرائك الكبيرة تركيبة محفز نقل الحرارة MQ Kt هو مستوى التدفق الذي يتم فيه وصف الظواهر كتفاعل مجموعة من الجسيمات. مع الأخذ في الاعتبار طبيعة حركتهم في التيار والتغيرات في درجة الحرارة وتركيزات الكواشف على طول التيار ؛ - مستوى المفاعل ، حيث يتم وصف الظاهرة مع مراعاة تصميم الجهاز الذي يتم تنفيذ العملية فيه ؛ - مستوى النظام ، عند النظر في الظواهر ، تؤخذ العلاقة بين الوحدات التكنولوجية للمنشأة الصناعية والإنتاج ككل في الاعتبار. 9 وهكذا ، فإن مشكلة الاختلاف بين الكيمياء النظرية والتكنولوجيا الكيميائية هي مشكلة الاختلاف بين البحث العلمي الأساسي والإنتاج الصناعي الحقيقي المبني عليه. 3.3 اتصال التكنولوجيا الكيميائية بالعلوم الأخرى تستخدم التكنولوجيا الكيميائية مادة عدد من العلوم: الرياضيات النمذجة الرياضية الحسابات التقنية علم البيئة النمذجة الفيزيائية الحركية الفيزيائية والديناميكية الحرارية الكيمياء حسابات الكيمياء تكنولوجيا علم المعادن المواد الخام الكيميائية الكيمياء غير العضوية هيكل الكيمياء العضوية وخصائص المواد الكيمياء الحيوية الغروانية الكيمياء تصميم المعدات العلوم الهندسة الكيميائية كعلم للإنتاج على نطاق واسع يتعامل مع كتل وأحجام كبيرة من المنتجات المصنعة والمصنعة. لتقييم أداء هذه الوحدات الكبيرة ، هناك حاجة إلى وحدات كبيرة. لذلك ، في الهندسة الكيميائية ، إلى جانب وحدات SI المقبولة عمومًا (m ، Kg ، sec ، a ، mol) ، يتم استخدام وحدات أخرى أيضًا. تعيين اسم القيمة الكتلة م كيلوجرام ، طن كجم ، طن طاقة ، عمل كيلوجول ، كيلو وات ساعة كج ، كيلو وات ساعة الضغط P. باسكال ، ميجاباسكال باسكال ، MPS الطاقة N كيلو واط kW درجة الحرارة T ، t كلفن ، درجة مئوية ك ، 0C الوقت الثاني ، اليوم ، الساعة ثانية ، اليوم ، h كمية الحرارة Q كيلو جول كيلوجول التأثير الحراري N كيلوجول كيلوجول الإنتاجية P. طن في اليوم ، سنة طن / يوم ، طن / سنة الكثافة أنا كيلوغرام لكل متر مربع ساعة كجم / م 2 كيلوغرام لكل م 3 ساعة كجم / م 3 كمية المادة v كيلوجرام مول ، طن مول كجم مول ، معدل ثابت K يعتمد على ترتيب التفاعل التركيز المولي C مول لكل م 3 مول / م 3 الكثافة المكعبة كيلوجرام لكل م 3 ، طن لكل م 3 كجم / م 3 إنتاجية المنتج درجة التحويل X جزء من الوحدة ،٪ 10
كلمة "التكنولوجيا" من أصل يوناني ولها ترجمة حرفية "لعلم الحرفية". من وجهة نظر حديثة ، يمكننا تحديد التكنولوجيا كعلمدراسة طرق وعمليات المعالجة الجماعية للمواد الخام وتحويلها إلى منتجات استهلاكية بأقصى قدر من التأثير الاقتصادي.
التقنيات ميكانيكية وكيميائية. تدرس التكنولوجيا الميكانيكية العمليات المرتبطة بتغيير الشكل والخصائص الفيزيائية للمواد الخام المعالجة ، بشكل رئيسي من خلال العمليات الميكانيكية. على سبيل المثال ، صناعة المنتجات الخشبية - تقنيات النجارة ، تصنيع المنتجات المعدنية - الهندسة الميكانيكية ، إلخ. تدرس التكنولوجيا الكيميائية العمليات المرتبطة بالتغيير في التركيب والخصائص الكيميائية للمواد الخام المصنعة بسبب حدوث تفاعلات كيميائية.
هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من التقنيات الكيميائية الخاصة التي يمكن دمجها في مجموعتين كبيرتين:
التقنيات الكيميائية |
|
غير عضوي |
عضوي |
1) التركيب غير العضوي الرئيسي - إنتاج الأحماض والقلويات والأملاح والأسمدة المعدنية ؛ 2) التوليف غير العضوي الناعم - إنتاج الأدوية ، الكواشف ، الأدوية ، المعادن النادرة ، إلخ ؛ 3) علم المعادن - إنتاج المعادن الحديدية وغير الحديدية ؛ 4) إنتاج السيليكات - إنتاج المواد اللاصقة والسيراميك والزجاج ؛ 5) التكنولوجيا النووية والكيميائية. |
1) التركيب العضوي الأساسي - إنتاج واسع النطاق للمنتجات العضوية ؛ 2) التوليف العضوي الناعم - إنتاج الكواشف والأدوية ومنتجات وقاية النباتات ، إلخ ؛ 3) معالجة النفط والغاز. 4) التخليق البتروكيماوي - إنتاج المنتجات العضوية على أساس المواد الخام الهيدروكربونية ؛ 5) تجهيز المواد الخام النباتية والحيوانية. 6) التقنيات الجزيئية العالية - إنتاج المطاط الصناعي والبلاستيك والألياف الكيميائية والمركبات الجزيئية الأخرى ؛ 7) التكنولوجيا الحيوية - إنتاج خميرة العلف والأحماض الأمينية والإنزيمات والمضادات الحيوية ، إلخ. |
عند تطوير أي تقنية معينة ، تحتاج إلى معرفة ثلاثة تخصصات هندسية عامة: التكنولوجيا الكيميائية العامة (GCT) وعمليات وأجهزة التكنولوجيا الكيميائية (CPT) وهندسة الحرارة الصناعية (PT) ، والتي تشكل معًا أساس الكيمياء الصناعية.
