Классификация ХТП

Как показано выше, химико-технологические процессы есть многоуровневымя структурированными системами, организованными по иерархическому принципу. Они могут существенным образом отличаться по: природе реагентов, которые принимают участие в химических реакциях; количеством стадий химических процессов; количеством фаз (агрегатных состояний), которые образовывают химическую систему; по тепловым и гидродинамическим режимам и т.п..

ХТП классифицируют по таким основным признакам: типом химической реации, термодинамическим показателям, тепловым режимом, фазовым состоянием реагентов, характером протекания процесса во времени, стационарностью процесса, гидродинамическим режимом.

По типам химической реакции ХТП характеризуют на молекулярном уровне; они делятся на простые и сложные.

К простым принадлежат процессы, которые состоят лишь из одной химической реакции:

Сложные процессы охватывают несколько реакций, которые в зависимости от последовательности их хода можно разделить на:

- параллельные (одно и тоже исходное вещество одновременно принимает участие в двух или более реакциях)

- последовательные (происходит преобразование исходного вещества в промежуточный полупродукт, а тот превращается в конечный):

- параллельно-последовательные (комбинированные) (в этих процессах одновременно происходят как параллельные, так и последовательные химические реакции):

В зависимости от термодинамических показателей ХТП классифицируют по признакам обратимости и теплового эффекта:

- по обратимости: на необратимые и обратимые;

- по тепловому эффекту: экзотермические и эндотермические.

49

По тепловому режиму ХТП характеризуют на уровне реактора и разделяют на адиабатические, изотермические, политермические.

Адиабатические процессы происходят без теплообмена с окружающей средой или теплообменной аппаратурой, в экзотермических реакциях температура реакционной среды возрастает, а в эндотермических - уменьшается.

Изотермические ХТП осуществляются при постоянной температуре, которая обеспечивается отводом теплоты, если происходит экзотермическая реакция, или ее подведением при эндотермических.

Политермические характеризуются тем, что ХТП осуществляется за нескольких строго определенных температур, т.е. температурный режим создается и регулируется по специально разработанным программам.

По фазовому состоянию реагентов ХТП (уровень потока, реактора) разделяют на: гомогенные, если поверхность раздела фаз между реагирующими веществами отсутствует; гетерогенные ~ поверхность раздела фаз между реаґентами существует.

По характеру протекания процесса во времени на уровне реактора и ХТС химико-технологические процессы классифицируют на: периодические, в которых от момента загрузки реагентов и сырья до выгрузки продукта проходит определенное время; непрерывные - загрузка сырья в реактор и вызгрузка продукта происходит непрерывно; полупериодические, в которых процесс загрузки сырья осуществляется непрерывно, а выгрузка продукта — периодически, или наоборот.

По стационарности процесса ХТП на уровне реактора и всей ХТС разделяют на: стационарные, если параметры процесса в любой момент времени и в каждой точке системы являются постоянными (но не одинаковыми); нестационарные, в которых параметры изменяются во времени или в пространственных координатах реакционной системы.

По гидродинамическому режиму ХТП на уровне потока и реактора условно разделяют на идеального смешивания и идеального вытеснения.

Детальнее отдельные виды химико-технологических потоков рассматриваются в ч. 1,4.1.