Общие понятия о химическом производстве

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное пособие является вторым, переработанным изданием курса лек­ций «Общая химическая технология» 2003 года. Переработка пособия бази­рует­ся на замечаниях и предложениях специалистов и опыте преподавания предмета автором. Она также связана с изменением системы подготовки вы­пускников высшей школы РФ в последние годы.

Федеральный образовательный стандарт высшего профессионального образования Российской Федерации и учебные планы подготовки специали­стов и бакалавров предусматривают преподавание дисциплины «Общая хи­ми­ческая технология». Этот предмет относится к циклу общепрофессио­наль­ных дисциплин (ОПД) и является одним из базовых для студентов, обучаю­щихся по специальности 240401 «Химическая технология органических ве­ществ» и бакалавров направления 240100 «бакалавр техники и технологии».

При составлении пособия учтены требования Федерального стандарта и последние достижения в области химической науки и технологии.

Содержание предлагаемого пособия «Общая химическая технология» ба­зируется на ряде ранее изученных студентами дисциплин. Среди них сле­дует выделить такие предметы, как «Общая химия», «Органическая химия», «Физическая химия», «Поверхностные явления и дисперсные системы», «Фи­зика» и некоторые разделы курса «Высшая математика».

Данная работа содержит вводную тему, ряд теоретических тем, касаю-щихся компонентов химического производства, его экономики, общих зако-но­мерностей его проведения, вопросов моделирования, теории катализа, а так­же классификации, проектирования и эксплуатации химических реакто-ров. На примерах некоторых типовых промышленных процессов рассмот-рены научные и практические вопросы технологического оформления хими­чес­ких производств.

В пособии широко используется графическая интерпретация описыва-е­­мых явлений и процессов, что должно способствовать лучшему усвоению сту­дентами изучаемого материала. Текст иллюстрирован большим количест­вом таблиц, рисунков и технологических схем производственных процессов. Приведены краткие исторические сведения о возникновении и развитии хи-ми­ческих производств в России и за рубежом. Дана сравнительная оценка экономической эффективности различных технологических процессов произ­водства одних и тех же продуктов. Рассмотрены перспективы совершен­ство-вания технологических процессов.

Преподавание дисциплины «Общая химическая технология» имеет задачу научить студентов пониманию основ и особенностей химико-техноло-ги­ческих процессов. Другой целью преподавания этого предмета на основе данного пособия является лучшее понимание студентами таких дисциплин, как «Технология переработки нефти и газа», «Технология СК и полимеры», «Химия и технология органического синтеза» и др., изучение которых сту­дентами осуществляется в последующих семестрах.

ТЕМА 1

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ХИМИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Химическое производство, будучи составной частью материального производства, является многотоннажным специализированным и основано на достижениях науки и техники. Научной основой химического производства является химическая технология, научная дисциплина, сформировавшаяся к середине 20 века.

Формирование химической технологии как отдельной науки вызвано особенностями материального производства в 20 столетии. К ним относятся:

- стремительные темпы роста и постоянно меняющийся характер промышленного производства;

- успехи смежных научных дисциплин;

- многообразие ассортимента химической продукции и технологичес-ких процессов их получения;

- разработка научной классификации и создание теоретических основ химических процессов.

Современная общая химическая технология возникла в результате закономерного на определенном этапе ее развития процесса интеграции ранее самостоятельных технологий производства отдельных продуктов, явив­шейся результатом обобщения эмпирических правил их получения.

Современное химическое производство перерабатывает гигантские объ­е­­мы сырья с использованием колоссального количества энергии различ-ных видов и огромных капитальных и амортизационных затрат.

Из этого вытекает одно из главных требований к современному произ­водству – экономичность. Эту особенность химической технологии четко определил еще Д. И. Менделеев: «Учение о выгодных (т.е. поглощающих наименее труда людского и энергии природы) приемах переработки природ­ных продуктов в продукты потребления». И еще: «Технология должна изу­чать выгоднейшие способы, выбрать из ряда возможностей наиболее прием­лемую – по выгодности данным условиям времени и места, чтобы придать продукту наибольшую дешевизну при желаемых формах и свойствах».

Развивая эту мысль Д. И. Менделеева, можно заключить, что техно-логия, в широком смысле слова, – это наука о наиболее экономичных спо-собах и средствах массовой переработки природного сырья в продукты пот­реб­ления и/или промежуточные продукты, применяемые в различных обла-стях материального производства.

Химическая технология не может быть сведена только к методам хими­ческой переработки, т.к. в химическом производстве химическим превраще­ниям сопутствуют разнообразные физические, физико-химические и механи­ческие процессы.

Химическая технология – это наука, изучающая такие производ­ственные процессы переработки, которые хотя бы на одной стадии связаны с изменением состава, строения и свойств веществ, т.е. с превращением их в другие вещества.