Основные закономерности химико-технологического процесса.

Химико-технологические процесс (ХТП). Понятия о ХТП, и его содержании.

ХТП – это комплекс физических и химических явлений, которые приводят к коренному изменению химического состава, свойств и внутреннего строения вещества.

В общем случае различают три типовых стадии ХТП:

1

2

3

А A R R

S

А

1 стадия: происходит подвод химических реагентов в зону химической реакции, эта физическая стадия ХТП, как правило, она имеет место быть в случае гетерогенных химических реакций. И ее можно осуществить следующими способами: адсорбцией, абсорбцией, конденсацией, испарением, т.е. с помощью диффузионных процессов.

2 стадия: собственно сама химическая реакция, конечным результатом которой является образование целевого и побочных продуктов.

3 стадия: отвод продуктов из зоны реакции, это физическая стадия.

Скорость химико-технологического процесса в целом складывается из скоростей стадий, и лимитируется наиболее медленной из них. Если процесс лимитируется 1 и 3 стадиями - это означает, что процесс происходит в диффузионной области и эти стадии обязательно присутствуют в гетерогенных процессах. Если процесс лимитируется 2 стадией, то процесс происходит в кинетической области, это характерно в основном для гомогенных реакций, где отсутствуют диффузионные процессы.

Скорость всего процесса ХТП будет определятся законом химической кинетики.

Чтобы увеличить скорость ХТП 1 и 3 стадии нужно:

1. увеличить концентрацию в ядре потока;

2. турбулизация потока, перемешивание.

Чтобы увеличить скорость ХТП 2 стадии нужно:

1. необходимо иметь высокую концентрацию реагентов;

2. изменить коэффициент химической реакции, т.е. увеличить температуру и энергию активации, т.е. для этого необходимо использовать катализатор.

Ускорение химической реакции может существенно зависеть от типа самой реакции:

1. по степени происхождения химической реакции:

а) прямая и обратная;

б) обратимая и необратимая.

2. по фазовому состоянию реагентов и продуктов:

а) гомогенные;

б) гетерогенные.

3. по тепловому эффекту реакции:

а) экзотермические, т.е. с выделением тепла;

б) эндотермические, т.е. с поглощением тепла.

4. по механизму химической реакции:

а) простые;

б) сложные.

5. по порядку химической реакции:

а) нулевого, ;

б) первого, ;

в) второго, .

Порядок химической реакции – это сумма показателей степеней в кинетическом уравнении. Если реакция идет в несколько стадий , то порядок может быть дробным.

6. по использованию специальных веществ:

а) каталитические;

б) некаталитические.

Помимо типа реакции на скорость химической реакции влияет и аппарат оформления химической реакции:

1. по гидродинамическому режиму осуществления различают реакторы смешения и вытеснения;

2. по способу осуществления процесса во времени различают реакторы периодического, непрерывного и 999;

3. по тепловому режиму осуществления процесса:

а) изотермический при ;

б) адиабатический при ;

в) полибермический.999