Технология химических производств

Заключение

Конспект лекций является учебным пособием по курсу «Технология химических производств». Рассмотрено химическое производство как специфическая отрасль материального производства – современной формы взаимодействия человека с окружающей средой, его место и роль в антропогенной деятельности Даны сведения об основных компонентах химического производства. Описаны свойства, применение и процессы производства важнейших неорганических и органических веществ.

Основная литература:

1. Основы химической технологии: Учебн. для студ. химико-технологических спец. вузов / Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., М.: Высш. шк., 1991.-469с.

2. Кутепов А.М. Бондарева Т.И. Беренгартен М.Г. Общая химическая технология: Учебн. для техн. вузов. – М.:Высшая школа, 2003.

3. Соколов Р.С. Химическая технология: Учебн. пособие для студ. вузов: В 2т. – М.: Гуманит. изд. Центр ВЛАДОС, 2000.

4. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебн. пособие. М.: Химия, 1999,

5. Березина З.Н. Химическая технология основных производств: Учеб. пособие для вузов. Тюмень, Тюм. ГНГУ, 2000.

Дополнительная литература:

1. Химическая технология / Под научн. ред. акад. П.Д. Саркисова. М.: РХТУ, 2003.

2. Потехин В.И., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: Учебник для вузов. – СПб.:Химиздат, 2005.-912с.

3. Зыков Д.Д. и др. Общая химическая технология органических веществ. – М.: Химия, 1986.

4. Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа. – Л.:Химия, 1985.

5. Расчеты по технологии неорганических веществ. Уч. Пособие для вузов / Под ред. М.Е.Позина. – Л.:Химия, 1988.

6. Лебедев Н.И. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Учебник для вузов. – М.:Химия, 1988.

7. Сороко В.Е. Основы химической технологии. Уч. пособие для техникумов. – Л.:Химия, 1986.

8. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. – М.:ЦНИИТЭнефтехим, 2000.

9. Технология химических производств. Методические указания к выполнению курсового проекта. СПб, СПбГИЭУ, 2006.

Терминологический словарь

Активность катализатора - мера ускоряющего действия катализатора на данную реакцию. Активность катализатора выражается как отношение констант скоростей в присутствии катализатора и без катализатора.

где Е-Ек - снижение энергии активности реакции при использовании катализатора

Байпас -обводной поток продукта, часть общего потока его, не проходящая через аппарат или активную зону его, и соединяющийся с основной частью потока. Метод байпасного соединения потоков применяется для обеспечения оптимального температурного режима при проведении обратимых экзотермических процессов. Байпасное соединение применяют в технологических схемах с открытой целью.

Барботаж - пропускание мелких пузырьков газа через слой жидкости с це­лью увеличения поверхности раздела фаз в гетерогенной системе «жидкость-газ». Барботаж осуществляется с помощью барботеров, представляющих ряд перфори­рованных трубок, расположенных у днища аппарата и обеспечивающих равномер­ное распределение газа в жидкости. Барботаж применяется для перемешивания жидких систем и проведения реакций в системах «жидкость-газ».

Биомасса - все виды органического (животного или растительного) вещества.

Биотехнология - раздел химической технологии, использующий в про­мышленных целях биохимические процессы. Биотехнология представляет комплексную многопрофильную отрасль химического производства и включает в себя следующие направления:

-микробиологический синтез;

-генетическую инженерию;

-инженерную энзимологию.

Процессы биотехнологий используются также в смежных отраслях промыш­ленности: для добычи цветных и редких металлов, очистки сточных вод, фиксации атмосферного азота ферментативным методом.

Ватт - единица мощности (потока энергии) СИ; обозначается Вт. 1 Вт = 1 Дж/с = 1 Н*м/с = 1,36*10^{-3 л.с. = 0,86 Ккал/ч. Кратные единицы: киловатт (1 кВт = 103} Вт) и мегаватт (1 МВт = 10⁶ Вт).

Ветер - движение воздуха относительно земной поверхности, вызванное неравномерным распределением атмосферного давления и направленное от зоны высокого давления к зоне низкого. Ветер характеризуется скоростью и направлением. Минимальная скорость ветра для ветроэнергетических установок (ВЭУ) составляет 3-5 м/с.

Вторичные материальные ресурсы - материалы и изделия, которые после первоначального использования могут применяться повторно в других произ­водствах в качестве исходного сырья или изделия. К вторичным материальным ре­сурсам относятся отходы производства, отходы потребления и побочные продукты, не являющиеся целью производственного процесса.

Возобновляемые топливно-энергетические ресурсы (источники энергии) - природные энергоносители, постоянно пополняемые в результате естественных (природных) процессов (энергия солнечного излучения, ветра, рек, морей, океанов, внутреннего тепла Земли, воды, воздуха, биомассы и др.), а также энергия от утилизации отходов промышленного производства, твердых бытовых отходов (ТБО), осадков сточных вод.

