Лекция № Предмет и содержание курса охт

Лекция № 1. Предмет и содержание курса ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ (ОХТ)

ТЕХНОЛОГИЯ
Основы химической технологии (ОХТ)
Процессы и аппараты химической технологии (ПАХТ)
Промышленная теплотехника (ПТ)
Основы промышленной химии
Технологии
Механические (изменение формы и физических свойств путем механических операций)
Химические (процессы, связанные с изменением состава и химических свойств перерабатываемого сырья за счет протекания химических реакций
Неорганические
1) основной неорганический синтез –производство кислот щелочей, солей и минеральных удобрений;
2) тонкий неорганический синтез –производство препаратов, реактивов, лекарственных препаратов, редких металлов и т.д.;
3) металлургия –
производство черных и цветных металлов;
4) силикатные производства –
производство вяжущих веществ, керамики и стекла;
5)ядерно-химическая технология.
Органические
1) основной органический синтез –
крупнотоннажное производство органичес-ких продуктов;
2) тонкий органический синтез –
производство реактивов, лекарств, средств защиты растений и т.д.;
3) переработка нефти и газов;
4) нефтехимический синтез –
производство органических продуктов на основе углеводородного сырья;
5) переработка растительного и животного сырья;
6) высокомолекулярные технологии –
производство синтетического каучука, пластмасс, химических волокон и других высокомолекулярных соединений;
7) биотехнологии –
производство кормовых дрожжей, ами-нокислот, ферментов, антибиотиков и т.д.

Основы химической технологии – наука, изучающая теоретические основы разработки технологий для различных классов химических реакций. Предмет изучения ОХТ – закономерности, лежащие в основе функционирования химического производства.

• Задачи ОХТ как науки:
• 1) отыскание общих закономерностей протекания химико-технологических процессов;
• 2) на основе знания общих закономерностей нахождение оптимальных условий ведения химико-технологических процессов;
• 3) изучение химических превращений с учетом массо- и теплообменных процессов;
• 4) повышение эффективности использования сырья, энергии, снижение количества отходов и выбросов в окружающую среду; повышение качества выпускаемой продукции.

Методы ОХТ:
- экспериментальный;
- моделирование.

Основные понятия химической технологии Химическое производство – совокупность процессов и операций, осуществляемых в машинах и аппаратах и предназначенных для переработки сырья путем химических превращений в необходимый продукт. Целевой продукт – продукт, ради которого организован данный ХТП. Все остальные продукты называют побочными. Побочные продукты могут получаться как в целевой, так и в побочных реакциях. Если побочный продукт не находит применения, его называют отбросом; если он используется, то его называют отходом или вторичным сырьем. Если целевой продукт используется в качестве исходного материала в другом производстве, то он называется полупродуктом. Исходный материал, поступающий на переработку и обладающий стоимостью, называют сырьем. Вещество, принимающее непосредственное участие в целевой химической реакции, называется реагентом. Реагент – это главный, но не единственный компонент сырья. Все компоненты сырья, которые не участвуют в целевой реакции, называют, обычно, примесями. В технологии часто пользуются понятиями «превращенный» и «не превращённый» реагент. Превращенный реагент – это то количество реагента, которое вступило в реакции (как целевые, так и побочные). Не превращённый реагент – это то количество реагента, которое выходит из реактора в не превращённом, первоначальном состоянии. Сумма масс превращенного и не превращённого реагента равна массе поданного в реактор реагента. Вспомогательные материалы – химические вещества, которые обеспечивают нормальное протекание ХТП (катализаторы, растворители и др.).

Исходная смесь – смесь веществ, поступающих в реактор, на стадию химического превращения. Реакционная смесь – смесь веществ, находящихся в реакторе или выгружаемых из него. Ее состав меняется в процессе реакции. Мы можем говорить о составе реакционной смеси в определенный момент времени от начала реакции. Химико-технологический процесс (ХТП) – часть химического производства, состоящая из трехосновных стадий:

Пример:
1. 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
2. 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
3. 4NH3 + 4O2 → 2N2O + 6H2O
1 - целевой продукт
2 и 3 - побочные реакции
NO - целевой продукт на стадии окисления аммиака и в то же время побочный продукт в получении азотной кислоты
Вода, азот и оксид азота (I) – побочные продукты. Реагентами в этом процессе являются аммиак и кислород; сырьем – аммиак, содержащий некоторое количество примесей, и воздух, в котором примесями являются азот и другие газы. Вспомогательным материалом является платина, используемая в процессе в качестве селективного катализатора, ускоряющего только первую реакцию. Исходная смесь представляет собой аммиачно-воздушную смесь с содержанием аммиака 9,5 – 11,5 % об. Реакционная смесь – нитрозные газы, содержащие NO, N2O, N2, пары H2O, а также не превращенные О2 и NН3.