Химическая технология. Общие вопросы химической технологии, оборудование, процессы

На конкретных практических примерах продемонстрированы принципы и последовательность создания компьютерной модели технологического процесса ректификационного разделения многокомпонентной смеси средствами пакета моделирующих программ ChemCAD. Книга предназначена для изучения методов компьютерного моделирования процессов ректификации одновременно с моделированием систем автоматического управления ректификационными установками. Изложенный подход к моделированию применим как при создании новых, так и при оптимизации существующих производств.

Рассмотрены теоретические основы расчета при проектировании или модернизации промышленных установок разделения углеводородных смесей. Приводятся основные расчетные формулы гидравлических и тепломассообменных характеристик контактных устройств. Представлены конструкции тарельчатых и насадочных контактных устройств колонных аппаратов и методы расчета эффективности тепло- и массообменных процессов. Даны конструкции новых контактных устройств и результаты экспериментальных исследований гидравлических и массообменных характеристик. Показаны примеры модернизации промышленных ректификационных колонн, насадочных абсорберов и других тепломассообменных аппаратов, внедренных на предприятиях нефтехимии с энергосберегающим эффектом.

В монографии рассмотрено решение задач, связанных с моделированием теплоотдачи, массоотдачи и процессов смешения сред в каналах с хаотичными насадками. Приведены уравнения для коэффициентов турбулентного обмена, перемешивания, тепло – и массоотдачи, а также турбулентной миграции тонкодисперсных частиц. Даны выражения для расчета эффективности проводимых процессов.

Представлена разработанная авторами теория нестационарного массопереноса с учетом нелинейных граничных условий, на основе которой показана возможность существования нелинейных нестационарных эффектов, ранее не описанных в задачах о массопереносе. Сформулированы критерии стационарности тепловых условий эксперимента, при выполнении которых результаты исследований механизма и кинетики межфазных процессов можно рассматривать на основе теорий, описывающих массоперенос как строго стационарный.

Издаётся с декабря 2013 года (прежнее название [2013–2015] "Вестник МГТУ МИРЭА"). Международный журнал, призванный освещать результаты фундаментальных и прикладных междисциплинарных исследований, технологических и организационно-экономических разработок, направленных на развитие и совершенствование современной технологической базы, публикует оригинальные экспериментальные и теоретические работы в виде полных статей, кратких сообщений, а также авторские обзоры и прогнозно-аналитические статьи по актуальным вопросам сферы высоких технологий.

Представлены общие сведения о березовой коре. Изучены кинетические закономерности процесса сверхвысокочастотной экстракции березовой коры и луба. Для проведения опытов использовалась березовая кора – отход окорки древесины фанерного производства, которая была вручную разделена на луб и бересту. Экстракция проводилась в сверхвысокочастотной камере при оптимальных условиях, установленных ранее. Для изучения зависимости степени извлечения экстрактивных веществ от продолжительности экстракции луба были определены следующие показатели: концентрация экстрактивных веществ в твердом теле, степень недоизвлечения, полученная расчетным и опытным путем. Аналогичные показатели были найдены для березовой коры (совмещенная переработка бересты и луба без предварительного их разделения) для фракций менее 1, 1…2, 2…3 мм. Получен характерный вид логарифмической зависимости симплекса концентрации экстрактивных веществ от продолжительности экстракции для используемых фракций луба и березовой коры. Приведены зависимости степени недоизвлечения от продолжительности экстракции для фракций луба и березовой коры. Установлено, что регулярный режим и линейная зависимость наблюдаются уже после первой минуты проведения сверхвысокочастотной экстракции как для луба, так и для березовой коры. При изучении зависимостей степени недоизвлечения от продолжительности экстракции для различных фракций луба и березовой коры, зафиксировано максимальное значение данного показателя на начальном этапе сверхвысокочастотной экстракции, ближе к ее концу – его уменьшение. С понижением фракции луба меньше степень недоизвлечения, с уменьшением фракции березовой коры больше степень недоизвлечения. Для березовой коры процесс экстракции при достижении продолжительности 10 мин близится к завершению, для луба – еще продолжается. К моменту завершения экстракции степень недоизвлечения экстрактивных веществ из луба в несколько раз больше, чем из березовой коры. Наибольшее значение коэффициента внутренней диффузии в лубе отмечено для фракции менее 1 мм, наименьшее – для фракции 2…3 мм, в березовой коре наибольшее – для фракции 2…3 мм, наименьшее – для фракции менее 1 мм.

