Тема 5. Химико-технологические процессы

Роль химико-технологических процессов в системе технологий. Определение химико-технологического процесса (ХТП). Химические превращения, физические, физико-химические процессы, лежащие в основе современных химических производств.

Стадии ХТП. Технологический режим - важный фактор функционирования ХТП. Технологическая классификация ХТП. Факторы, имеющие значение для ХТП.

Классификация ХТП по способу организации процессов. Характеристика и принципиальные схемы периодических, непрерывных и комбинированных ХТП.

Деление процессов по направлению движения материальных и тепловых потоков, характеристика прямоточных, противоточных, с перекрестным и смешанными потоками.

Классификация ХТП по агрегатному состоянию системы реагирующих веществ. Понятия «фаза», «гомогенная система», «гетерогенная система». Сведение гетерогенных процессов к гомогенным - путь интенсификации химического производства.

Деление ХТП по виду используемого сырья. Их характеристика и особенности.

Химические реакции, составляющие основу ХТП: простые, сложные, обратимые, необратимые, идущие с выделением (поглощением) теплоты.

Эндотермические и экзотермические ХТП. Примеры этих процессов. Совмещение эндотермических и экзотермических эффектов в одном технологическом процессе - направление экономии топлива, электроэнергии. Понятие «автотермичный режим». Примеры промышленных ХТП, в которых используется автотермичный режим.

Понятие «суммарной скорости» и определяющей стадии ХТП. Повышение скорости медленной стадии - путь ускорения ХТП. Диффузные, кинетические, переходный режимы протекания реакций.

Определение скорости гомогенных и гетерогенных реакций, лежащих в основе ХТП. Принципы интенсификации ХТП.

Равновесие обратимых процессов. Влияние условий процесса на равновесие. Принцип Ле-Шателье. Количественное определение подвижного равновесия. Константа равновесия.

Понятия «выход продукта», «равновесный выход продукта», «фактический выход продукта». Факторы, влияющие на выход продуктов. Обоснование выбора рациональных путей ускорения ХТП. Перспективные направления развития ХТП.