Принцип наилучшего использования сырья.
4.1.1. Классификация природного сырья. Масштабы потребления различных видов ресурсов и воды в химической промышленности.
4.1.2. Анализ причин неполноты использования сырья в ХТС: термодинамические, кинетические, технологические. Приемы увеличения степени использования сырья: смещение равновесия в обратимых химических процессах, использование реагента в избытке, «закалка» системы вдали от состояния равновесия, подавление побочных реакций, применение противотока.
Принцип наибольшей интенсивности процесса.
4.2.1. Движущая сила процесса, способы ее увеличения. Методы интенсификации химико-технологических процессов. Выбор объемной скорости.
Принцип наилучшего использования энергии.
4.3.1. Анализ структуры топливно-энергетических ресурсов в современной химической промышленности. Энергетические проблемы химического производства. Энергетический (энтальпийный баланс).
4.3.2. Понятие «эксергия». Эксергетический баланс.
4.3.3. Способы рационального использования энергии. Снижение тепловых потерь. Регенерация теплоты. Принцип противотока. Рациональное проведение процессов при высоких температурах. Разработка энерготехнологических систем.
Принцип технологической соразмерности (качественная оптимизация процессов).
4.4.1. Анализ противоречий, возникающих при разработке ХТС. Постановка задачи оптимизации. Выбор критерия оптимальности.
Принцип экологической безопасности химических произ-водств.
Раздел 5. Анализ реализации основных принципов разработки и организации ХТС на примерах конкретных производств.
5.1. Производство водорода и технологических газов.
5.1.1. Производство водорода из природного газа. Анализ равновесия конверсии метана и его гомологов в водород. Кинетика процесса. Выбор катализатора. Технологические условия проведения процесса. Конверсия оксида углерода(II). Равновесие и кинетика процесса. Энерготехнологическая система двухступенчатой конверсии природного газа.
5.1.2. Получение технологических газов для производства аммиака и метанола на основе процесса конверсии метана.
Производство аммиака.
Равновесие и кинетика процесса. Катализаторы синтеза ам-миака. Выбор условий проведения процесса. Обоснование наличия рецикла в системе. Технологическая схема производства аммиака. Колонна синтеза, конденсационная колонна. Реализация техноло-гических принципов.
5.3. Производство разбавленной азотной кислоты.
5.3.1. Конверсия аммиака. Термодинамические характеристики реакций окисления аммиака. Кинетика процесса. Выбор катализа-тора. Обоснование технологических параметров процесса.
5.3.2. Окисление оксида азота(II). Специфика реакций в газовой фазе.
5.3.3. Абсорбция диоксида азота. Производство азотной кислоты под давлением. Энерготехнологическая схема.
Производство серной кислот и олеума.
5.4.1. Структура сырьевой базы. Получение оксида серы (IV) окисление серосодержащего сырья. Выбор условий процесса.
5.4.2. Контактное окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI). Равновесие и кинетика процесса. Катализаторы. Линия оптимальных температур.
5.4.3. Абсорбция оксида серы (VI). Обоснование выбора условий ее проведения: температуры, поглотителя, направления потоков. Технологическая схема получения серной кислоты из серы по методу ДК-ДА.
Производство метанола.
Химия, равновесие и кинетика процесса. Обоснование выбора технологических параметров процесса. Катализаторы. Колонна синтеза. Технологическая схема производства.
Производство этанола.
Получение этанола методом сернокислотной гидратации этилена. Производство этанола прямой гидратацией этилена. Равновесие и кинетика процесса. Промышленный катализатор. Обоснование условий проведения процесса: катализатор, температура, соотношение реагентов, давление и объемная скорость. Технологическая схема.
Л И Т Е Р А Т У Р А