Введение
Химическая технология как наука. Этапы развития химической технологии. Роль химической технологии в народном хозяйстве. Основные направления развития химической технологии. Место дисциплины «Общая химическая технология» в системе подготовки инженеров химиков-технологов и ее структура.
Тема 1. Химическое производство. Основные понятия и определения
1. Понятие о химическом производстве как о химико-технологической системе(ХТС) - совокупности элементов связанных между собой технологическими связями и действующими как единое целое. Иерархическая организация химического производства.
2. Основные технологические компоненты химического производства: Сырье, продукты, полупродукты, энергетические ресурсы, отходы.
3. Критерии оценки эффективности химического производства.
Тема 2. Химический процесс
1. Определение и общие закономерности, классификация по различным признакам.
2. Технологические критерии химико-технологического процесса (степень превращения, селективность, выход) и связь между ними.
3. Гомогенные химические процессы. Влияние условий проведения процесса на значение технологических критериев.
4. Оптимальные температуры для обратимых и необратимых химических процессов.
5. Пути интенсификации гомогенных химических процессов.
6. Гетерогенные химические процессы: определение; типы; классификация.
7. Наблюдаемая скорость гетерогенного процесса. Лимитирующая стадия, влияние на нее условий протекания процесса. Области протекания гетерогенного процесса . Пути интенсификации гетерогенных процессов протекающих в различных областях.
8. Модели гетерогенных процессов газ-твердое тело.
9. Модели процессов газ-жидкость.
10. Промышленный катализ, виды и типы катализа. Характеристики катализаторов и требования к ним.
11. Гомогенный катализ. Влияние условий на эффективность гомогенного каталитического процесса.
12. Гетерогенный катализ на твердом катализаторе: области протекания; влияние условий осуществления процесса на его скорость и селективность.
13. Тепловые явления в гетерогенно-каталитических процессах. Тепловая устойчивость. Неоднозначность режимов работы.
14. Дезактивация катализаторов. Пути интенсификации гетерогенных каталитических процессов.
Тема 3. Химические реакторы
1. Основные определения и положения. Структурные элементы химического реактора. Требования к химическим реакторам.
2. Классификация химических реакторов по различным признакам.
3. Основные типы конструкций химических реакторов.
4. Математические модели химических реакторов. Основные закономерности лежащие в основе моделей реакторов. Методика создания моделей.
5. Роль структуры потоков в осуществлении процесса в химическом реакторе. Описание структуры потоков. Кривые отклика.
6. Идеальные модели: Реактор идеального смешения (РИС) и реактор идеального вытеснения (РИВ).
7.1. Периодический реактор идеального смешения (РИС-П). Материальный баланс (характеристическое уравнение). Особенности режимов работы. Области использования. Расчет параметров реактора.
7.2. Реактор идеального смешения непрерывного действия (РИС-Н). Материальный баланс. Распределение параметров по объему. Кривые отклика.
7.3. Реактор идеального вытеснения непрерывного действия (РИВ). Материальный баланс. Распределение параметров по объему. Кривые отклика. Расчет параметров реактора. Сравнение параметров РИВ и РИС-Н при работе в идентичных режимах. (распределение концентраций, степень превращения, выход).
7.4. Каскад реакторов идеального смешения.
7.5. Химические реакторы со структурой потоков, отличной от идеальных. Ячеечная и диффузионные модели реакторов и области их применения.
7.6. Неизотермические процессы в реакторах. Тепловые балансы РИВ и РИС. Распределение температур в РИВ и РИС. Связь температуры и степени превращения в реакторах обоих типов.
7.7. Количество и устойчивость стационарных режимов в РИС в реакторе с внешним теплообменом.
7.8. Типовые конструкции промышленных химических реакторов.
Тема 4. Химико-технологические системы
1. Представление химического производства как системы (ХТС). Состав ХТС (элементы, связи, подсистемы), виды моделей (описаний), схемы. Химическая, функциональная, операторная и технологические схемы ХТС.
2. Технологические связи в ХТС, их назначение и характеристика. Примеры использования в конкретных производствах. Замкнутые и разомкнутые ХТС.
3. Синтез и анализ ХТС. Основные концепции синтеза ХТС. Способы оптимизации ХТС. Энерготехнологические системы. Основы комбинирования производств.
4. Анализ ХТС. Влияние топологии ХТС на ее свойства и эффективность. Чувствительность и устойчивость ХТС. Оценка эффективности ХТС в целом, как функцию различных параметров.
5. Принципы расчета ХТС. Состав математического описания.
5.1. Сырьевая подсистема ХТС. Классификация видов сырья. Использование отходов в качестве сырья. Основные направления в использования сырья. Подготовка сырья к химической переработке. Вода как сырье в химическом производстве. Элементы водоподготовки.
5.2. Энергетическая подсистема ХТС. Структура потребления энергии в химической промышленности. Источники энергии и их классификация.
5.3. Экологические проблемы химического производства и пути их решения. Понятие экологии. Классификация отходов и выбросов. Предельно допустимые концентрации и выбросы. Создание безотходных технологий.
5.4. Порядок описания химического производства на примере одной конкретной технологии.