Рассмотрены три направления в электрохимии: импульсный электролиз, комлексообразование в электрохимических процессах, электроосаждение сплавов. Приведены сведения по стадийному анодному формированию и катодному восстановлению комплексов металлов.

Обобщены результаты исследований и разработки центробежных экстракторов. Рассмотрены их основные конструкции, приведены основные закономерности движения радиальных потоков, капель, а также описание массообменных процессов в центробежных экстракторах с различными насадочными устройствами. Описаны наиболее перспективные конструкции центробежных экстракторов.

Представлены результаты исследований авторов по внедрению и использованию инновационных подходов и технологий в нефтегазохимическом комплексе промышленности, сфере корпоративного менеджмента и управления персоналом.

Рассмотрены основы технического регулирования, стандартизации и оценки соответствия химической продукции на современном этапе. Проведен анализ действующей нормативно-технической базы безопасного обращения химической продукции в РФ, на территории Евразийского экономического союза (ЕАЭС). Рассмотрены требования проекта Технического регламента Таможенного союза «О безопасности химической продукции». Проведен сравнительный анализ и выявлены особенности отечественной системы технического регулирования и системы обеспечения безопасного обращения химических веществ и смесей на примере требований регламента REACH в странах Евросоюза.

Рассмотрены возможности использования технических регламентов и стандартов для защиты отечественных производителей продукции и услуг в современных условиях растущей конкуренции со стороны иностранных производителей, проблемы и способы преодоления технических барьеров в торговле, в частности на примере продукции, выпускаемой предприятиями химической отрасли Республики Татарстан.

Материалы школы-конференции посвящены разработке и применению методов компьютерного моделирования и оптимизации для решения задач проектирования, управления и исследования нефтегазоперерабатывающих, нефте- и биохимических процессов и производств с целью рационального использования сырьевых и энергоресурсов, обеспечения безопасности, охраны окружающей среды и устойчивого развития. Школа-конференция проведена в рамках развития сотрудничества и обмена опытом между российскими и американскими учеными – членами Американского института инженеров-химиков, известными учеными в области химической инженерии из ведущих американских вузов.

Приведены сведения по основным источникам образования сточных вод гальванохимических производств, обобщена информация по экспериментальным и промышленным методам их очистки. Представлены сравнительные характеристики широкого ассортимента реагентов, рекомендуемых для обезвреживания основных экотоксикантов данных стоков, включая тяжелые металлы и цианиды. Даны подробное описание алгоритма и примеры расчета постадийного материального баланса процесса реагентной очистки сточных вод гальванохимических производств и обработки образующихся осадков.

Библиографический указатель посвящен Телякову Эдуарду Шархиевичу – доктору технических наук, профессору кафедры машин и аппаратов химических производств, действительному члену Международной академии системных исследований, заслуженному деятелю науки РТ. В издание включены: биографический очерк, указатель научных печатных работ за 1968-2015 гг., расположенный в хронологическом порядке по годам издания, в пределах каждого года – в алфавитном порядке. Вспомогательный аппарат на печатные работы представлен именным указателем, ссылки в нем – порядковым номером работы по году издания.

В доступной и краткой форме изложены основы процессов теплопередачи и массообмена. Приведено математическое описание процесса конвективного теплообмена на основе применения известных физических законов сохранения: энергии, количества движения, массы и граничных условий стенка-жидкость. Запись этой системы дифференциальных уравнений в относительных величинах позволила сформулировать основные положения теории подобия как метода расчета сложных процессов, которые нельзя строго рассчитать аналитическим путем.

