Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Вопрос 13 Сырье в ХП. Классификация. Тенденции в использовании. В хим. пром-ти затраты на сырье составляют не менее 60% от себестоимости продукции. Технико-эконом. показатели являются важными условиями рацион. размещения предприятий и эффект. развития. Хим. производство, с точки зрения использования сырья, имеет особенности: многовариантность сырьевой базы, возможность комплексного использования сырья с получением разных продуктов множество методов переработки, широкое применение полупродуктов и отходов других производств. Сырье должно обеспечивать: миним. число стадий переработки, максим. концентрацию главного компонента и энергию. Классификация: 1) природное и искусственное, 2) минеральное: рудное ( металлическое, полиметаллическое), горючее ископаемое, нерудное (строительное, химическое), 3) первичное и вторичное, 4) органическое и неорганическое, 5) твердое, жидкое и газообразное, 6) возобновляемое и невозобновляемое. Вторичные матер. ресурсы включают отходы производства, потребления и побочные продукты. Если продукты, получаемые в процессе добычи и обогащения, увелич. рентабельность производства, то их называют попутными. ВМР широко применяются в пром-ти. Тенденции: 1) использование дешевых видов сырья, 2) более полное извлечение материалов из месторождения, 3) использование ресурсов мирового океана (растворенные компоненты, шельфы), 4) замена пищевого сырья непищевыми и растительного минеральными, 5) комплексное использование сырья. В целом эта тенденция имеет важное значение, т.к. до сих пор лишь 10% от массы сырья переходит в целевой продукт. 6) использование концентрир. видов сырья. |
Вопрос 15 Обогащение газообразного сырья. Классич. способы разделения жидких и газовых сред. В процессе обогащения отделяют ценные компоненты от примесей. Для этого используют различия в физ, физ-хим и хим свойствах. Методы обогащения разнообразны. Газообразное сырье обогащают след. методами: 1) последоват. конденсация газовой смеси при сжатии и охлаждении, 2) последоват. испарение газов из предварит. сжиженной смеси, 3) абсорбционный-десорбционный. Один из компонентов смеси избират. поглощают холодным растворителем. Раствор нагревают в т/обменнике и подают в десорбер, где происходит испарение поглощенного компонента. Растворитель охлаждают и возвр. в абсорбер на циркуляцию Таким образом не только обогащают сырье, но проводят очистку газов. 4) адсорбционно-десорбционный. В отличие от 3 применяют твердый поглотитель. Путем нагрева, продувки паром или путем экстрагирования жидкости не раств. сам поглотитель. Этот способ применяют для тонкой очистки газов на последнем этапе. Для разделения жидкостей и выделения раств. в них газов и твердых веществ применяют испарение, десорбцию, ректификацию, конденсацию, абсорбцию, экстракцию. |
Вопрос 16 Перспективные способы разделения жидких и газовых сред. 1) Метод селективной экстракции. Извлечение орган. веществ растворителями, нераств. в воде. Подбирают такой растворитель, который избирает один компонент. Реже применяют амины, спирты. Усиливают избир-ть НСl, НJ или их соли. Разделяемая смесь может быть водным раствором неорган. веществ, причем содержание компонентов очень низкое. 2) Методы с образованием соединений – включений. Молекулярное сито – вещества, имеющие поры бутылкообразной формы. Размер входа в пору 4АО. Линейные компоненты заходят в пору, а разветвленные нет. Существ. разделение по кинетическому фактору: если пропускать смесь с разным числом отгоняемого С, то внутри пор окажутся молекулы с меньшей длиной волны. 3) Разделение по энергетическому фактору: а) путем предварит. обработки молекулярных сит растворов щелочей. Поверхность становится полярной и на ней избират. адсорбируется полярные и неполярные вещества. б) Аддукты с мочевиной. Получают концентраты у/в. в) образование лиотропов. 4) Методы фильтрования через полупрониц. мембрану: а) набухание, б) обратный осмос – фильтрование под давлением больше осмотич. Разделяемая смесь может содержать и органич., и минерал. щелочь. в) электродиализ – фильтрование через пакет мембран при наложении эл. поля. Можно разрушить смесь полярных и неполярных веществ различной степени диссоциации и размеров, минерал. и органические. г) ультрафильтрация – поры мембран имеют большой размер, способны пропускать ВМС. д) микрофильтрация – размер пор 1 – 1000 АО. Для микроорганизмов. Все методы не предусматривают перехода в другое агрегатное состояние. |
