Процессы и аппараты химической технологии

При проектировании установок для проведения типовых процессов химической технологии, выбора принципа расчета и необходимого оборудования основное значение имеют химические процессы.

Основные процессы и аппараты химической технологии

Все справочные данные и общие сведения о химическом производстве содержатся в пособии по проектированию под редакцией Дытнерского Ю.И «Основные процессы и аппараты химической технологии».

В пособии рассказывается:

  • о расчетах теплообменных и массообменных аппаратов;
  • о работе выпарной, ректификационной и адсорбционной установок;
  • о механических расчетах основных узлов и деталей химических устройств;
  • о гидравлических расчетах.

В издании приведены принципы работы установок мембранного разделения и данные по кристаллизации.

Виды химических процессов и технологий

Для производства готовой продукции и промежуточных веществ с помощью химической переработки исходного материала используются разные методики и приборы. В основе большинства операций лежит перенос какого-либо вещества.

Исходя из будущего предназначения и эксплуатации, выделяют следующие типы процессов:

  • гидромеханические используются для механического разделения неоднородных смесей жидкостей и газов, их очистки от твердых частиц, например, отстаивание и осаждение в центрифуге;
  • тепловые, в основе которых лежит перенос тепла (испарение, конденсация, нагревание, охлаждение);
  • массообменные заключаются в переносе вещества с совместным переносом импульса и тепла (абсорбция, адсорбция);
  • химические и биохимические происходят при варьировании химического содержания и свойств (ионные реакции, гликолиз, брожение).

Технологические процессы по длительности подразделяются на:

  • периодические;
  • непрерывные;
  • комбинированные.

Периодические процессы протекают непостоянно, так как происходит цикличное закладывание исходных материалов. Совместная загрузка сырья и выгрузка продукции характеризует непрерывный процесс. Комбинированные процессы состоят из двух типов операций или нескольких раздельных стадий совместно.

В химическом производстве упор делается на использование непрерывных процессов, которые полностью механизированы и управляют с помощью автоматике. Непрерывные процессы по сравнению с периодическими операциями более практичны. В непрерывном процессе за счет постоянного протекания операций финансовые, ресурсные и трудовые расходы снижены.

Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии

Комплекс мер по бережному и эффективному применению элементов производства составляет энерго- и ресурсосбережение, которое достигаются в результате применения различных методов:

  • уменьшения фондоемкости и расхода готовой продукции;
  • роста продуктивности;
  • увеличения качества продукции.

Ресурсосберегающие мероприятия позволяют обеспечить производство готовой продукции с минимумом применения топлива и другого исходного сырья, компонентов, топлива, воздуха, воды и иных источников для технологических нужд.

К технологиям ресурсосбережения относятся:

  • закрытая система водообеспечения;
  • применение вторичных ресурсов;
  • переработка отходов.

Ресурсосберегающие технологии экономят использование материалов и снижают воздействие вредных факторов производства на окружающую среду.

Проектирование и расчет процессов и аппаратов химической технологии

Расчет химического оборудования и проектирование проходят в следующей последовательности:

  • анализируются исходные данные, выявляется направление течения процесса;
  • составляется материальный баланс и определяются количественные величины материальных потоков. Материальный баланс является тождеством прихода и расхода массовых потоков элементов в одном оборудовании;
  • исходя из теплового баланса, определяют расходы теплоты в реакции или расходы теплоносителей. Тепловой баланс представляет равенство прихода и расхода тепловых потоков в оборудовании;
  • определяется движущая сила процесса исходя из закона равновесия;
  • рассчитывается коэффициент скорости К, который обратно пропорционален сопротивлению соответствующей операции;
  • величину аппарата вычисляют по главной кинетической закономерности. Этим размером чаще всего приходится поверхность аппарата. По расчетной величине с помощью специальных каталогов либо нормалей, выбирают ближайший стандартный типоразмер проектируемого оборудования.

Компании с исследовательскими группами химических процессов

Компании с исследовательскими группами химических процессов – это крупные организации с большим штатом химических экспертов. Одной из таких организация является «Модкон Системс», которая разрабатывает продукцию, ведет техническую политику для обеспечения всех типов исследовательских мероприятий, а также осуществляет комплексную оптимизацию процессов в сфере нефтепереработки, трубопроводов, биотехнологии и химии.

Лабораторный комплекс научно-инжинирингового центра ГК «Миррико» включает исследовательские и испытательные лаборатории, которые разрабатывают новые виды продуктов и технологии для разных целей.

НИЦ ГК «Миррико» включает в себя следующие отраслевые научно-исследовательские лаборатории (НИЛ):

  • НИЛ «Реагенты для бурения и добычи»;
  • НИЛ дивизиона «Добыча»;
  • НИЛ нефтегазопереработки и нефтехимии «Процессы»;
  • НИЛ «Буровые растворы и технологии»;
  • НИЛ «Вода».

Производители химических аппаратов

Для реализации химических превращений в нефтехимической сфере необходимы химические реакторы и аппараты. Химический реактор - это аппарат с тремя стенками, который находится под давлением или вакуумом с разными методами нагрева, обладает быстроходными и тихоходными мешалками. Исходя из величины температуры нагрева и необходимости ее контроля, выбирается теплоноситель.

Завод «ЮВС» занимается разработкой и изготовлением реакторов разных конструкций, исходя из разряда реакции в оборудовании, физического состояния компонентов, необходимого режима теплоты, давления, объема, характера течения процесса. Для того чтобы ускорить тепловой и массообменный процесс реакторы оснащают дополнительными элементами, которые перемешивают. Качество выпускаемого оборудования строго контролируется из-за повышенной техники безопасности. Механическая прочность, стойкость к коррозийному действию перерабатываемого сырья и соответствующие физические характеристики являются требованиями, предъявляемыми к химическим реакторам.

Другая компания ООО «СибМашПолимер» рассчитывают и изготавливают химические реакторы, а также дает гарантии на высокое качество производимых аппаратов. Компания осуществляет испытания своей продукции в лаборатории, оснащенной радиографическим контролем аппаратов.

Промышленное объединение «Химстройпроект» производит энергосберегающие и теплообменные аппараты, согласно критериям Технического Регламента Таможенного Союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013).


Читайте другие наши статьи:

Сушка и приемка лекарственного растительного сырья
Хранение лекарственного растительного сырья
Химическая технология материалов