Химическая технология. Общие вопросы химической технологии, оборудование, процессы

Рассмотрены некоторые задачи математического моделирования химико-технологических процессов: описание свойств веществ и условий фазового равновесия, моделирование процессов разделения и химических превращений в аппаратах. Разобраны математические методы, используемые при решении этих задач, а также их реализация в среде математического пакета Mathcad.

Рассмотрены основные теоретические сведения в области измерения основных параметров химико-технологических процессов, включая методы проведения поверок средств измерений. Приведены описания экспериментальных установок, изложен порядок проведения лабораторных работ.

В пособии изложены теория и методы расчета машин и аппаратов химических производств, приведены теоретические и экспериментальные материалы, необходимые для проектирования оборудования нефтехимической отрасли производства.

Данные методические указания содержат методики лабораторных работ, направленные на практическое применение знаний и навыков, полученных при изучении дисциплины «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».

Изложены теоретические положения и основные формулы для расчета последствий аварий, характерных для объектов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. С целью закрепления теоретического материала приведены примеры решения задач, а также задания для самостоятельного выполнения.

Содержит основные теоретические выкладки по методам оптимального планирования эксперимента, представлены и подробно рассмотрены все этапы построения планов оптимального эксперимента и их анализа. Показаны способы реализации этих задач в среде MS Excel. Даны основы применения методов симплексного планирования экспериментов и проведения исследований в планах состав–свойства.

Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Ожижители природного газа». Приведено описание термодинамических основ энтропийно-статистического анализа. Рассмотрены необходимые исходные данные и среднестатистические величины, используемые в расчете установок. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах установки сжижения природного газа, в том числе в цикле с предварительным охлаждением парокомпрессионной холодильной машины. Даны вопросы и задания для самоконтроля.

Содержит основные теоретические выкладки по методам статистической обработки эксперимента и приемам описания полученных данных с использованием математических зависимостей. Рассмотрены способы реализации этих задач в среде MS Excel и создания готовых рабочих листов электронной таблицы для их использования при решении подобных задач.

Изложены результаты теоретических исследований процессов неэквимолярной массоотдачи в системах газ(пар) – жидкость. Приведена разработка методики расчета, интегрированная в программный комплекс вычислительной гидродинамики ANSYS Fluent массобменного оборудования, а также предложена математическая модель и введен параметр, определяющий взаимосвязь движущих сил (параметр p). Модель базируется на численном решении трехмерных нестационарных уравнений переноса массы, энергии, импульса, а также на специально добавленой надстройке UDF, необходимой для корректного расчета массообменных процессов. На основе представленной модели исследовано влияние неэквимолярности, а также получены профили скоростей и концентраций в осесимметричном газовом потоке, осложненном поперечной диффузией, при ламинарном и турбулентном течении пара (газа).

Рассмотрены мембранные процессы разделения жидких и газообразных сред, материалы для изготовления мембран, промышленное применение мембранных процессов разделения.

Изложены медико-биологические основы безопасности организма человека при воздействии физических, химических и биологических факторов, изучаемые дисциплиной «Медико-биологические основы безопасности». Рассмотрены адаптационные и компенсаторные механизмы жизнедеятельности организма, описаны научные основы воздействия на человека опасных и вредных производственных факторов различной природы, а также возможные последствия их воздействия, основные способы их превентивной минимизации.

Содержит результаты научных исследований авторов по вопросам моделирования инновационных систем и исследования перспективных направлений модернизации экономики.

Методическое пособие включают в себя содержательную характеристику нормативной компетенции (ОК-4) бакалавров направления подготовки 18.03.01 «Химическая технология», характеристику педагогических технологий ее формирования и оценки, а также рабочую тетрадь для практических занятий.

Изложены основы математической обработки результатов исследований характеристик энергонасыщенных конденсированных систем: анализ методики проведения экспериментов, определение погрешностей измерения и регрессионный анализ, оптимизации свойств трехкомпонентных систем методом математического планирования эксперимента с использованием симплекс-решетчатого плана Шеффе и принципы выбора области локального симплекса, основы термодинамического расчета многокомпонентных энергонасыщенных конденсированных систем.

Подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидной химии химического Воронежского государственного университета

В настоящее время в стране заготавливается около 200 млн м3 древесины. При этом на всех стадиях процесса (от заготовки до переработки древесного сырья) образуется большое количество отходов, которые не находят применения и оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. Одним из возможных направлений пере-работки таких отходов является их пиролиз. Выход продуктов пиролиза зависит от внешних условий и свойств сырья. Приведено описание установки, разработанной для производства активированного угля из древесной щепы. Установка выполнена в виде шахты, в ней имеется зона пиролиза, работающая в периодическом режиме. В нижней части пиролизной зоны расположены нагревательные элементы, прогревающие технологическую щепу до начала интенсивных экзотермических реакций. Нагревательным элементам тепловая энергия передается с помощью тепловой трубы, размещен-ной в древесном угле после стадии активации, имеющем температуру около 800 оС. С использованием этой установки из древесных отходов получаются ценные продукты, пользующиеся большим спросом в промышленности, и решается экологическая проблема многих деревоперерабатывающих предприятий – утилизация отвалов. На основе анализа физической картины и формализации процесса пиролиза в установке производства активированного угля разработана математическая модель процесса, позволяющая рассчитать общее время, затраченное на переработку древесных отходов, и основные конструктивные параметры установки.
Nowadays, about 200 mln m3 of timber is harvested in our country. At all stages of the pro-cess (from harvesting to raw wood processing) a large amount of waste that does not find any usage and has negative influence on the environment is generated at the same time. Pyrolysis is one of the feasible directions of such waste processing. The yield of pyrolysis products depends on the external conditions and the raw materials properties. The article describes a plant targeting for production of activated carbon from wood chips. The plant is designed as a mine. It has a pyrolysis zone operating in periodic mode. Heating elements are located in the lower part of the pyrolysis zone. They heat industrial chips prior to intense exothermic reactions. Thermal energy is transferred to the heating elements by a heat pipe placed in charcoal after the activation stage, which has temperature about 800 °C. Valuable products are obtained from wood waste with the use of this plant, which are in a great demand in the industry. The environmental problem of many wood processing enterprises is being solved; disposal of waste dumps. Mathematical model of the process has been developed based on the analysis of the physical phenomenon and pyrolysis process formalization in the activated carbon plant. The model allows calculating the total time spent on wood waste processing and the main design parameters of the plant.

8-го сентября 2016 года, в день рождения выдающегося ученого, в Московском государственном университете дизайна и технологии состоялось пленарное заседание Международной научно-технической конференции “Повышение эффективности процессов и аппаратов в химической и смежных отраслях промышленности”, посвященной 105-летию со дня рождения профессора А.Н. Плановского Александр Николаевич Плановский (08.09.1911– 08.08.1982) – это явление в отечественной и мировой науке о процессах и аппаратах химической технологии. Наряду с другими выдающимися учеными в данной области он закладывал фундамент этой науки. Его труды стали классическими и надежно служат делу подготовки специалистов для химической и смежных отраслей промышленности, химического машиностроения.

Содержание книги отражает основные результаты научных исследований студентов, аспирантов и молодых ученых в области химии и технологии полимеров и композиционных материалов.

Содержание книги отражает основные результаты научных исследований студентов, аспирантов и молодых ученых в области нано- и супрамолекулярной химии в сорбционных и ионообменных процессах.

Изложены основы процессов взаимодействия реагентов в волне горения реакций СВС. Особое внимание уделено физико-химическим явлениям, сопровождающим экзотермические процессы. Приведены примеры воздействия внешних факторов на скорость горения как интегральную характеристику СВС.

В пособии изложены основные сведения о моделирующей программе ChemCad (версия 5.6), предназначенной для решения задач исследования и проектирования химико-технологических процессов. Описаны основные этапы моделирования и приемы работы с программой. Излагаемый материал сопровождается упражнениями для его усвоения.

Изложены основные подходы к построению математических моделей и этапы математического моделирования. Подробно рассмотрены математические модели структуры потоков в химических аппаратах, тепло- и массообмена, а также кинетики химических реакций. В качестве примера приведено построение моделей химического реактора. Изложен вероятностный подход к математическому моделированию, рассмотрены различные уравнения регрессии, а также методы планирования эксперимента. Большинство теоретических вопросов сопровождается решением конкретных примеров с использованием современных средств.

Изложена теория математического моделирования химико-технологических процессов, рассмотрены типовые математические модели, применяющиеся при описании химико-технологических процессов, этапы их построения. Подробно разбираются методы и модели для определения физико-химических свойств газовых и жидких смесей.

В учебном пособии рассмотрены типовые конструкции наиболее распространенного оборудования химической технологии, в частности, нефтегазоперерабатывающих и нефтехимических предприятий в соответствии с содержанием программы курса «Машины и аппараты химических производств».