Рассмотрена работа подразделений предприятия, осуществляющих обеспечение производства электроэнергией, теплом, водой, паром, холодом, а также работа служб, отвечающих за функционирование цехов и производства в целом.

Приведены всесторонний анализ и сравнительная характеристика российских и зарубежных нормативно-технических документов, регламентирующих требования и нормативы физико-химических и эксплуатационных характеристик низкозамерзающих охлаждающих жидкостей на основе моноэтиленгликоля и методик их испытаний.

Учебное пособие составлено в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению 38.03.02 «Менеджмент». Предназначено для бакалавров очной и заочной форм обучения по профилю «Логистика и управление».

Представлен обзор наиболее актуальных публикаций, посвящённых проблемам формирования современной элементной базы АСУТП, а также функционирования беспроводной сети сбора и передачи измерительной информации в системе. Приведены многочисленные примеры (задачи) построения беспроводных сетей СУХТП.

Изложены основные аспекты процедуры аккредитации как в Российской Федерации, так и за рубежом. Даны комментарии к основополагающим законодательным актам в области аккредитации, приведены примеры нормативной документации.

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.

Учебно-методическое пособие к лабораторным работам № 1–4 и расчетно-графическому заданию предназначено для студентов III курса направления 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» и других направлений химико-технологического профиля дневной и заочной форм обучения.

На основе минеральных волокон и полиэлектролитного комплекса получены композиционные фильтрующие материалы. Для усиления удержания мембранного слоя на подложке и повышения ее гидрофобности в композицию введена модифицированная кремнийорганическая добавка, добавление которой позволяет получить поверхностный биополиэлектролитный слой в виде мембраны, не проникающий в глубь подложки. Полиэлектролитные комплексы альгинат–хитозан и лигносульфонат–хитозан готовили, смешивая в определенном объемном соотношении водные растворы анионных полиэлектролитов лигносульфоната или альгината и уксуснокислотные (концентрация кислоты – 2 %) растворы катионного полиэлектролита хитозана концентрацией 2,5 г/л. Образующиеся в ходе реакции интерполимерного комплексообразования комплексы-осадки отделяли центрифугированием и наносили на минеральную под-ложку валковым способом с последующей сушкой при постоянной влажности и комнатной температуре. Удержание полиэлектролитного комплекса в структуре композита при работе в различных, в том числе и агрессивных средах (рН 2–11), оценивали по количеству вымываемого из композитного материала анионного компонента в течение суток, эксплуатационные характеристики (эффективность фильтрации, фильтрующая способность) композиционных фильтрующих материалов – с применением модельной 1 %-й суспензии каолина, которую фильтровали через исследуемые композиты. Анализ результатов эксперимента показал, что полученные композиционные мембраны устойчивы к действию агрессивных сред в широком диапазоне рН и могут быть использованы для очистки различных сточных и природных вод. Установлено, что эффективность фильтрации и фильтрующая способность в значительной мере определяются типом и составом мембранных слоев. Для обоих комплексов максимальная эффективность и скорость фильтрации наблюдаются при нанесении на об-разцы минеральной подложки на основе микротонкого стеклянного волокна стехио-метрического биополиэлектролитного комплекса эквимолярного состава. Разработанная композиция полученных фильтрующих материалов позволяет увеличить эффективность фильтрации на 15 %.

В настоящее время разработано множество методов синтеза нанопорошков (НП), при этом совокупное мировое производство нанопорошков превосходит более 100 тысяч тонн в год. Данная статья представляет результаты сравнения методов получения НП по производительности и качеству порошка. Под качеством порошка понимается его дисперсность, наличие примесей и агломератов, а производительностью метода считаем массу порошка, которую можно произвести на одной установке за 1 ч

Уникальность данного учебного пособия о получении, свойствах и применении неорганических наноматериалов состоит в том, что оно учитывает специфику и программу подготовки в России химиков-технологов, особенно специализирующихся на материалах для энергетики. Особое внимание уделено терминологии в области нанонауки и нанотехнологии. Приведены сведения о необычных, нетипичных веществах, материалах и способах их получения с целью помочь читателям выработать собственные идеи.

В XX в. произошло резкое увеличение уровня потребления энергоресурсов, основную долю в которых составляют нефть и газ. Вместе с тем опережающая добыча из активных запасов приводит к тому, что основной объем мировой добычи в ближайшее время будет обеспечиваться за счет трудноизвлекаемых запасов нефти из нефтяных месторождений, вступивших в позднюю стадию разработки. В данной связи, одним из основных методов увеличения нефтедобычи является использование третичных методов разработки нефтяных месторождений, а именно широкое применение химических реагентов, в том числе поверхностноактивных веществ. Учитывая объемы закачки вытесняющих агентов в пласт, остро встает вопрос об их экологической безопасности на всех стадиях от производства до применения. Исходя из вышеизложенного, коллективом авторов разработан комплексный реагент на основе растительного сырья и создана инновационная и безотходная технология производства реагента, согласно научному течению «Зеленая химия», для решения широкого комплекса вопросов с целью интенсификации процессов извлечения ископаемого сырья.

Рассмотрены вопросы, связанные с экстрагированием углеводородов нефти, содержащихся в нефтезагрязненных грунтах, низкокипящим растворителем.

Учебное пособие соответствует государственному образовательному стандарту подготовки бакалавров по направлению 150400 «Металлургия». Рассмотрены теоретические основы процессов взаимодействия в системах «жидкий металл–шлак–огнеупор». Значительное внимание уделено термодинамике химических реакций с участием компонентов огнеупоров.

Учебное пособие включает описание лабораторно-практических работ по синтезу мономеров, их полимеризации, исследованию физико-химических свойств растворов полимеров, а также описывает возможности современных физических методов исследования структуры полимеров

Цель издания журнала: распространение отечественной и зарубежной информации о перспективах развития производства и применения бетонов различных видов в современном строительстве, технологиях их производства и оборудовании, продвижении новых технологий на рынки стран СНГ и дальнего зарубежья; публикация результатов фундаментальных и прикладных исследований; доведение информации до специалистов и руководителей строительного комплекса. Главный редактор – Попов Леонид Николаевич, доктор технических наук, профессор.

Сушка древесины является важнейшей составляющей технологического процесса ее переработки, во многом определяющей качество конечного продукта, поэтому совершенствованию технологии сушки пиломатериалов придается большое значение. Из существующих в настоящее время методов представляет интерес сушка пиломатериалов с применением электромагнитной энергии. В связи с этим появилась необходимость в разработке высокотехнологичных устройств для сушки древесины в сверх-высокочастотном поле, работающих в автоматическом режиме с учетом особенностей энергетических характеристик резонатора сушильной камеры. Это возможно выполнить с помощью систем технического контроля и управления процессом сушки с применением соответствующего программного обеспечения. Для создания таких систем необходимо разработать измерительное устройство, которое должно учитывать взаимозависимость энергетических параметров резонатора. В статье рассмотрен научно обоснованный подход к решению задачи автоматического контроля за процессом сушки древесины в микроволновой лесосушильной камере резонаторного типа. Представлена математическая модель определяющей части системы бесконтактного контроля – функционального измерителя влажности древесины, основанного на взаимосвязи энергетических параметров резонатора сушильной камеры. Объектом настоящего исследования является процесс сушки древесины сверхвысокочастотным электромагнитным полем в экспериментальной сушильной установке резонаторного типа. Цель исследования – создание системы измерительного контроля за процессом сушки древесины с применением средств термовлагометрии пиломатериалов, основанной на определении энергетических параметров резонатора сушильной камеры. Для решения поставленной задачи предложен способ сушки древесины в микроволновой лесосушильной камере.

Приведено описание принципов и задач составления теплового (энергетического) баланса печей. Изложена методика экспериментального определения статей расхода и прихода тепла лабораторной муфельной печи сопротивления.

Приведены сведения об организации и общих принципах проектирования промышленных предприятий, основных строительных материалах, конструктивных элементах зданий, методах автоматизированного проектирования. Рассмотрены особенности проектирования химических предприятий, в том числе целлюлозно-бумажных, лесохимических, биотехнологических и нефтеперерабатывающих предприятий. Предназначено для студентов всех форм обучения по профилям перечисленных предприятий.

В настоящее время интенсивно развивается сушка древесины в микроволновых лесосушильных камерах. При проведении процесса сушки с применением энергии электромагнитного поля наиболее эффективным является диапазон сверхвысоких частот. Результаты исследования фундаментальных свойств древесины, процессов, происходящих в древесине при воздействии электромагнитного поля различной частоты, а также модели поглощения микроволновой энергии единичными сортиментами и штабелем пиломатериалов, приведены в различных научных источниках, где рассмотрены теплофизические вопросы сушки древесины, но недостаточно освещен процесс контроля сушки и электрофизические явления, происходящие при этом. Это не позволяет осуществлять оптимальный контроль и автоматическое управление процессом сушки древесины, что может привести к таким негативным проявлениям, как повышение температуры и электрический пробой в пиломатериале и объеме резонатора, деформации и короблению высушиваемого пиломатериала. В отличие от сушки древесины в конвективных установках процесс в камерах резонаторного типа с использованием сверхвысоких частот имеет свои особенности, характеризующиеся резонансными электрофизическими явлениями, происходящими в резонаторе, которые могут быть рассмотрены на основе базовых положений электродинамики. Цель данной работы – на основании энергетической функциональной зависимости резонатора (добротности) получить возможность осуществлять измерение и контроль процесса сушки древесины. Рассмотрены электрофизические явления, свойственные резонатору лесосушильной камеры в процессе сушки древесины при сверхвысоких частотах, приведены аналитические выражения баланса мощностей электромагнитного вектора Пойтинга, коэффициенты, позволяющие устанавливать оптимальный режим сушки.

Приведены результаты экспериментального исследования процесса переработки нефтесодержащих отходов с получением гидрофобной гранулированной добавки в асфальтобетон. Подобрано связующее, найдены оптимальные режимы работы роторного гранулятора для данного материала. Установлено, что физико-механические свойства асфальтобетонной смеси с использованием гранулированной гидрофобной добавки соответствуют ГОСТу 9128-2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон»

Цель исследования - изучение деполимеризующего действия азотной кислоты на гидролизный лигнин в водно-органосольвентной среде. Было изучено влияние состава растворителя на деполимеризацию конденсированных лигнинов с помощью азотной кислоты. Реакцию гидролизного лигнина с азотной кислотой проводили в установке с обратным холодильником в термостатируемых условиях. Для этого в колбу помещали 1 г лигнина и заданный объем реагента. Реагент готовили путем смешения азотной кислоты концентрацией 65 % с растворителем в соотношении 1:4 по объему. По завершении реакции нерастворившуюся часть отделяли от раствора вакуум-фильтрованием. Осадок промывали водой до нейтральной среды, сушили до постоянной массы в вакуум-эксикаторе. Эффективность деполимеризации оценивали по степени растворения лигнина. Наиболее эффективно деполимеризация проходит в водно-диоксановой среде. Впервые установлено, что полная деполимеризация конденсированных лигнинов проходит за 15…20 мин, если реакцию гидролизного лигнина с азотной кислотой проводить в водном растворе диоксана, содержащем воды не более 25 % (объемных). Начальная скорость растворения технического гидролизного лигнина с ростом температуры реакции изменяется ступенчато. Изучение кинетики реакции показало, что начальная скорость реакции в интервале температур от 50 до 75 °С линейно возрастает с ростом температуры. При более высоких температурах влияние ее на скорость процесса значительнее. После 75 °С температурный коэффициент реакции в несколько раз больше. Электронные спектры щелочных растворов деполимеризованных продуктов значительно отличаются от спектров лигнинов. Для корректного описания спектров требуется 4-5 гауссиан. Средняя погрешность аппроксимации не более 2,5 %.

В монографии рассмотрены вопросы исследования и разработки методов расчета процесса ректификации, реализуемого в химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах. Объектом изучения является ректификационная колонна по разделению бинарных и многокомпонентных смесей (преимущественно углеводородов и нефтепродуктов) и смесей близких к «идеальным» (не образующих азеотропов и не претерпевающих химических превращений). В результате работы созданы модели процесса, которые предназначены для проектного автоматизированного расчета на ЭВМ в диалоговом или интерактивном режиме полной ректификационной колонны, снабженной типовыми тарелками и разделяющей исходную смесь из нескольких (до 10) веществ или условных компонентов на два продукта заданного состава. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников химико-технологического профиля, а также для студентов (бакалавров, магистров) и аспирантов вузов.

Рассмотрены технологии переработки древесных материалов и аппаратурное оформление процессов, сопровождающихся выделением парогазовой фазы. Предложена обобщающая математическая модель, позволяющая рассчитывать кинетику процессов и конструктивные параметры аппаратурного оформления. Приведены результаты внедрения отдельных технологий в промышленность.

В монографии изложены результаты исследований дегидрирования этилбензола с использованием физических воздействий, рассмотрен предполагаемый механизм интенсификации процесса при применении физических воздействий.

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

Излагается материал по волновым технологиям, применяемым в нефтедобыче и нефтепереработке. Дан анализ существующих видов волнового воздействия, их применение в различных процессах. Рассмотрена техника генерации волн, проанализированы некоторые технологические процессы, сделан упор на оценку возможности использования волновой технологии в проектных технологических процессах.

Написано в соответствии с действующей программой дисциплины «Химическая технология топлив и углеродных материалов» (ч. II). Содержит основы технологии термодеструктивных процессов; рассмотрены химизм и механизм термических, термокаталитических и гидрогенизационных процессов. Особое внимание уделено методикам составления материальных балансов рециркуляционных процессов, расчета тепловых эффектов и тепловых балансов, определения геометрических размеров реакционных устройств. Даны типовые задачи, решение которых необходимо для углубления теоретических знаний и успешного использования их при курсовом и дипломном проектировании.

Представлены материалы VIII Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для студентов и молодых ученых «Новые технологии и материалы легкой промышленности», где отражены новые направления работ.

Учебное пособие предназначено для обучения магистров по направлению «Химическая технология» и его содержание соответствует ФГОС 3-го поколения для дисциплины «Процессы массопереноса в системах с участием твердой фазы». Изложенный в учебном пособии материал позволяет студентам восполнить и систематизировать знания по теории массообменных процессов, знакомит со спецификой массопереноса в системах с участием твердой фазы, а также с такими процессами, как адсорбция, ионный обмен, кристаллизация, растворение, мембранное разделение, конструкциями соответствующих аппаратов и методами их расчетов.

Содержание книги отражает основные направления научных исследований студентов, аспирантов и молодых ученых в области инноваций и высоких технологий нефтехимического комплекса.

С позиции системного анализа рассмотрены основные химико-технологические процессы как объекты управления. Изложены сведения о свойствах и математических моделях типовых химико-технологических объектов регулирования. Рассмотрены способы аппроксимации экспериментальных данных (полученных на реальном объекте) известной динамической математической моделью. Приводятся наиболее важные критерии оптимальности процесса регулирования, а также таблицы для выбора настроек регулятора по заданному критерию оптимальности. Освоение материала сопровождается выполнением упражнений на прилагаемом к пособию программном обеспечении для компьютерных тренажеров, которые моделируют объекты химической технологии и регуляторы. Для предоставления информации обучающимся используется операторский интерфейс, аналогичный РСУ Centum CS3000 (YOKOGAWA).

Содержит материалы X Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с элементами научной школы «Новые технологии и материалы легкой промышленности», в которых отражены новые направления работ.

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

Рассмотрены принципы разработки и создания лабораторных газоочистных установок, основы приготовления газовых смесей, измерения расхода, анализа и очистки газов в лабораторных условиях и математических методов обработки экспериментальных данных.

В сборнике статей представлены материалы IX Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для студентов и молодых ученых «Новые технологии и материалы легкой промышленности», где отражены новые направления работ.