Вода - одно из самых распространенных веществ в природе (гидросфера занимает 71% поверхности Земли). Используется как природный и произведенный энергоноситель.

Государственный энергетический надзор - осуществление государственного контроля за техническим состоянием и безопасным обслуживанием электро- и теплоиспользующих установок потребителей, оборудования и основных сооружений электростанций, электрических и тепловых сетей энергоснабжающих организаций; рациональным и эффективным использованием ТЭР на предприятиях, в организациях и учреждениях.

Вторичные топливно-энергетические ресурсы (ВЭР) - топливно-энергетические ресурсы, полученные как отходы или побочные продукты (сбросы и выбросы) производственного технологического процесса (например, нагретые отходящие газы технологических агрегатов, газы и жидкости систем охлаждения, отработанный водяной пар, сбросные воды, вентиляционные выбросы, тепло которых может быть полезно использовано), а также отходы, которые могут быть использованы как топливо – твердые отходы, жидкие сбросы и выбросы нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, химической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и других отраслей промышленности (в частности, доменный газ, древесная пыль, биошламы, городской мусор и т.п.)

Генератор (электрический) - устройство, которое превращает механическую энергию в электроэнергию. Механическая энергия может подаваться турбиной и т.д.

Геотермальные ресурсы - запасы глубинного тепла Земли. Различают гидрогеотермальные (термальные воды) и петрогеотермальные (сухие горные породы, нагретые до 350^оС и более) ресурсы.

Инвестиции - долгосрочные вложения капитала в социально-экономические программы, предпринимательские, исследовательские и другие проекты.

Килокалория - внесистемная единица количества теплоты, обозначается ккал. 1 ккал = 4,1868 кДж. Применяются кратные единицы: калория (1 кал = 10^-3 ккал), гигакалория (1 Гкал = 10⁹ кал).

Киловатт-час - внесистемная единица энергии или работы, применяется преимущественно в электротехнике, обозначается кВт*ч, 1 кВт*ч = 3,6*10⁶ Дж = 860 ккал.

Комплексная переработка сырья - метод переработки, обеспечиваю­щий максимальное извлечение и использование всех ценных компонентов, содер­жащихся в сырье. Комплексная переработка сырья достигается его обогащением и применением разнообразных методов: химической переработки с последователь­ным выделением всех компонентов сырья в виде целевых товарных продуктов. Применение комплексной переработки повышает экономическую эффективность ис­пользования сырья, снижает себестоимость продукции и способствует защите окру­жающей среды.

Котельная - предприятие, производящее тепловую энергию в виде пара и/или горячей воды.

Коэффициент полезного использования энергии - отношение всей полезно используемой в хозяйстве (на участке, энергоустановке и т.п.) энергии к суммарному количеству израсходованной энергии.

Коэффициент полезного действия (кпд) - характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования энергии: определяется соотношением полезно используемой энергии (превращенной в работу при циклическом процессе) к суммарному количеству энергии, переданному системе.

Парниковый эффект - нагрев внутренних слоев атмосферы (Земли и др. планет с плотными атмосферами), обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне) и поглощением атмосферой (молекулами H₂О, СО₂ и др.) основной (инфракрасной) части теплового излучения поверхности планеты.

Первичная энергия - энергия, заключенная в ТЭР.

Показатель энергетической эффективности - абсолютная, удельная или относительная величина потребления или потерь энергетических ресурсов для продукции любого назначения или технологического процесса.

Полезная энергия - энергия, теоретически необходимая для осуществления заданных операций, технологических процессов или выполнения работы и оказания услуг (например, в освещении – по световому потоку ламп; в электрохимических и электрофизических процессах – по расходу энергии, необходимому в соответствии с теоретическим расчетом для заданных условий; в термических процессах – по теоретическому расходу энергии на нагрев, плавку, испарение материала и проведение эндотермических реакций; в отоплении, вентиляции, кондиционировании, горячем водоснабжении – по количеству тепла, получаемому пользователями и т.д.)

Полная энергоемкость продукции - величина расхода энергии и (или) топлива на изготовление продукции, включая расход на добычу, транспортирование, переработку полезных ископаемых и производство сырья, материалов, деталей с учетом коэффициента использования сырья и материалов.

Потеря энергии - разность между количеством подведенной (первичной) и потребляемой (полезной) энергии.

Природный энергоноситель - энергоноситель, образовавшийся в результате природных процессов (например, вода гидросферы – при использовании энергии рек, морей, океанов; горячая вода и пар геотермальных источников; воздух атмосферы – при использовании энергии ветра; биомасса; органическое топливо – нефть, газ, уголь и т.д.)