التكنولوجيا الكيميائية العامة- علم يدرس الأسس النظرية لتطوير تقنيات لفئات مختلفة من التفاعلات الكيميائية.
موضوع دراسة العلاج المعرفي السلوكي هو الانتظام الكامن وراء عمل الإنتاج الكيميائي.
مهام OCT كعلم:
1) إيجاد الأنماط العامة لتدفق العمليات التكنولوجية الكيميائية ؛
2) على أساس المعرفة بالقوانين العامة ، وإيجاد الظروف المثلى لإجراء العمليات الكيميائية والتكنولوجية ؛
3) دراسة التحولات الكيميائية مع الأخذ في الاعتبار عمليات نقل الكتلة والحرارة ؛
4) زيادة كفاءة استخدام المواد الخام والطاقة وتقليل كمية النفايات والانبعاثات في البيئة ؛ تحسين جودة المنتجات.
طرق أكتوبر:
تجريبي؛
النمذجة.
المفاهيم الأساسية للهندسة الكيميائيةالتقنيات
الإنتاج الكيميائي- مجموعة من العمليات والعمليات التي تتم في الآلات والأجهزة والمخصصة لمعالجة المواد الخام من خلال التحولات الكيميائية إلى المنتج المطلوب.
العملية الكيميائية التكنولوجية (CTP)- جزء من الإنتاج الكيميائي ويتكون من ثلاث مراحل رئيسية:
المنتج المستهدف- المنتج الذي تم تنظيم CTP من أجله. يتم استدعاء جميع المنتجات الأخرى المنتجات الثانوية. يمكن الحصول على المنتجات الثانوية في كل من الهدف وردود الفعل الجانبية. إذا لم يكن للمنتج الثانوي أي فائدة ، فسيتم استدعاؤه قمامة؛ إذا تم استخدامه ، ثم يطلق عليه المخلفاتأو المواد الخام الثانوية.إذا تم استخدام المنتج المستهدف كمادة أولية في إنتاج آخر ، فسيتم استدعاؤه متوسط.
يتم استدعاء مادة المصدر التي تدخل المعالجة ولها قيمة مواد أولية. تسمى المادة التي تشارك بشكل مباشر في التفاعل الكيميائي المستهدف كاشف. الكاشف هو المكون الرئيسي ، ولكن ليس المكون الوحيد للمادة الخام. عادة ما يتم استدعاء جميع مكونات المواد الخام التي لا تشارك في التفاعل المستهدف الشوائب.
في التكنولوجيا ، غالبًا ما يتم استخدام مفاهيم الكاشف "المحول" و "غير المحول". الكاشف المحول- هذا هو مقدار الكاشف الذي دخل في التفاعل (الهدف والجانب معًا). كاشف غير محوّل- هذه هي كمية الكاشف التي تترك المفاعل في حالته الأصلية غير المحولة. مجموع كتل الكاشف المحول وغير المحول يساوي الكتلة قدمفي مفاعل الكاشف.
المواد المساعدة- المواد الكيميائية التي تضمن التدفق الطبيعي لـ CTP (محفزات ، مذيبات ، إلخ).
الخليط الأولي- خليط من المواد يدخل المفاعل في مرحلة التحول الكيميائي. تفاعل مزيجي- خليط من المواد في المفاعل أو تفريغه منه. يتغير تكوينه أثناء التفاعل. يمكننا التحدث عن تكوين خليط التفاعل في وقت معين من بداية التفاعل.
مثال:
4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O
4NH 3 + 4O 2 → 2N 2 O + 6H 2 O
رد الفعل الأول استهداف، والاثنان الآخران آثار جانبية. أكسيد النيتريك (II) - لا - المنتج المستهدففي مرحلة أكسدة الأمونيا و متوسطفي إنتاج حامض النيتريك. الماء والنيتروجين وأكسيد النيتريك (I) - المنتجات الثانوية. الكواشففي هذه العملية هي الأمونيا والأكسجين. مواد أولية- الأمونيا ، التي تحتوي على كمية معينة من الشوائب ، والهواء ، حيث تكون الشوائب عبارة عن نيتروجين وغازات أخرى. المواد المساعدةهو البلاتين ، ويستخدم في العملية كعامل مساعد انتقائي ، مما يسرع التفاعل الأول فقط. الخليط الأوليعبارة عن خليط من الأمونيا والهواء مع محتوى أمونيا من 9.5 - 11.5٪ حجم. تفاعل مزيجي- غازات النيتروز التي تحتوي على أبخرة NO و N 2 O و N 2 و H 2 O وكذلك O 2 و NH 3 غير المحولة.