Требования к химическому производству, показатели химического производства и процесса. (Тема 2-3) презентация

Тема 2 и 3 Требования к химическому производству, показатели хим. производства и хим. процесса Исследование химического процесса Математическое моделирование химических процессов

Требования к химическому производству Возможность получения в необходимом количестве целевого продукта нужного качества. Экологическая безопасность. Безопасность и надежность эксплуатации.

Требования к химическому производству Рациональное использование сырья и энергии. Рациональное использование трудовых ресурсов.

Основные группы показателей, определяющие полезности и эффективности химического производства и химического процесса Технические Экономические Эксплуатационные Социальными

Технические показатели химического производства Производительность (мощность) производства – количество получаемого продукта или количество перерабатываемого сырья в единицу времени Расходный коэффициент показывает количество затраченного сырья, материалов или энергии на производство единицы продукта

Технические показатели химического производства Выход продукта – отношение реально получаемого количества продукта из использованного сырья к максимальному количеству, которое теоретически можно получить из того же количества сырья. Интенсивность процесса – количество перерабатываемого сырья или образуемого продукта П (м3/ч) в единицу времени в единице объема реактора Vр.

Технические показатели химического производства Объемная скорость подачи сырья (для непрерывных реакторов) объем исходной смеси, подаваемой в единицу реакционного объема в единицу времени Качество продукта определяет его потребительские свойства и товарную ценность и оценивается разными характеристиками: содержание (состав и количество) примесей, физические и химические показатели, внешний вид и размеры, цвет, запах и пр. Определяется ГОСТ, ТУ, сертификатом качества.

Технические показатели химического процесса Степень превращения (конверсии) — доля превращенного исходного вещества от его первоначального количества; характеризует полноту превращения исходного вещества в химическом процессе и определяется как отношение превращенного реагента к его первоначальному количеств

Технические показатели химического процесса Селективность процесса: доля превращенного исходного сырья, израсходованного на образование заданного вещества или отношение количества реально полученного продукта к его теоретическому количеству, которое могло бы образоваться из превращенного исходного вещества при отсутствии побочных реакций

Технические показатели химического процесса Дифференциальная селективность представляет собой долю превращенного исходного реагента, израсходованного на образование данного продукта при бесконечно малом изменении состояния системы; характеризует селективность процесса в каждый данный момент времени. Интегральная селективность — доля превращенного исходного реагента, израсходованного на образование данного продукта , за время протекания процесса .

Технические показатели химического процесса Выход продукта в химическом процессе может быть определен как произведение двух показателей:

Технические показатели химического процесса Коэффициент рециркуляции

Технические показатели химического процесса Скорость химического процесса показывает, на сколько быстро происходит превращение в единицу времени и является результатом числа элементарных актов реакции, протекающих за единицу времени в единице объема фазы или поверхности раздела

Технические показатели химического процесса Скорость превращения вещества — изменение (убыль или прирост) количества компонента реакционной смеси за единицу времени в единице реакционного пространства

Технические показатели химического процесса Скорость химической реакции r = Wi/i Истинная или мгновенная скорость реакции - скорость, определяемая за бесконечно малый отрезок времени dτ Суммарная или средняя скорость реакции - скорость протекания химической реакции за время , необходимое для достижения нужной степени превращения исходного вещества

Технические показатели химического процесса При постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях, равных порядку реакции по данному компоненту

Экономические показатели химического процесса Себестоимость продукции Производительность труда Механизация Автоматизация Удельные капитальные затраты

Эксплуатационные показатели химического процесса Надежность Безопасность функционирования Чувствительность к нарушениям режима и изменению условий эксплуатации Управляемость и регулируемость

Другие показатели химического процесса Социальные Безвредность обслуживания Степень автоматизации и механизации Экологическая безопасность

Исследование химического процесса Моделирование — метод исследования, когда исследование самого объекта заменяют исследованием его модели и полученные свойства модели переносят на свойства моделируемого объекта. Модель — специально созданный объект любой природы, более простой по сравнению с исследуемым объектом по всем свойствам, кроме тех, которые нужно изучить, и способный заменить исследуемый объект так, чтобы можно было получить новую информацию об исследуемом объекте и предсказать новые его свойства.

Исследование химического процесса Физическому моделированию характерен принципиальный недостаток, вызванный изменением размеров оригинала при создании модели, который может привести к появлению у модели таких свойств, которые не присущи оригиналу, и наоборот, некоторые свойства оригинала при переходе к модели могут оказаться настолько ослабленными, что их нельзя зарегистрировать.

Исследование химического процесса Математическая модель позволяет с помощью определенного алгоритма прогнозировать поведение объекта при изменении входящих и управляющих параметров. Исследование совокупных свойств составляющих модель уравнений с применением вычислительных машин называют математическим моделированием.

Основные подходы при составлении математической модели Детерминистический Эмпирический

Математическое моделирование химического процесса