С.Ж. Асфендияров атындағы Қазақ Ұлттық Медицина Университеті РЕФЕРАТ ОХТ “Химиялық-технологиялық процестерді қарқындату”. Орындаған:Айдынұлы.E Қабылдаған:Джакиянов А.М Алматы.Қ 2023 Жоспар: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Басты бет. Жоспа. Химиялық-технологиялық процесс. Химиялық-технологиялық процесс кезеңдері. Химиялық-технологиялық процестердің жіктелуі. Электрохимиялық процестер. Каталитикалық процестер. Радиациялық-химиялық технология. Химиялық-технологиялық процестің тиімділік критерийлері Химиялық технология-химия өнеркәсібінің ғылыми негізі. Технология дегеніміз-белгілі бір саладағы өндіріс әдістері мен құралдарының ғылыми сипаттамасы. Яғни, бұл мақсатқа жетуге әкелетін операциялардың немесе әрекеттердің негізделген тізбегі. Химиялық технология-бұл шикізатты тұтыну объектісі мен өндіріс құралына химиялық өңдеудің ең үнемді және экологиялық негізделген әдістері туралы ғылым. Химиялық-технологиялық процесс туралы түсінік Химия өнеркәсібі халық шаруашылығына көптеген өнімдер береді, онсыз қазіргі қоғамның өмірі мүмкін емес. Бұған мотор отындары, майлар, жанғыш газдар, қышқылдар, шайырлар, талшықтар, лактар, бояулар және т. б. Химиялық технологияның маңызды міндеті-технологиялық процесс түрінде химиялық реакцияны экономикалық тұрғыдан тиімді жүзеге асыру үшін оңтайлы жағдайларды табу. Химиялық-технологиялық процесс-бұл шикізатты дайындау кезеңінен бастап осы мақсатты өнімді оқшаулауға дейінгі мақсатты өнімді алу процесі. Химиялық-технологиялық процесс үш кезеңнен тұрады: 1) реагенттерді буды сіңіру, адсорбциялау, конденсациялау, балқыту, еріту және т. б. көмегімен реакция аймағына жеткізу (әдетте физикалық процестерді (механикалық, Гидромеханикалық, жылу, масса алмасу)пайдалана отырып жүзеге асырылады); 2) химиялық реакциялар-процестің негізі (оның барысында оған қатысатын заттардың құрылымы, құрамы мен қасиеттері терең өзгереді); 3) заттарды диффузиялау немесе бір Фазадан екінші фазаға ауыстыру арқылы өнімдерді реакция аймағынан шығару. Көптеген химиялық өндірістер үшін мақсатты өнімді шығару кезеңі қажет. Абсолютті селективтілікке және мақсатты өнімнің 100% шығуына қол жеткізілетін технологиялық процесс экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Шығындар коэффициенттері, энергия шығындары артады, нәтижесінде өнімнің құны күрт артады, содан кейін тауар тұтынушысын жоғалтады. Химиялық-технологиялық процестердің жіктелуі Химиялық-технологиялық процестерді жіктеудің негізі: * процесті ұйымдастыру тәсілі (яғни технологиялық режим параметрлері бойынша); Ұйымдастыру әдісіне сәйкес химиялық-технологиялық процестер мерзімді, үздіксіз және аралас болуы мүмкін. Бұл жағдайда аралас процестер шикізаттың үздіксіз жеткізілуімен және өнімнің мезгіл-мезгіл бөлінуімен немесе керісінше сипатталуы мүмкін. * шикізатты өңдеу жиілігі (яғни өңдеу әдістері бойынша); Шикізатты өңдеу жиілігі бойынша ашық, жабық (айналым) және аралас схемалары бар процестер ажыратылады. Жабық схемалық процестер реакцияланбаған шикізатты соңғы өнімге айналғанға дейін химиялық өзара әрекеттесу аймағына қайта-қайта қайтаруды талап етеді. * қолданылатын шикізат түрі; Қолданылатын шикізат түріне сәйкес химиялық-технологиялық процестер шартты түрде минералды шикізатты немесе жануарлардан, өсімдіктерден алынатын шикізатты пайдаланатын процестерге бөлінеді. * реакцияға қатысатын заттардың агрегаттық күйі (яғни реагенттердің фазалық күйі бойынша); Химиялық реакцияға қатысатын заттардың агрегаттық күйіне сәйкес біртекті және гетерогенді химиялық-технологиялық процестер ажыратылады. Біртекті процестер барлық әрекеттесуші заттар бір фазада болатын процестер деп аталады: газ (г), қатты (т), сұйық (F). Бұл процестерде реакция әдетте тезірек жүреді. Тұтастай алғанда, біртекті жүйелердегі бүкіл технологиялық процестің механизмі қарапайым, сәйкесінше процесті басқару оңайырақ. Осы себепті, іс жүзінде олар көбінесе біртекті процестерге ұмтылады, яғни реакция компоненттерін кез-келген фазаға ауыстырады. Гетерогенді процестерге әртүрлі күйлерде (фазаларда), яғни екі және үш фазада болатын заттар қатысады.К гетерогенным процестеріне жатады, мысалы, жану (тотығу) қатты заттар мен сұйықтықтардың еруі. металдар, қышқылдар мен щелочах және т. б. * реакция өнімдерінің фазалық күйі бойынша * химиялық реакцияның жылу әсері; Химиялық реакцияның жылу әсеріне сәйкес экзотермиялық және эндотермиялық процестер ажыратылады.Жылу шығарумен жүретін химиялық процестер экзотермиялық деп аталады.Жылуды сіңірумен жүретін химиялық процестер эндотермиялық деп аталады. Бұл жағдайда бөлінетін немесе сіңірілетін жылу мөлшері процестің жылу эффектісі (процестің жылуы) деп аталады. * ағынның бағыты; Ағым бағыты бойынша химиялық-технологиялық процестер қайтымды және қайтымсыз болып бөлінеді.Теориялық тұрғыдан барлық химиялық реакциялар қайтымды. Жағдайларға байланысты олар алға және кері бағытта жүруі мүмкін.Қайтымсыз процестерде реакциялардағы тепе-теңдік реакция өнімдеріне толығымен ауысады, ал кері реакция әдетте жүрмейді.Барлық қайтымды процестерде тепе-теңдік орнатылады, онда тікелей және кері процестердің жылдамдығы теңестіріледі, нәтижесінде өзара әрекеттесетін жүйелердегі компоненттер арасындағы қатынас процестің шарттары өзгергенге дейін өзгеріссіз қалады. * негізгі химиялық реакцияның түрі (яғни химиялық реакциялардың табиғаты бойынша); Негізгі реакция түріне байланысты химиялық-технологиялық процестер ыдырау (диссоциация), бейтараптандыру, алмастыру, алмасу, тотығу, тотықсыздану, қосылу (синтез) процестеріне бөлінеді. Органикалық заттардың технологиясына тән ыдырау процестері бастапқы шикізатқа қарағанда қарапайым заттардың түзілуімен қатар жүреді. Қышқылдың қасиеттері бар зат пен негіздің қасиеттері бар зат арасындағы бейтараптандыру процестері екі қосылыстың да сипаттамалық қасиеттерін Жоғалтатын заттардың пайда болуына әкеледі. Қосылу процестері бастапқы заттармен салыстырғанда күрделі синтезбен бірге жүреді. * ағын жағдайлары. Ағым жағдайына сәйкес химиялық-технологиялық процестер электрохимиялық, каталитикалық, фотохимиялық, радиациялық-химиялық болып бөлінеді. Электрохимиялық процестер Электролиз кең өнеркәсіптік қолдануды тапты: металдарды алу және тазарту, гальваникалық жабындарды қолдану, Анодтау және көптеген заттарды алу. Алюминий, мырыш, ішінара мыс және басқа металдар электролиз арқылы алынады. Мыс, мырыш және басқа металдарды электролиз арқылы тазартуға болады. Мұндай процесс тазарту деп аталады. Жабынды жағу (электро тұндыру) катодта жүзеге асырылады. Бұл жағдайда катод электролитке батырылады, оның құрамында электроқосылатын металл иондары бар. Анод ретінде жабын қолданылатын металдан жасалған электрод қолданылады. Анодтау немесе анодты тотығу - бұл электролиз кезінде металл бетінде оның оксиді қабатының пайда болуы. Бұл процесс әдетте жеңіл металдарға негізделген қорытпаларға ұшырайды. Сонымен қатар, бір металда әртүрлі құрылымы бар фазалық оксидтерді алуға болады, демек, әртүрлі қасиеттері бар (қаттылық, бояу, электр өткізгіштік және т.б.). Каталитикалық процестер Каталитикалық процестердің негізі-катализ-көптеген химиялық реакцияларды жеделдетудің ең тиімді және ұтымды құралы. Катализхимиялық реакциялардың жылдамдығының жоғарылауы немесе реакцияға қатысатын катализатор заттардың әсерінен олардың қозуы, реактивтермен аралық химиялық әрекеттесулерге енеді, бірақ содан кейін Катализ әрекеті (әрекеті) аяқталғаннан кейін химиялық құрамын қалпына келтіреді. Өнеркәсіпте катализатор ретінде көбінесе платина, темір, никель, кобальт және олардың оксидтері, ванадий (V) оксиді, алюминий силикаттары, кейбір минералды қышқылдар мен тұздар қолданылады. Барлық каталитикалық реакциялар өздігінен жүретін процестерге жатады. Уақыт өте келе катализатор өзгереді және белгілі бір уақыттан кейін белсенділігін толығымен жоғалтуы мүмкін. Прогрессивті химиялық-технологиялық процестер Радиациялық-химиялық технология. Соңғы екі онжылдықта химиялық технологияның жаңа саласы радиациялық-химиялық технология (РХТ) қалыптасты. Оның алдындағы ядролық технология деп санау керек, оның қарқынды дамуы (40жылдардың басынан бастап) атом энергиясын практикалық қолданумен байланысты бірқатар мәселелерді шұғыл шешу қажеттілігімен ынталандырылды. Радиациялық-химиялық технологияның мақсаты жаңа материалдарды алуға немесе оларға жақсартылған қасиеттер беруге, сондай-ақ экологиялық проблемаларды шешуге мүмкіндік беретін физикалық, химиялық және биологиялық процестерді ядролық сәулелендіру арқылы неғұрлым үнемді жүзеге асыру әдістері мен құрылғыларын әзірлеу болып табылады. Бұл бағыттың технологияның жеке саласына бөлінуі, ең алдымен, иондаушы сәулеленудің затқа әсер ету ерекшелігіне байланысты. Радиациялық-химиялық технологияның келесідей тұжырымдауға болады: негізгі артықшылықтарын * басқа тәсілдермен өндіру мүмкін емес бірегей материалдарды алу мүмкіндігі; * алынған өнімдердің жоғары тазалығы; * процестің шарттарын жұмсарту (температура, қысым); * сәулелену қарқындылығын өзгерту арқылы процестің жылдамдығын реттеу мүмкіндігі, демек, процесті автоматтандырудың қарапайымдылығы; * кейбір жағдайларда көп сатылы синтез процестерін бір сатылы процестермен ауыстыру мүмкіндігі. Радиациялық-химиялық процестер қозған атомдардың, иондардың, молекулалардың энергиясымен анықталады. Иондаушы сәулелену энергиясы Химиялық байланыстардың энергиясынан жүздеген мың есе асады. Радиациялық-химиялық процестердің механизмі сәулеленудің реактивті заттармен өзара әрекеттесу ерекшеліктерімен түсіндіріледі.Иондаушы сәулелену көздері ретінде жоғары энергиялы зарядталған бөлшектердің ағындары қолданылады (электрондар, бөлшектер, нейтрондар, сәулелену). Иондаушы сәулеленудің артықшылықтарын бөліп көрсетейік: * радиацияның жоғары энергетикалық тиімділігі, бұл технологияның дәстүрлі түрлерімен салыстырғанда радиациялық технология жалпы энергияны үнемдейді; Инженерлік мәселелерді шешуде химиялық әдістерді қолдану Ресей химик-технологтар мектебіне тән. Бұл инженерлік терең химиялық дайындықты қамтитын жоғары химиялық-технологиялық білім берудің қалыптасқан жүйесіне байланысты. Осылайша, инженертехнологтарды даярлаудың ресейлік жүйесі химиктер мен инженертехнологтарды бөлек дайындайтын Батыс Еуропа мен американдықтардан ерекшеленеді. Түлектерінің инженерлік шешімдерінің сапасына оң әсер ететін ресейлік жоғары инженерлік мектептің дәстүрлерін сақтау көбінесе мектептегі химиялық білімнің бағытына байланысты, ол химиялық технологияның міндеттеріне және оларды тиімді шешу жолдарына көбірек назар аударуы керек. Химиялық реакциялардың жүруінің егжей-тегжейлі механизмін және химия мен катализ саласындағы жетістіктерді анықтау үшін зерттеу нәтижелерін пайдалану арқылы химия өнеркәсібінің тиімділігін арттыру мәселелерін шешудің кейбір сәтті тәсілдерін қарастырыңыз.