Этапы развития ХТ

Основами ХТ являются промыслы, которые не имели никакой научной основы. До 19 в собирается и обобщается эмпирический материла по ремеслам и промыслам, а в середине 19 в – по производствам. Первое внедрение ЕЗ в технологию происходит в середине 19 в, а в 20-х годах ХХ в рационально обобщается опытно промышленный материал по технологиям. Именно тогда была выдвинута концепция промышленных аппаратов и технологий. Ее инструментом была теория подобия и полуэмпирической модели; это позволило систематизировать накопившийся материал. Затем нужно было создать теоретические основы ХТ; на их создание повлияла практика разделения смесей. В 60-е гг ХХ в в военной промышленности возникла необходимость разделить изотопы урана, водорода и легких химических элементов; тогда была создана теория разделения смесей.

Сами теоретические основы ХТ сформировались позднее – после 60-е гг – в Англии, США, России. Теоретические основы ХТ составляют законы сохранения массы, энергии, импульса в условиях химических превращений. В 70-е гг в ХТ внедряются методы кибернетики, такие как методы моделирования и системного подхода. Это стимулировало возникновение новых методов в ХТ: оптимизация и методы автоматизированного управления ХТ-процессами.

Современный этап развития технологии характеризуется изменениями методов и объектов ХТ – от управления макроструктурой вещества перешли к микроструктуре. Неструктурированная среда заменятся структурированной: мицелла-кластер. Энергию вводят в виде плазмы или ЭП, вместо нормального состояния фаз используются надкристаллические флюиды и жидкие кристаллы.

Основной метод – моделирование – затрагивает механизм реакции, гидродинамические режимы течения жидкостей, а также процессы массо- и теплопереноса. Эти процессы являются очень сложными и малоизученными. Сначала ХТ-процесс отлаживается на пилотной установке, а затем внедряется в промышленность. Моделирование в промышленном масштабе практически невозможно. Применяется тогда, когда весь процесс хорошо изучен. Моделирование является очень сложным, и особенно сложное при описании реакционной зоны: требует высокой точности. В моделировании используется вычислительный аппарат гидромеханики; он используется для моделирования потоков жидкости и газов, а также для потоков микросмешения. Есть моделирование с помощью ЭВМ, и тогда моделирование представляет собой расчет процесса. Методы моделирования очень важны для ХТ, потому что они позволяют объединять производство отдельных продуктов в производственные комплексы с едиными материальными и энергетическими затратами.