Критерии эффективности химико-технологического процесса и химического производства

       1) Расходный коэффициент(R). Это количество сырья или энергии каждого вида затрачиваемого на производстве единицы массы или объема продукта: тонну сырья/тонну готового продукта (м³/т, кг/т, т/м³). Топливо: тонны целевого топлива/тонну.

       Условное топливо – это топливо при сгорании 1 кг которого выделяется 7000 ккал топлива.

       Расходный коэффициент показывает количественные затраты на производство продукта, но не отражает эффективность использованных расходных компонентов.

       2)Степень превращения – показывает полноту использования исходного сырья

A+B→ продукты

x – считаем по тому, который в недостатке, обычно более дорогое вещество.

 

SO2+H2O→ SO3             CH4+H2O↔ 3H2+CO

	XSO2		воздух в избытке
					XSCH4		воздух в избытке

Необратимая: А→ x max=100%(A), x практическая ≤ 100%

Обратимая реакция (не идет до конца): x max≤ 100%, x max=x^*(равновесная степень превращения).

Равновесная степень превращения – при условии достигается равновесие:

CA^* - концентрация реагента А оставшегося не прореагировавшим к моменту равновесия.

       3)выход продукта: W= .

-Для необратимой: w=x

-Для обратимой: w=

       4)Селективность (избирательность) u – отношение массы целевого продукта к общей массе всех продуктов.

NH3+O2→ NO+H2O-целевая

NH3+O2→ N2O+H2O-побочная           u=

NH3+O2→ N2+H2O-побочная

       5) Производительность – это количество полученного продукта или переработающего сырья в единицу времени(П). П=

Мощность – максимальная возможная в данном условии производительность. М-мощность.

Одним из основных направлений химической технологии является увеличение мощности, так как с увеличением мощности уменьшение себестоимости 1-ой тонны продукта готового продукта. М=П•Т_эф•n: П – производимость основного аппарата, n – количество аппаратов, Т – эффективный фонд времени работы оборудования.

Способы увеличения мощности:

-увеличить количество аппаратов

- _эф за счет уменьшения простоев

-увеличение производительности аппаратов.

6)Интенсивность – производительность еденицы основного рабочего размера аппарата. I=     

Принципы обогащения твёрдого, жидкого и газообразного сырья.

Методы обогащения сырья

Применение концентрированного сырья упрощает и удешевляет переработку, позволяет получать конечные продукты.

Обогащение твердого сырья – совокупность физических и физико-химических методов обработки минерального сырья для удаления пустой породы и повышения содержания основного компонента в концентрате, который в результате реакции превращается в целевой продукт.

Обогащение жидкого сырья – упаривание, донасыщение, вымораживание, электролиз, ректификация.

Флотационное разделение руды основано на разной смачиваемости отдельных компонентов.

Флотация:

Пленочная

Масляная

Пенная (барботаж)

Ректификация – способ разделения жидких смесей, основанный на различных температурах кипения отдельных компонентов.

Обогащение газовых смесей

Ступенчатая конденсация или последовательное снижение температуры газовой смеси; Полное сжижение газовой смеси с последующей ректификацией; Разделение путем абсорбции с последующей десорбцией.

 

Скорость химической реакции. Изменение скорости химической реакции.

Кинетика ХТП

Любой термодинамический процесс рассматривается с двух точек зрения:

С точки зрения взаимодействия отдельных молекул

При рассмотрении реальных процессов, идущих в промышленных условиях, необходимо учитывать факторы, связанные с макростостоянием системы. Это такие факторы, как скорость перемешивания и тип мешалки (для жидкостных процессов), пути пересечения газовых потоков (для газовых систем), а также способы подвода и отвода тепла.

Скорость химической реакции выражается следующим уравнением

	(1)
	(2)
	(3)

где n – порядок реакции, E – энергия активации, R – универсальная газовая постоянная, T – температура, k₀ – предэкспоненциальный множитель, e – основание натурального логарифма.

Скорость зависит от температуры и концентрации реагирующих веществ.

Влияние температуры

Температура оказывает сильное влияние на скорость процесса, так как в уравнении Аррениуса входит в показатель степени.

Скорость простой необратимой реакции описывается уравнением 3. При постоянной концентрации и увеличении температуры скорость реакции возрастает по экспоненте.

 

 

При обратимой реакции зависимость скорости от температуры выражается уравнением:

r =  -  = K₁C_A – K₂C_R   (4)

где K₁ и K₂ – константы скорости прямой и обратной реакции.

Отрицательное влияние температуры:

Увеличение потерь целевого продукта из-за испарения и образования побочных реакций;

Снижение прочности и химической стойкости материала.

Снижение равновесной степени превращения в экзотермических процессах.

С увеличением концентрации исходных реагентов скорость реакции возрастает.

Для газовых систем скорость реакции пропорциональна давлению в степени, равной порядку реакции (до определенных пределов).

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: