Зміст
Вступ
1. Поняттяхіміко-технологічної системи
2. Задачі аналізу ХТС
3. Принципи Складанняматеріальних и теплових балансів
4. Ентальпійній,енергетичний и ексергічній показники, їх Використання в аналізі ХТС
Висновок
Література
Вступ
Темареферату В«Хімічне виробництво - хіміко-технологічна системаВ» з дісціплініВ«Загальна Хімічна технологіяВ».
Дісціпліна"Загальна Хімічна технологія" відносіться до циклу загальнопрофесійніх дисциплін. Вивчення даної дісціпліні базується на курсах: Загальноїнеорганічної, органічної и фізічної хімії, фізики, математики, обчіслювальноїматематики, процесів й апаратів хімічної технології и винне передуватіВивчення фахових дисциплін.
Вивченнядісціпліні передбачає Розгляд загально проблем аналізу и синтезу хімічніхвиробництв. У задачу курсу входити Загальне Знайомство з хімічнім виробництвом,Його структура и компонентами; Вивчення основ хімічніх процесів и реакторів;освоєння загально методів аналізу и синтезу хімічного виробництва Як ХТС;ознайомлення з окремого хімічними Виробництво на прікладі якіх предметнодемонструються теоретичні положення курсу.
Мета роботи -ознайомітіся з відповіднімі темами, а саме:
-поняттям про ХТС, моделями ХТС;
-графічнімі моделями ХТС -функціональною, структурні, операторні та технологічною схемами;
-завданнями аналізу ХТС. ПринципамиСкладання матеріального и теплового балансів;
-ексергічнім Показники, ЙогоВикористання в аналізі ХТС.
1Поняття хіміко-технологічної системи
Хімічневиробництво - ції система, а точніше, хіміко-технологічна система (ХТС) -сукупність апаратів, зв'язаних Між собою потоками и функціонуючіх Як єдинеціле. У кожнім апараті чі елементі по термінології Теорії систем,
відбуваєтьсяперетворення потоку (змішування, Поділ, подрібнення, нагрівання, перетворенняенергії, стіск, розширення, хімічне перетворення, випаровуваності и т.д.). ПотокиЯк зв'язки за термінологією систем, забезпечуються передачу речовіні або енергіїМіж апаратами (елементами системи) i можут буті матеріальнімі, тепловими,Енергетична та інформаційнімі.
ТомуХТМ - представлення хімічного виробництва у віді системи. Вивчення систем (утому чіслі ХТС) проводитися методами Теорії систем. Конкретна реалізація идодаток цієї Теорії віражається у віді системного аналізу - сукупність методіви засобів Вивчення складаний систем.
МетодиВивчення систем включаються еврістічні або неформалізовані методи и формалізованіабо строгі математічні прійоми.
ФункціонуванняХТМ характеризують таборували ХТС, тобто Показники Всіх потоків и апаратів.Показники потоків назівають параметрами, які розділяються на параметри стану иПараметри властівостей. До Першого належать витрати и концентрації компонентіву потоці, температура, лещата та ін., до інших - теплоємність, щільність,густин. Показники апарата (елемента) є Параметри вихідних и вхідніх потоків,Вінницький національний керуючих вплівів, деякі Параметри стану цього елемента, Що визначаютьсяЙого Функціонування в Сейчас годині, наприклад - актівність каталізатора,максимальна температура в апараті та ін.
ДляПобудова и аналізу XTС необхідно мати її опис чі модель, Що дозволяє ЯКІСНО икількісно візначіті стан ХТС.
Моделіхіміко-технологічних систем
Пріймаютьсятри види моделей XTС - Хімічна, графічна и математична.
Хімічнамодель, в основу якої покладені Хімічні реакції, Що протікають у сістемі,передається хімічною схемою.
Хімічнасхема показує Основні и побічні Хімічні реакції, Що протікають при переробцісировини про одержания необхідного продукту.
прикладаМоже служити Хімічна схема виробництва соди (рис.1).
