Общая химическая технология

превращения – это отношение количества реагента, вступившего в реакцию, к

его исходному количеству.
Например, для простой необратимой реакции типа A → R степень превращения выражается уравнением

где ХА - степень превращения реагента А;
NА,О; NА - количество исходного реагента А в начале и конце процесса или текущее на данный момент.

превращения выражается в долях или %, в последнем случае
Из

уравнения следует, что количество реагента в конце процесса можно определить по выражению

превращения для реакций без изменения объема:
где СА,0, СА -

концентрации исходного реагента А в начале и конце процесса.
Текущая концентрация рассматриваемого реагента, в этом случае, определяется по выражению

реакция протекает с изменением объема, например
и С=f(ХА), соответственно относительное

изменение объема системы выражаются уравнением

Где А - относительное изменение объема системы,

- объем реакционной смеси при ХА=0; и ХА=1.

можно записать для объёма
и для концентрации
Ввиду того, что
получаем
и

превращения – для простой обратимой реакции типа A ↔ R

степень превращения выражается уравнением

где Х*А – равновесная степень превращения реагента А;
NА,О; N*А - количество исходного реагента А в начале процесса и в состоянии равновесия.

продукта для неравновесных условий
где и

- количество продукты R в состоянии равновесия и в неравновесных условиях.
Используя выражения для количества продукта выведенные из формулы для степени превращения:
и
получаем:

для выхода продукта справедливы также по отношению к простым необратимым

и обратимым реакциям, протекающим с изменением объема реакционной смеси. Например, для реакций:

необратимая – аА + bВ + … ↔ rR + sS + …

обратимая – aA + bB + … ↔ rR + sS + …

пользуясь символьными уравнениями для выхода продукта в простых необратимых и

обратимых реакциях, протекающим с изменением объема реакционной смеси можно записать:

необратимая –


обратимая –

- избирательность
Селективностью называется отношение количества целевого продукта к общему количеству

получаемых продуктов.
Селективность характеризует процессы, в которых протекают сложные параллельные и последовательные реакции с получением нескольких продуктов.

селективность будет выражаться

где YR - селективность

- избирательность


Для рассматриваемой параллельно реакции

тогда

между степенью превращения (X), выходом продукта (Ф) и селективностью (Y):
тогда

с учетом уравнения для степени превращения и селективности получим

умножим на

зависимость
можно записать в виде:

Ф = Х –

для простой необратимой реакции
Ф = Х/Х* – для простой обратимой реакции
Ф=Х × φ – для сложной необратимой реакции
Ф=Х/Х* × φ – для сложной обратимой реакции

В производственных условиях с целью уменьшения расходных коэффициентов сырья стремятся иметь возможность более высоких значений степени превращения (X), выхода продукта (Ф) и селективности (Y).

в котором порция сырья едино-временно загружается в аппарат, проходит в

нем все стадии обработки (до заданной степени превращения X), и затем выгружается все образующееся вещество.
Свойства периодических процессов:
1. Технологическая переменная (Г), которая включает в себя температуру, давление, концентрацию или другой характерный параметр, является функцией времени, а не пространства, т.е. ее значение в каждой точке пространства одинаково.
2. Цикличность. Как только достигнута желаемая степень обработки материала, аппарат разгружается. Повторяемость циклов представляет собой существенную и общую черту всех промышленных периодических процессов и способов работы всех машин периодического действия.

технологический процесс, в котором предмет труда (материал, вещество) подводится к

орудию труда (аппарат, машина, установка) непрерывным потоком.

Свойства непрерывных процессов:
1. Технологическая переменная "Г" является функцией пространства.
2. Отсутствие цикличности. Процесс при соблюдении условия , является стационарным, т.е. установившимся во времени.

схемы, отдельных аппаратов, при проектировании новых производств, разработке и проектировании

новых аппаратов, для отыскания важнейших технологических показателей, составляют материальный и тепловой балансы либо всего технологического производства, либо той его части, которая непосредственно связана с конструированием аппарата или определяемым показателем.
На основе знаний о закономерностях и ходе рассчитываемого химико-технологического процесса с учетом известных для данного процесса величин, составляется методика расчета, зависящая от:
рода производства;
способа переработки исходных материалов;
качества сырьевых материалов;
режима работы аппаратов;
условий производства;
и других факторов.

В основе всех химико-технологических процессов лежат законы сохранения!
(массы, энергии и импульса)

(закрытой) системе
Закон сохранения массы и энергии в покоящейся системе означает,

что они могут превращаться внутри системы (т.е. выступать в различных формах), но совокупности их остаются неизменными.
Рассмотрим систему в которой не происходит химических превращений.
Допустим в системе имеется несколько компонентов "К" и только одна фаза (φ = 1), то согласно закону сохранения массы, сумма масс всех компонентов должна быть равна массе всей системы m, т.е.

m1 + m2 + mк = m

или

В другом предельном случае система должна иметь несколько фаз (φ≠1) и только один компонент (К=1).
Закон сохранения массы при этом выражается несколько иначе:

(закрытой) системе
Закон сохранения массы и энергии в покоящейся системе означает,

что они могут превращаться внутри системы (т.е. выступать в различных формах), но совокупности их остаются неизменными.
Рассмотрим систему в которой не происходит химических превращений.
Допустим в системе имеется несколько компонентов "К" и только одна фаза (φ = 1), то согласно закону сохранения массы, сумма масс всех компонентов должна быть равна массе всей системы m, т.е.

m1 + m2 + mк = m

или

В другом предельном случае система должна иметь несколько фаз (φ≠1) и только один компонент (К=1).
Закон сохранения массы при этом выражается несколько иначе: