Тема 2. Процеси масообміну та їх апаратна реалізація. Загальні відомості про масообмінні процеси

Загальні відомості про масообмінні процеси. Види процесів масопередачі. Рівновага між фазами. Закон Генрі для процесів абсорбції, хемосорбції, десорбції. Ізотерма адсорбції Ленгмюра. Матеріальний баланс. Фактичний вихід продукту для гетерогенного процесу. Рівняння масопередачі. Молекулярна та конвективна дифузія. Кінетика масообмінних апаратів. Моделювання абсорбційно - десорбційних процесів.

Тема 3. Основні компоненти сировини та готового продукту

Сировина. Напівпродукти. Відходи. Мінеральна сировина. Рудна сировина. Нерудна сировина. Горюча мінеральна сировина. Харчова сировина. Повітря. Вода. Комплексне використання сировини. Контроль якості сировини.

Змістовий модуль 3. „Технологічні схеми галузевих виробництв. Задачі діагностування стану технологічних процесів і технологічний контроль”

Тема 1. Технологічні схеми галузевих виробництв

Основні закономірності хімічно-технологічних процесів. Рівновага в технологічних процесах. Принцип складання матеріального і теплового балансів. Математичне моделювання процесів масо- і теплообміну в газовій фазі насадочних колон. Технологія неорганічних речовин. Ресурсозберігаюча біциклічна схема виробництва амоніаку. Отримання рідких комплексних добрив на основі переробки екстракційної фосфатної кислоти. Отримання гумусових рідких добрив. Технологія органічних речовин. Переробка твердих палив. Технологія полімерів. Виробництво хімічних волокон. Замкнуті системи водного господарства. Фізико-хімічні методи водоочищення.

Тема 2. Задачі діагностування стану технологічних процесів і технологічний контроль

Актуальні задачі діагностування. Методи контролю стану обладнання і перебігу процесів. Методи термодинамічного аналізу і оптимізація технологічних процесів. Пошук оптимальної організації кожної стадії процесу.

ІІ. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИВЧЕННЯ ОКРЕМИХ МОДУЛІВ ТА ТЕМ

Рекомендації до вивчення курсу за темами

Вивчення курсу рекомендується за темами в такій послідовності:

1. Ознайомитись з вимогами програми з теми, яка вивчається.

2. Прочитати всі розділи посібника і підручників, що стосуються даної теми. При першому читанні не слід особливо затримуватись на математичних і хімічних формулах, рівняннях реакцій, намагаючись лише одержати загальне уявлення про викладені питання.

3. Перейти до детального вивчення матеріалу, засвоїти теоретичні положення, математичні залежності, складання рівнянь матеріального та теплового балансів.

Щоб полегшити собі запам’ятовування і засвоєння матеріалу, корисно завести робочий зошит і записувати формулювання законів і основних понять хімічної технології, нові незнайомі терміни, назви, формули тощо.

4. Засвоївши таким способом матеріал теми, необхідно дати відповіді на тести для самоконтролю.

ВСТУП

Технологія – це наука, яка вивчає способи та процеси переробки продуктів природи (сировини), виробництво продуктів споживання та засобів виробництва.

Спосіб переробки – сукупність усіх операцій, які проходить сировина до отримання з неї продукту.

Спосіб виробництва – є послідовний опис операцій, які відбуваються у відповідних машинах і апаратах. Такий опис називають технологічною схемою. Технологічна схема описується в тексті або в послідовному схематичному зображенні машин і апаратів.

Технології поділяють на механічні та хімічні. В механічних технологіях змінюється форма або зовнішній вигляд, фізичні властивості матеріалу. В хімічних – здійснюються процеси зміни складу, властивостей, внутрішньої будови речовини. Хімічна технологія поділяється на технологію органічних та технологію неорганічних речовин.

Хімічна технологія – це переробка сировини зі зміною її складу та властивостей. Наприклад, виплавлення чавуну, синтез амоніаку, виробництво сульфатної кислоти, соди, паперу, цукру тощо. Процеси добування сировини з надр, прокат металу, виготовлення верстатів, меблів – приклади механічної технології.

У сучасній технології широко використовуються основні розробки фундаментальних наук – фізики, хімії, механіки, теплотехніки, електротехніки, будівельної справи та ряду інших інженерних та економічних наук. Завданням технології є проектування, вибір фізико-хімічних умов і розробка схем виробничих процесів, а також вибір матеріалів для виготовлення апаратури. Особлива увага приділяється економічній доцільності того чи іншого методу для проведення механізації й автоматизації технологічних процесів.

Виробничі процеси в хімічній, нафтохімічній промисловості та споріднених для них галузей (металургія, виробництво будівельних матеріалів, легка, текстильна і харчова промисловості та деякі інші) характеризуються великим різноманіттям продукції, яку вони випускають, і, як правило, великою складністю. Загальною ознакою всіх вказаних процесів є те, що для перетворення вихідної сировини або напівпродукту в цільовий продукт необхідне порівняно велике число функціонально різних ступенів переробки.

Для цілеспрямованого перебігу цих процесів необхідні різні види енергії, допоміжні матеріали та інформації. Процеси хімічної технології відрізняються великим асортиментом продуктів, які можна отримати зі спільної сировини, великою різноманітністю шляхів, якими може бути отриманий один і той же продукт, та динамікою оновлення як асортименту, так і технологічних процесів.

Умови перебігу окремих стадій можуть бути досить різноманітними: від високих температур (декілька тисяч градусів) у випадку плазмохімічного виробництва кальцій карбіду до низьких температур при кріогенному розділенні повітря; і від високих тисків у виробництві амоніаку та метанолу до низьких – в процесах вакуумної перегонки.

Виробничі процеси хімічної технології, як правило, досить сильно взаємопов’язані як між собою, так і з іншими галузями народного господарства. Ці зв’язки обумовлені типом сировини, продуктами виробництва, різними видами енергії, транспортними комунікаціями, інформацією.