ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные закономерности химико-технологических процессов Понятие о химико-технологическом процессе из "Общая химическая технология" Химико-технологический процесс складывается из трех стадий подготовки сырья, химических превращений и выделения целевых продуктов. [c.36] Всякий химико-технологический процесс должен отвечать определенным требованиям. Прежде всего химико-технологический процесс стремятся проводить в таких условиях, которые позволяют получить максимальный выход продукта — т. е. наибольшее количество продукта из взятого количества сырья. Очень важно, чтобы условия проведения процесса обеспечивали высокую скорость его протекания. Чем выше скорость процесса, тем больше исходных веществ можно переработать в аппарате в продукты за один час, т. е. с повышением скорости процесса увеличивается производительность аппаратуры. И, наконец, не менее важно, чтобы получаемый продукт был дешевым и обладал высоким качеством. [c.36] Для удовлетворения перечисленных выше требований процесс необходимо проводить в оптимальных условиях. [c.36] Подготовка сырья. Требования, предъявляемые к сырью, зависят от вида химического производства. В одних случаях удобно перерабатывать сырье в твердом виде, в других — в виде раствора, расплава или газа. Для одних химико-технологических операций целесообразнее перерабатывать твердое сырье в виде мелких, для других — в виде более крупных кусков. Часто переработка сырья становится возможной лишь после повышения концентрации полезного компонента в нем (концентрирования сырья). Сушествует и ряд других требований к сырью. [c.37] На первой стадии химико-технологических процессов — стаии подготовки сырья — задача как раз и заключается в том, чтобы довести сырье до такого состояния, при котором его состав и свойства будут отвечать тре- Воздук бованиям данного производства. Для многих видов сырья такие требования закреплены стандартами (ГОСТами) или техническими условиями (ТУ). [c.37] Подготовка сырья включает операции измельчения, концентрирования, сушки, удаления пыли из газов и т. п. Те или иные операции подготовки сырья применяют в зависимости от конкретных требований. [c.37] Образовавшийся углекислый газ СО2 удаляется с поверхности твер- дой частички угля (рис. 9). [c.37] Многие химические процессы являются многофазными, т. е. состоящими одновременно из нескольких фаз. Фаза — однородные части системы, одинаковые по составу, физическим и химическим свойствам и ограниченные от других частей системы поверхностью раздела. Участвующие в реакции вещества могут находиться в следующих фазах твердой — Т, газовой — Г или жидкой — Ж. [c.38] Есть процессы, в которых имеются все три фазы твердая, жидкая и газообразная. В многофазных процессах подвод реагентов в зону реакции и отвод продуктов из зоны реакции связаны с переносом вещества из одной фазы в другую. Так, в последнем примере химическая реакция поглощения серного ангидрида водой может осуществиться лишь при условии, что SO3 из газовой фазы перейдет в жидкую, а затем уже вступит в реакцию. Такие процессы перехода вещества из одной фазы в другую называются массопередачей. [c.38] В большинстве случаев в результате химических превращений не получают чистого продукта. Он может быть смешан с частично непрореагировавшим сырьем, а если по реакции получается не один продукт, а несколько, то целевой (нужный нам) продукт будет смешан с рядом побочных продуктов, которые в данном процессе не используются. Поэтому целевой продукт необходимо выделить из смеси продуктов. [c.38] Выделение целевых продуктов. Последняя стадия технологического процесса, называемая выделением целевых про-д у к т о в, осуществляется ректификацией, абсорбцией, адсорбцией, кристаллизацией, выпариванием и т. п. [c.38] Абсорбция — поглощение газа жидкостью — применяется для разделения газовых смесей, в состав которых входят газы, по-разному поглощающиеся жидкостью. Процесс связан с переходом вещества из газовой фазы в жидкую. Его осуществляют в абсорбционных колоннах, где газовую смесь приводят в соприкосновение с жидкостью. Жидкость подбирают так, чтобы она поглощала только те газы, которые нужно выделить из смеси. Остальные газы, неспособные поглощаться выбранной жидкостью, удаляются с газовой смесью из колонны. Например, если требуется удалить углекислый газ из газовой смеси азота с водородом, смесь пропускают через колонну, в которую подают воду. В воде растворяется только углекислый газ, и из колонны выходит очищенная от углекислого газа смесь, состоящая из азота и водорода. [c.39] Процесс, при котором для разделения газовых или жидких смесей используют не жидкий, а твердый поглотитель, называют а д-сорбцией. Этот процесс разделения характеризуется переходом вещества из газовой или жидкой фазы в твердую. [c.39] Кристаллизацией можно выделить вещество из раствора или расплава в твердом виде. Подбирают такие условия, при которых снижается растворимость вещества, вследствие чего оно из жидкой фазы выделяется в виде кристаллов. [c.39] При выпаривании разделение веществ происходит за счет перехода одного из веществ в паровую фазу из жидкости. [c.39] Особо важное место в химической технологии занимает изучение самой существенной стадии химико-технологического процесса — химических превращений. Химические реакции, протекающие в промышленных процессах, весьма разнообразны. Их классифицируют по различным признакам. [c.39] Эта реакция будет протекать до тех пор, пока вся сера не израсходуется и не превратится в сернистый газ SOg. Необратимость этой реакции обозначается стрелкой, направленной в одну сторону. [c.40] Полностью превратить иод и водород в иодистый водород не удается так как часть полученного иодистого водорода вновь разлагается с образованием исходных реагентов — иода и водорода. В таких случаях говорят, что реакция протекает как в прямом, так и в обратном направлении, т. е. является обратимой. Обратимость таких реакций показывают в уравнении обратными стрелками. Так как при проведении обратимых реакций нельзя полностью превратить исходные вещества в продукты, то в реакторе одновременно присутствуют и продукты реакции и исходные вещества. [c.41] И только после этого сернистое железо и сера окисляются кислородом с образованием конечных продуктов — ЗОз и РеаОз. [c.41] Ответ на первый вопрос дает учение о химическом равновесии — статике процесса, ответ на второй вопрос — учение о скоростях химических процессов, называемое химической кинетикой. Изучение равновесия и кинетики процесса имеет исключительное значение для химической технологии. Наряду с такими общими закономерностями, как закон сохранения массы и закон сохранения энергии, оно позволяет выбрать наилучший технологический режим, т. е. [c.41] Вернуться к основной статье