Общий док.

Занятие 1. 06.02

Экзамен. Расчетный проект на 60 баллов.

Химико-технологический процесс и химико-технологические системы.

Промышленное производство любого продукта осуществляется путём превращения исходного сырья в конечные продукты в ходе хим-тех процесса.

Химико-технологический процесс – совокупность хим-тех стадий конечным результатом которых является получение целевого продукта определённого качества в заданном объёме.

Химико-технологическая стадия – однократное законченное хим-тех преобразование вещества или реакционной массы

Стадии бывают

1. Механические (физико-механические)

• Транспортирование

• Загрузка и выгрузка исходного сырья, реакционной массы и конечных продуктов

• Измельчение твердых веществ

• Фильтрация

• Разделение фаз

2. Физико-химические

3. Химические

4. Биохимические (ферментативные процессы)

Каждому ХТ процессу или стадии ставится в соответствии определённый аппараты эквивалент, т.е. такое оборудование, в котором он может быть осуществим.

Минимальная совокупность основного и вспомогательного оборудования необходимого для проведения ХТС называется технологическим узлом (звеном).

Совокупность тех. узлов связанных в определённой последовательности называется химико-технологической системой.

Производство (производственный процесс) – все операции по производству конечной продукции, начиная от приобретения сырья, упаковочных и маркировочных материалов, получения полу продуктов до изготовления и упаковки, включая выдачу разрешения на реализацию, а также хранение, собственно реализацию, транспортирование готовой продукции, и относящееся к этому виды контроля, включая контроль качества готового продукта.

Стадия производства – совокупность тех операций, приводящих к получению промежуточного продукта (конечного продукта в случае конечной стадии) определяемого количественно и характеризуемого качественно.

В отдельных случаях в качестве промежуточного продукта может быть принято вещество, не выделяемое из процесса производства, если оно подлежит дальнейшей переработке в реакционной массе или растворе. А его количества могут быть определены аналитически.

Техническая операция – совокупность части технического процесса производства, связанная с обслуживанием одного из основных видов оборудования (фильтрация, сушка). Или это элементарная стадия производственного процесса, выполненная за один прием машиной, отдельным аппаратом или работником.

Технологический блок – аппарат или группа аппаратов, которые могут быть в заданное время отключены или изолированы от технологической системы без опасных изменений режима, приводящих к аварии в смежной аппаратуре или системе.

Параметр технологического процесса – физический или химический параметр, имеющий количественную и качественную шкалу измерения, для которого определены границы технологические нормы и/или безопасности и выход которого за граничные значения приведут к снижению количества или качества получаемого продукта и/или возникновению аварийных ситуаций.

Регламентированные значения параметров технологической среды – совокупность установленных значений параметров технологической среды, характеризующих её состояние при которых технологический процесс может безопасно протекать в заданном направлении.

Тех. серия – масса готового продукта, полученная в соответствии с регламентом.

Товарная серия – масса готового продукта, полученная из одной или нескольких технологических операций.

Тенденции развития химической технологии.

1. Увеличение единичной мощности узлов и агрегатов. Такая необходимость связана с возрастанием потребности в продукции. При увеличении мощности сокращаются затраты и амортизационные начисления за единицу готовой продукции, сокращается численность персонала, что приводит к сокращению фонда заработной платы и повышению производительности труда.

2. Разработка экологически чистых технологий, уменьшающий или исключающих загрязнение окружающей среды отходами производства. (безотходное производство)

3. Использование современных технологических схем (малотоннажные производства). Характерно как для тонкого органического синтеза, так и для хим-фарм производств и косметики т.к. возможен большой ассортимент продукции, получаемый с использованием особых технологических приёмов на одной и той же технологической схеме.

4. Повышение энергетической эффективности производства имеет значение в тонком органическом синтезе, потому что не связано с повышенным нагреванием или резким охлаждением.

Условия, влияющие на аппаратурное оформление химико-технологического процесса.

• Температура и тепловой эффект

Определяет выбор теплоносителя и конструкцию поверхности теплообменника.

• Давление

Определяет материал аппарата и конструктивные особенности аппарата по механической прочности.

• Среда

Определяет выбор материала аппарата с точки зрения коррозийной устойчивости и защиты от коррозии. В случае фарм препаратов – требования к качеству готовой продукции.

• Агрегатное состояние реагирующих веществ

Определяет способ организации производства (периодический/непрерывный), способ загрузки исходных компонентов и выгрузки конечных продуктов, конструкцию перемешивающих устройств.

• Кинетика процесса

Определяет способ организации процесса и выбор типа оборудования.

• Способ организации процесса.

Определяет выбор типа оборудования.

Занятие 2.

Способы реализации процесса.

1. Периодические

2. Непрерывные

Периодический процесс.

В периодическом процессе переработка исходных соединений (продуктов) происходит порциями/операциями. Особенность – отсутствие постоянного транспорта реакционной массы через систему, состав и свойства реакционной массы меняются по времени -> от операции к операции будет изменяться и качество конечной продукции. Реактор периодического действия работает в опр. температурному графику. Основания для выбора периодического способа организации производства:

1. Малый масштаб производства

2. Невысокая скорость химической реакции

3. Специфические свойства исходных компонентов и реакционной массы, затрудняющих их транспорт по системе (гетерофазность р/м, высокая вязкость и т.п.)

4. Жесткие условия проведения процесса (давление, повышенная температура, сильная коррозия)

Для периодического процесса используются ёмкостные аппараты, снабженные элементами т/о, перемешивающими устройствами, аппаратурой для загрузки/выгрузки.

Периодический процесс. Температурный график.

Плюсы периодических процессов:

1. Простота оборудования, контрольно-измерительных приборов (КИП), обслуживание, ремонта оборудования.

2. Простота пуска/остановки процесса

3. Возможность проведения в одном технологическом аппарате нескольких стадий.

4. Использование совмещенных схем.

Минусы периодических процессов:

1. Низкая производительность (длительная подготовка к начау процесса, его завершения, выгрузки продукции)

2. Изменение параметров процесса во времени

3. Невозможность полной автоматизации процесса

Непрерывный процесс.

Переработка исходных веществ в конечные продукты ведётся непрерывно. Ведется постоянный транспорт р/м через систему. Реакторы могут быть ёмкостными и их каскады, колонного типа, трубчатого типа.

Плюсы:

1. Высокая интенсивность процесса и высокая производительность труда.

2. Стабилизация параметров процесса при установившемся режиме.

3. Возможность полной автоматизации процесса.

4. Простота обслуживания.

Минусы:

1. Сложность пуска/остановки системы (заменяет до нескольких суток).

2. Значительное удорожание разработки процесса, оборудования, КИП, средств автоматизации (СА).

3. Сложность конструкции КИП и СА.