Рис.1.Хімічна схема виробництва Соди
Порівняннярізніх варіантів хімічніх схем, Наприклад, схем одержания того самого продуктуна базі різної сировини, дозволяє вібрато з них найбільш афективного. Припорівнянні хімічніх схем одержания продуктів враховуються НЕ Тільки вартість идоступність сировини, альо и можліві побічні реакції, Що зніжують вихідцільового продукту и селективність, та обумовлюють утворення відходів,збільшення витрати енергія на переробку сировини и т.д. Розгляд хімічніх схемдозволяє передбачіті апаратурне оформлення процесів, Вибір конструкційніхматеріалів, можлівість автоматизація й ін. Хімічні Схеми широко використовуютьсяпри розробці, модернізації и проектування технологічних процесів.
ГрафічніМоделі дозволяють здобудуть наочне уявлення про спосіб взаємодії Між окремомуелементами системи, Що представляється у віді схем - функціональні,технологічні, структурної, основою якіх є Хімічні схеми.
Функціональнасхема ХТС будується на базі хімічної схеми. Вона показує технологічні зв'язкиМіж процесами, Що протікають на Всіх стадіях виробництва продукту, а саме -підготовкі сировини, хімічніх перетвореності, віділення ї очищених продуктів. Так,Наприклад, функціональна схема виробництва соди, у відповідності з наведенихВище хімічною схемою, буде наступна.
Рис.2.Функціональна схема виробництва Соди
Такимчином, ця схема Дає Загальне уявлення про Функціонування ХТМ и служити Передумовидля апаратурного оформлення в розробці технологічної и структурної схемпроцесу.
технологічнасхема ХТС показує Елементи системи, способи їхнього з'єднання и послідовністьтехнологічних операцій. Для цього в технологічній схемі Кожній елемент (агрегат,апарат) має загальнопрійняте зображення, Що відповідає Його конструктивногооформленню. Зв'язки Між ними (технологічні зв'язки) зображуються у віглядістрілок. На технологічній схемі коротко можут буті пріведені дані проречовіні, Що беруть участь у процесі. и про параметри процесу. Як приклад нарис. 4 наведена технологічна схема ХТС виробництва азотної кислоти.
технологічніСхеми одержують у результаті наукової Розробка даного способу виробництва.
Слідзазначіті наочність представлення процесів за допомог технологічних схем, Щопризвело до їхнього Використання Як при експлуатації, так и при проектуванніХТС.
Рис.3. Технологічнасхема виробництва азотної кислоти АК-72
Структурна (блокові) схема ХТС на відміну від технологічної Схеми включаєЕлементи ХТМ у вігляді блоків, Що мают входь и виходе. Вона показуєтехнологічні зв'язки Між блоками, які показують напрямок руху матеріальних иенергетичних потоків системи, лініямі Зі стрілкамі. Як и функціональна Вона немістіть інформації про окремі тіпі елементів, альо на структурній схемі Дужечітко простежуються напрямки потоків. Структурна схема ХТС синтезу аміакупредставлена ​​на рис. 4.
Рис.4.Структурна схема синтезу аміаку:
1- Компресор; 2 - інжектор; 3 - теплообміннік; 4 - віпарювач рідкого аміаку; 5,8- Сепаратори; 6 - колона синтезу; 7 - водяній холодильник;
9- Ціркуляційній компресор.
Простотаоформлення, наочність зображення обумовілі Широке застосування схем цього типупри розробці и проектуванні ХТС. ЯКЩО є набор "блоків", то стаєможливіть Зміна їх розташування, можна "програваті" Різні варіантапроектованої ХТМ и вібіраті найкращі.
операторнихсхема ХТС засновалося на ТІМ, Що Коженов елемент XTC являє собою сукупністьдекількох тіпів технологічних Операторів або окремого типових технологічнихОператорів.
Технологічнийоператор - ції елемент ХТС, у якому відбувається якісне чі кількіснеперетворення фізічніх параметрів вхідніх матеріальних и енергетичних потоків уфізічні Параметри вихідних матеріальних и енергетичних потоків у результатіхімічніх або фізічніх процесів, які протікають у них. Це Може буті, Наприклад,Зміна температури, щільності, густин або інших параметрів при здійсненні вданого елементі ХТС хімічної реакції, процесів масообміну, розподілу,змішання, нагрівання и та ін.
типовітехнологічні оператори представляють типові хіміко-технологічні процеси, Щовідбуваються в ЕЛЕМЕНТІВ ХТС...
