Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Застосовуючи у фізико-хімічному аналізі кінетичний метод дослідження, що грунтується на вивченні часу (швидкості) перетворення системи залежно від її складу, будують діаг_рам^_стаду і діаграми «склад — властивість». Ці діаграми називаються фізико-хімічними і хімічними. За хімічною діаграмою можна встановити характер взаємодії компонентів, склад і межі існування утворених ними фаз постійного і змінного складу, не вилучаючи ці фази і не проводячи їх хімічного аналізу. В тих випадках, коли рівновага у виробничому процесі не досягається, ці кінетичні дані мають велике практичне значення.
Розрахунки, пов'язані із застосуванням тисків, грунтуються на законах Бойля — Маріотта — Гей-Люссака, Менделєєва — Клапейрона, Авогадро — Жерара, Дальтона та Генрі. Для технології зрідження і розділення газових сумішей і парів велике значення має застосування закону Томсона — Джоуля про еквівалентність енергії розширення стиснутих газів зниженню температури.
Останніми роками доведено, що закони, встановлені для газів при тисках до кількох сот атмосфер, не придатні для вищих тисків, оскільки прн високих тисках змінюються об'єми не тільки газів, а й рідин і твердих тіл. І^^_Кгщче^ький_встановив, що розчинність газів у рідині при зростанні тиску спочатку падає, потім, пройшовши через мінімум, зростає, спочатку швидко, потім повільно і в кінці-кінців стає незалежною від тиску. Як показали досліди, закон Дальтона про ге, що розчинність у рідині кожного компонента газової суміші пропорційна його парціальному тиску, при високих тисках не справджується. Враховуючи роль високих тисків у сучасній технології, при розробці технологічних схем на це слід звернути увагу.
Застосування к^шіл^з^ітоглв. для прискорення реакцій у сучасних технологічних процесах дуже поширене. Сучасна наука приділяє велику увагу теоретичним дослідженням у галузі каталізу. При доборі каталізаторів широко використовуються закономірності, які грунтуються на дії електронних і деформаційних сил каталізатора як активного твердого тіла і уявлення про геометричну відповідність розмірів і форм молекул реагуючих речовин з віддаленнями між активними групами (або центрами) на поверхні каталізатора.
В хімічній технології широко користуються законом Гесса, особливо в тих випадках, коли теплоту реакції не можна визначити експериментально.
В технології електрохімічних виробництв дуже часто використовують закони Фарадея, Джоуля, Ома, Гесса та Кірхгофа.
§ 2. ЕКОНОМІЧНІ ВИМОГИ, ЩО СТАВЛЯТЬСЯ ДО РАЦІОНАЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА
Основними показниками, якими характеризується техніко-еконо-мічна ефективність і доцільність кожного раціонального технологічного процесу, є: витрата сировини і енергії на одиницю продукції, вихід і якість продукції, інтенсивність процесу, капітальні витрати на організацію виробництва і собівартість продукції.
Вирішальне значення для раціонального ведення виробництва та створення правильного сталого технологічного режиму має організація праці і управління виробництвом, а також здійснення швидкого і систематичного контролю виробництва. Для забезпечення високої економічності в хімічній промисловості на сучасному етапі її розвитку необхідно при здійсненні технологічного процесу систематично і планомірно використовувати найбільш продуктивну техніку, здатну забезпечити максимальний випуск високоякісної продукції за одиницю робочого часу при найменших витратах.
Щоб обгрунтувати необхідність застосування нової техніки і технології, потрібно визначити ефект від їх застосування і витрати, пов'язані з цим.
Для оцінки нового технологічного процесу треба виявити його доцільність, порівнюючи такі основні техноекономічні показники: вихід готової продукції; кількість відходів взагалі і таких, що їх можна використати; витрату палива та електроенергії на одиницю продукції; трудомісткість процесу; рівень механізації і автоматизації; тривалість процесу; корозійні властивості і вимоги до апаратурного оформлення; безпечність процесу та ін.
Економічні вимоги, що ставляться до раціонального виробництва, тісно пов'язані і випливають із загальних тенденцій технічного прогресу, тобто наскільки нові техніка та технологія збігаються із загальними тенденціями технічного прогресу в хімічній технології (зростання швидкостей реакцій, збільшення потужності машин і агрегатів, підвищення якості продукції, застосування нових матеріалів, використання нових методів при переробці сировини).
У хімічній промисловості зростання швидкостей процесів полягає в інтенсифікації виробництва. На певному етапі зростання швидкостей виникає невідповідність будови машин і апаратів з вимогами до них. Тому для того, щоб досягти зростання швидкостей процесів, потрібні перебудова методів і конструктивне вирішення завантаження і вивантаження, перехід від періодичних процесів до безперервних, розробка нових технологічних схем тощо.
Зростання потужностей веде до високої економічності виготовлення машин і апаратів. Так, збільшення потужності агрегату значно зменшує витрати матеріалів на одиницю потужності, затрати праці та експлуатаційні витрати. Наприклад, собівартість NH3 при збільшенні потужності установки від'ЗО до 90 тис. т зменшується на 19%, а до 180 тис. т— на 32%. Збільшення потужностей агрегатів зменшує також кількість обслуговуючого персоналу. В хімічній промисловості потужність апаратури і установок дедалі зростає в усіх її галузях. Але, безумовно, зростання потужностей має свої технічні і економічні межі, пов'язані насамперед з конструктивними ускладненнями.