Вопрос 12 Влияние режимных параметров на выход продуктов в каталитических процессах Гомогенный катализ: скорость обычно лимитируется в стадии обычного реагирования. Влияние Т, Р, СИСХ, скорости подачи реагентов не имеет нескольких особенностей по сравнению с каталитическим процессом. Дополнит. параметр – Скат-ра. Гетерогенный катализ: выделяют несколько стадий. Каждая из стадий хар-ся своей картиной изменения энергии. Выделяют диффузионную ( для нее необходимо применять перемешивание) и кинетическую области (важным параметром явл-ся Т). Влияние параметров: 1) Т. Ускоряет стадии реагирования сильнее, чем стадии диффузии. С ↑ Т возможен сдвиг из кинетич. области и далее в диффузион. Сдвига можно избежать, если измельчать кат-р. В кинетической области важной явл-ся стадия десорбции. С ↑ Т десорбция преобладает над адсорбцией 2) Р. В кинетич. области ↑ движ. сила. В диффуз. слое ↓ толщина слоя. Для обратимых процессов с изменением объема справедлив принцип Ле-Шателье. 3) Концент. реагентов, 4) Активность кат-ра. С ростом А возможен сдвиг из кинетич. области в диффуз. Во избежании этого огранич. Т, измельч кат-р. 5) Объемная скорость – кол-во реагента через 1 объем кат-ра в 1 времени. ρ= V/V кат-ра = ω*F/ V кат-ра = 1/ τ . При ↑ скорости может произойти сдвиг из внешнедиф. во внутреннедиф. и в кинетич. область. Равновесие наступает при больших объемных скоростях. Если произошел сдвиг во внутреннедиф. область, то для ↑ ρ необх. ↓ размеры зерна.
|
|
Вопрос 17 Энергия в ХП. Виды и качество. Энергоносители. Тенденции в использовании. Хим. пром-ть по потреблению энергии занимает одно из ведущих мест. Используются следующие виды энергии: электрическая (для дробления, электролиза, очистки газов), тепловая (для сушки, выпарки, дистилляции), механическая (для дробления, центрифугирования, работы насосов, транспортных средств), световая (для фотохим. реакций), атомная (полимеризация). С точки зрения КПД при переходе одного вида энергии в другой выделяют 3 категории качества: 1) электрическая и механическая КПД>90% 2) химическая и атомная (средняя) КПД=85% 3) тепловая (низкая) КПД=40% Источники энергии: топливные и нетопливные, возобновляемые (энергия солнца, ветра, воды, подземные источники, биомассы растит. и животного мира) и невозобновляемые (органич. и ядерное топливо). Это первичные. Вторичными называют энергетич. потенциал продукции отходов пр-ва побочных и промежут. продуктов, образующихся в технологич. пр-вах, потенциал которого может быть использован в том же самом процессе. Тенденции: 1) получение энергии высшего качества, 2) экономия топлива в пр-ве, 3) экономия при потреблении (установка счетчиков, ввод летнего времени, равномерное потребление энергии в течении суток), 4) замена ТЭС на ТЭЦ. На ТЭС отработанный пар конденсируется, а на ТЭЦ используется для горячего снабжения городов, 5) использование неисчерпаемой энергии (солнечные батареи, геотермальные источники), 6) разработка новых способов получения энергии (термоядерный синтез, топливные элементы), 7) увеличение добычи дешевых видов топлива и эффективное использование гидроресурсов, 8) организация рационального потребления энергии. |
Вопрос 20 Вода в ХП. Виды и качество воды. Пути решения водной проблемы. Вода играет роль реагента, растворителя, теплоносителя, сырья, транспортного ср-ва, для электролиза. Основным источником являются реки, но они расположены неравномерно. Второй источник – пресные озера. Основной объем приходится на Байкал. Объем водопотребления постоянно растет, безвозвратные потери до 170 м3/год. Хим. пром-ть занимает одно из первых мест по водопотреблению. В развитых районах ощущается дефицит воды.. Пути решения: 1) миним. потребление воды, 2) создание замкнутых систем водного использования, 3) глубокая очистка сточных вод, 4) использование огромных запасов воды в виде льда. Виды и качество воды: по происхождению различают подземные, поверхностные и в виде осадков. Шире используются поверхностные. По назначению: хоз-питьевая или промышленная вода. По солесодержанию: пресные (до 1г/л), соленоватые (1-10г/л), соленые (>10 г/л). По преобладающему