Произведенный энергоноситель - энергоноситель, полученный как продукт производственного технологического процесса (например, сжатый воздух; водяной пар различных параметров котельных установок и других парогенераторов; горячая вода; ацетилен; продукты переработки органического топлива и биомассы и т.п.)

Р ациональное использование ТЭР - использование ТЭР, обеспечивающее достижение максимальной при существующем уровне развития техники и технологии эффективности, с учетом ограниченности их запасов и соблюдении требований снижения техногенного воздействия на окружающую среду и других требований общества (более общее понятие по сравнению с понятием «Экономное расходование ТЭР»); предполагает выбор оптимальной структуры энергоносителей, комплексное использование топлива, в т.ч. отходов топлива в качестве сырья для промышленности и т.д.

Расточительное использование энергии - систематическое использование энергии с превышением технологических норм, несоблюдением действующих правил эксплуатации производственных и коммунально-бытовых объектов, в том числе из-за бесхозяйственности, некомпетентности обслуживающего персонала и т.д.

Региональная энергетическая комиссия (РЭК) - орган исполнительной власти региона, осуществляющий государственное регулирование тарифов на энергетическую и тепловую энергию на потребительском рынке энергии.

Сертификация энергопотребляющей продукции - подтверждение соответствия продукции нормативным, техническим, технологическим, методическим и иным документам в части потребления энергоресурсов топливо- и энергопотребляющим оборудованием.

Солнечная батарея - устройство, изготавливаемое обычно из кремния, которое непосредственно преобразует некоторую часть энергии солнечного света в электроэнергию.

Солнечная энергия - электромагнитное излучение Солнца. Электромагнитное излучение охватывает диапазон длин волн от гамма–излучения (< 10-4 мкм) до радиоволн (> 100 мкм), его энергетический максимум приходится на видимую часть спектра (0,46 мкм).

Солнце - центральное тело Солнечной системы, раскаленный плазменный шар. Химический состав: водород – 90%, гелий – 10%, остальные элементы – менее 0,1%. Источник солнечной энергии - ядерные превращения водорода в гелий в центральной области Солнца, где температура превышает 10 млн. градусов. Земля, находящаяся на расстоянии 149 млн. км от Солнца, получает около 2*10¹⁷ Вт солнечной лучистой энергии. Солнце – основной источник энергии для всех процессов на Земле.

Тарифы - система ставок, по которым взимается плата за поставку тепловой и электрической энергии и услуги по ее передаче.

Теплота сгорания (теплота горения) - количество теплоты (в Дж или ккал), выделяющееся при полном сгорании единицы топлива; отнесенное к единице массы – удельная теплота, выражается в Ккал/кг, 1 Ккал/кг = 4186,8 Дж/кг.

Топливно - энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность различных видов топлива и энергии (продукция нефтеперерабатывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности, электроэнергия атомных и гидроэлектростанций, а также местные виды топлива), которыми располагает страна для обеспечения производственных, бытовых и экспортных потребностей.

Топливно-энергетический баланс - система показателей, отражающая полное количественное соответствие между приходом и расходом (включая потери и остаток) ТЭР в хозяйстве в целом или на отдельных его участках (отрасль, регион, предприятие, цех, процесс, установка) за выбранный интервал времени.

Кризис энергетический - резкое ухудшение снабжения топливом населения, производителей и потребителей энергии, проявляющееся в значительных ограничениях производства, возникновении чрезвычайных ситуаций и, в итоге, - в снижении жизненного уровня, благосостояния населения.

Мощность - работа в единицу времени, характеризует скорость производства или потребления энергии.

Непроизводительный расход ТЭР - потребление ТЭР, обусловленное несоблюдением или нарушением требований, установленных государственными стандартами, иными нормативными документами.

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии (энергоресурсы) - энергия солнечного излучения, ветра, тепла Земли, природного градиента температур, естественного движения водных потоков, энергия биомассы, отходов промышленного производства, ТБО и др.

Процесс технологический - совокупность приемов и способов получе­ния, обработки или переработки сырья, материалов или изделий, осуществляемых в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и других отраслях хозяйства. В результате осуществления производственного процесса происходит качественное изменение обрабатываемых объектов. Частным случаем производственного про­цесса является химико-технологический процесс.

Технологический режим - совокупность параметров, обеспечивающих устойчивое и максимально эффективное протекание химико-технологического про­цесса. Технологический режим фиксируется в технологическом регламенте,

Технология - наука о наиболее экономически выгодных методах и средст­вах массовой переработки сырых природных материалов (сырья) в продукты по­требления и промежуточные продукты, применяемые в различных отраслях матери­ального производства. Технология подразделяется на механическую, химическую и биотехнологию.