аниону: хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные. Жесткие. Примеси в воде разделяют на истинно растворимые, коллоиды и взвеси. Отличаются размерами частиц, в первую очередь удаляются самые крупные – по фазовому дисперсному состоянию. Показатели качества волы: сущ-ют физ-хим и органолептические: мутность, цветность, общее солесодержание, сухой и прокаленный остаток, хим. потребление кислорода, биологическое ПК, содержание отдельных ионов и металлов, щелочность. Органолептические фиксируются органами человека: запах, прозрачность. Качество воды предназначено для разных целей. Оговорено в спец. ГОСТах: питьевая, промышленная и другая. |
Вопрос 21 Основы водоподготовки: фильтрование, коагуляция, отстаивание, умягчение. Аппаратурное оформление операций и сущность. Водоподготовка – комплекс мероприятий, обеспечивающий очистку воды, обогащение недостающими компонентами. Проходит через ряд последоват. операций, число которых зависит от качества потребляемой воды и от потребителя. В т/обменных аппаратах нельзя использовать жесткую воду, а в текстильной пром-ти должно быть миним. общее содержание соли. Из воды удаляются сначала крупные частицы, затем мелкие, а потом ионы. 1) Процеживание (удаление частиц > 5 мм). Используются метал. сетки. 2) Фильтрование (удаление грубодисперсных). Применяют спец. аппараты (открытые и закрытые) с кварцевым песком, который периодически промывают обработанным потоком воды. 3) Коагуляция (уменьшение ВМС). Применяют коагулянты (FeCl4,Cu(OH)2), которые гидролизуются при помощи аморфных гидроксидов. На поверхности осаждаются ВМС. Масса сорбированных частиц в 2 раза > самих хлопьев. Хлопья осаждаются (созревание осадка). Ускоряют созревание флокулянты – ВМС ионогенного характера. 4) Отстаивание – отделение хлопьев с коагулирующих частиц, проходящее в отстойниках на глубине 6 – 9 м. Применяют ситчатые микрофильтры, плоские или барабанные. Флотаторы – гидроциклоны, в которых идет коагуляция и отстаивание отдельных частиц. 5) Умягчение – удаление из воды солей Сa или Mg. Применяют различные методы: физ. связаны со снижением растворимости солей в воде (термическая обработка) Ca(HCO3)2 = CaCO3↓ + H2O + CO2 |
Вопрос 19 Основные принципы энерготехнологии. Примеры энерготехнологических схем Энерготехнология имеет 2 направления: 1) приспособление энергет. устройств для выработки хим. продукции, 2) создание интенсивных методов пр-ва продукции при потреблении дешевых энергет. топлив и уменьшении удельного расхода. Первое направление удобнее применять при выработке тепловой и электроэнергии из орган. топлива. Второе – путем использования тепла промежут. продуктов, энергии сжатых газов, установкой регенераторов тепла, кот. обеспечивают подогрев газообр. или жидкого сырья за счет тепла продукции. Продукт вращает турбину и от нее передается вращение на насос. Мотор расходует эл. энергию только в момент запуска установки и нужен для компенсации потерь. Экономия энергии на сжигании сырья 80%. Парогенераторы: тепло исп-ся для выработки пара, необход. в данном пр-ве. Котел – для утилизации тепла. 1) Очистка нитрозных газов в пр-ве HNO3: NXOY + CH4 = CO2 + H2O + N2 ; NXOY + H2 = H2O + N2 Схема: 1-абсорбер, 2-смеситель, 3-подогреватель, 4-контактный аппарат, 5-парогенератор, 6-паровая турбина, 7-компрессор, 8-газовая турбина. 2) Пр-во фталевого ангидрида. Получают путем окисления ксилола О2 воздуха. Выделяется тепло. Протекает при Т=500°. При увеличении Т – распад продукта. Применяют в орган. синтезе. Для поддержки Т – солевой расплав. Эта схема уменьш. себестоимость на 11% за счет выделения тепла по реакции. Схема: 1-смеситель, 2-реактор, 3-вспомогат. аппарат (пароперегр-ль 1 ступени), 4-парогенератор, 5-пароперегр-ль 2 ступени, 6-паровая турбина, 7-воздухозаборник, 8-компрессор, 9-подогреватель, 10-коннденсатоотводчики. |
|
|
Продолжение вопроса 12. 6) Чем > время, тем > выход продукта, но при этом ↓ производ-ть оборудования. Поэтому сущ-ет номинальное время контакта 7) Размер зерна кат-ра. С ↑ d зерна происходит сдвиг из кинетич. области во внутридиф., в кот. зависимость более явная. 8) Интенсивность работы кат-ра. Равна плотность на валентность реагента на S. Этот параметр важен для внешнедиф. области. Можно ускорить или идентифицировать процесс за счет других параметров. |