Топливо - вещество, основной составной частью которого является углерод, применяемое с целью получения, при его сжигании, тепловой энергии. По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина) и искусственное (кокс, моторные топлива, генераторные газы и др.), по агрегатному состоянию – на твердое, жидкое и газообразное. Основная характеристика топлива – теплота сгорания. В связи с развитием техники термин «топливо» стал применяться в более широком смысле и распространился на все материалы, служащие источником энергии (например, ядерное топливо).

Условное топливо - принятая при технико-экономических расчетах единица, служащая для сопоставления тепловой ценности различных видов органического топлива. Теплота сгорания 1 кг условного топлива (кг у.т.) – 7000 ккал. 1 т у.т. = 29,31 ГДж.

Химическая технология - наука, изучающая процессы и средства пере­работки природных материалов (сырья), связанные хотя бы на одной из стадий с изменением состава, строения и химических свойств перерабатываемых веществ. Химическая технология составляет научную основу химического производства.

Химико-технологическая система - совокупность аппаратов и связей (материальных потоков) между ними, обусловливающая эффективное функциони­рование химического предприятия. Химико-технологическая система разрабатыва­ется с целью создания высокоэффективного химического производства, обеспечи­вающего выпуск необходимой продукции в заданном объеме, требуемого качества и экономически целесообразным путем.

Химико-технологический процесс - сочетание проводимых в опреде­ленной последовательности с целью получения из сырья готовой продукции химиче­ских, физико-химических и механических операций. Химико-технологический про­цесс состоит их трех последовательных стадий: подготовка исходных продуктов, их химические превращения, выделение и очистка конечного продукта.

Энерготехнологическая схема - технологическая схема производства, обеспечивающая выпуск химической продукции надлежащего качества с высоким выходом при рациональном использовании энергии. В энёрготехнологических схе­мах за счет рационального использования энергии в технологическом процессе дос­тигается оптимальное сочетание химических процессов и энергетики (энерготехно­логическое комбинирование). В химической промышленности энерготехнологиче­ское комбинирование осуществляется на уровне технологического процесса путем сочетания экзо- и эндотермических реакций; на уровне технологических установок путем использования теплосодержания продуктов одной установки для обеспечения работы другой установки; на уровне комбинированных производств путем сочетания энерговыделяющих производств с энергопотребляющими.

Энергетический маркетинг - деятельность на регулируемом рынке электрической и тепловой энергии, направленная на обеспечение баланса интересов производителей, потребителей энергии и регулирующих органов.

Энергетический менеджмент - искусство эффективного управления производством и потреблением топлива и энергии.

Энергетический паспорт промышленного потребителя ТЭР - нормативный документ, отражающий баланс потребления и показатели эффективности использования ТЭР в процессе хозяйственной деятельности объектами производственного назначения, а также содержащий энергосберегающие мероприятия.

Энергетическое обследование (энергоаудит) - обследование потребителей ТЭР с целью установления показателей эффективности их использования и выработки экономически обоснованных мер по их повышению.

Энергия - источник деятельных сил и общая количественная мера различных форм движения материи.

Энергосберегающая технология - новый или усовершенствованный технологический процесс, характеризующийся более высоким коэффициентом полезного использования ТЭР.

Энергосберегающая политика - комплексное системное проведение на государственном уровне программы мер, направленных на создание необходимых условий организационного, материального, финансового и другого характера для рационального использования и экономного расходования ТЭР.

Энергосбережение - реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) ТЭР и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.

Энергоустановка - комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенных для производства или преобразования, передачи, накопления, распределения или потребления энергии.

Эффективное использование энергетических ресурсов - достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды.

Фотосинтез - процесс, при котором зеленые растения создают пищу (углеводороды) из воды и углекислого газа, используя энергию солнечного света. Пища является запасом химической энергии внутри растений.

Экономия ТЭР - сравнительное в сопоставлении с базовым, эталонным значением сокращение потребления ТЭР на производство продукции, выполнение работ, оказание услуг установленного качества без нарушения экологических и других ограничений в соответствии с требованиями общества (величину экономии определяют через сравнительное сокращение расхода, а не потребления ТЭР).

Электростанция - предприятие, производящее электрическую и, как правило, тепловую энергию. В зависимости от источника энергии различают ТЭС (топливные электростанции), ГЭС (гидроэлектростанции), АЭС (атомные электростанции).

Энергетика - отраслевой комплекс, охватывающий энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии.

Энергоноситель - вещество в различных агрегатных состояниях (твердое, жидкое, газообразное) либо иные формы материи (плазма, поле, излучение и т.д.), запасенная энергия которых может быть использована для целей энергоснабжения.

Приложение

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный

инженерно-экономический университет »

Кафедра экономики и менеджмента

в нефтегазохимическом комплексе

УТВЕРЖДАЮ

Проректор

по учебно-методической работе и УМО

д.э.н., профессор

_________________А.И. Федорков

«____» _________________2007 г.

Рег.№___________

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

Дата добавления: 2013-12-11