Авлении увеличения масштабов производства химической продукции, так и в направлении разработки новых высокоэффективных и более совершенных способов производства

Вид материала

Содержание

Цель и задачи дисциплины
Содержание курса
Тема 2. Химико-технологический процесс (ХТП) и его содержание
Тема 3. Сырье в химической промышленности
Тема 4. Энергетические ресурсы в химическом производстве
Тема 5. Вода в химической промышленности
Тема 6. Физико-химические основы технологического процесса
Тема 7. Промышленные химические процессы и реакторы
Тема 8. Химико-технологические системы (ХТС)
Тема 9. Примеры химических производств
Методические указания
Контрольная работа
Список литературы

Подобный материал:

ВВЕДЕНИЕ

Химические и смежные отрасли промышленности, основанные на закономерностях химии и химической технологии, развиваются как в направлении увеличения масштабов производства химической продукции, так и в направлении разработки новых высокоэффективных и более совершенных способов производства. Происходит всестороннее комбинирование химических производств.

Развитие химической технологии происходит по пути типизации производства. Аналогичные способы производства, химические процессы и реакторы применяются для изготовления различных органических и неорганических продуктов. Соответственно аналогичными могут быть математические модели разных процессов и химико-технологических систем. В связи с этим возрастает значение теоретических основ химической технологии в подготовке инженера химика-технолога широкого профиля, способного управлять комбинированным производством, обобщать технологический опыт разных производств.

15

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью курса общей химической технологии является изучение будущими специалистами-биотехнологами основ химико-технологических процессов, понимание взаимосвязи всех процессов как химических, так и физических, относящихся к химическому производству. Специалисту-биотехнологу необходимо также знание современных научных представлений о химико-технологических системах (ХТС) и об аппаратурном оформлении химико-технологических процессов. В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

– иерархическую организацию процессов в химическом производстве;

– критерии оценки эффективности химического производства;

– структуру и описание ХТС;

– сущность и функционирование сырьевой подсистемы ХТС;

– сущность и функционирование энергетической подсистемы ХТС;

– промышленные химические процессы и основные типы промышленных химических реакторов;

– важнейшие химические производства;

уметь:

– пользоваться справочной и научно-технической литературой по химической технологии;

– составлять функциональные, технологические, структурные и операторные схемы ХТС;

– рассчитывать процессы в химических реакторах основных типов, а также технологические и техно-экономические показатели химико-технологического процесса;

– выявлять и формировать технологические связи в ХТС;

– разрабатывать планы, программы и методики проведения технологических научно-исследовательских работ для организации производства химической продукции.

Общая химическая технология базируется на таких дисциплинах, как аналитическая химия, общая и неорганическая химия, органическая химия, физическая химия.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Тема 1. Химическая технология – наука о способах и процессах производства промышленных продуктов из природного сырья

Особенности химической технологии как науки. Связь химической технологии с другими науками.

Общие понятия химической технологии: химическое производство, способ производства, технологическая схема, технологический процесс, технологическая операция.

Отрасли неорганической и органической химической технологии. Основные направления развития химической промышленности.

Структура и функциональные части химического производства. Постоянные и переменные компоненты химического производства.

Тема 2. Химико-технологический процесс (ХТП) и его содержание

Иерархическая организация процессов в химическом производстве.

Стадии ХТП (подвод реагирующих компонентов в зону реакции, химические реакции, отвод продуктов из зоны реакции). Понятие о лимитирующей стадии процесса. Кинетическая и диффузионная область ХТП. Факторы, воздействующие на скорость ХТП (концентрация, давление, температура, отвод продуктов реакции из реакционной зоны). Увеличение скорости ХТП (повышение температуры, применение катализаторов, турбулизация системы).

Оптимальные условия ведения ХТП. Технологический режим.

Классификация ХТП по фазовому составу, механизму реакции, тепловому эффекту, значению параметров технологического режима, характеру протекания во времени, температурному и гидродинамическому режиму, присутствию катализатора.

Технологические и техно-экономические показатели ХТП: выход, степень превращения, селективность, качество продукции, производительность, интенсивность, расходный коэффициент, удельные капитальные затраты, себестоимость продукции и производительность труда. Эксплутационные и социальные показатели.

Тема 3. Сырье в химической промышленности

Материальные объекты химического производства (ХП). Характеристика сырья ХП. Источники сырья. Классификация сырья.

Сырьевые ресурсы и рациональное использование химического сырья. Индекс использования резервов (ИИР) основных видов химического сырья.

Подготовка твердого химического сырья к переработке (классификация, измельчение и укрупнение, обогащение). Подготовка жидкого и газообразного химического сырья.

Комплексное использование сырья. Рациональное использование сырья.

Замена пищевого сырья непищевым и растительного – минеральным.

Тема 4. Энергетические ресурсы в химическом производстве

Энергоемкость химического производства (тип класса химических производств). Виды энергии. Источники получения энергии, используемой в химическом производстве. Первичные и вторичные, возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.

Общие сведения о топливе. Твердое, жидкое, газообразное топливо. Значение вида топлива. Топливно-энергетическая проблема.

Энергосберегающие методы: разработка энергосберегающих технологий, улучшение использования энергии в производственных процессах.

Новые виды энергии в химической промышленности.

Тема 5. Вода в химической промышленности

Разновидности технической воды (охлаждающая, технологическая, энергетическая). Требования к качеству технической воды. Промышленная водоподготовка (отстаивание, умягчение и обессоливание, дегазация). Водооборотные циклы химических производств (прямоточное и водооборотное водоснабжение). Замкнутые, полузамкнутые и комбинированные схемы производственного оборотного водоснабжения.

Тема 6. Физико-химические основы технологического процесса

Термодинамика химических превращений. Тепловой эффект реакции. Возможность химического превращения. Зависимость возможности химического превращения от температуры и начального состав реакционной смеси.

Химическое равновесие в технологических расчетах. Расчет константы равновесия. Уравнение изотермы химической реакции. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изобары.

Термодинамический анализ реакционной смеси. Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье. Выбор условий проведения процесса на примере синтеза аммиака с использованием катализатора.

Кинетические характеристики процесса в химической технологии. Кинетическая модель реакции. Порядок реакции. Молекулярность реакции.

Построение схемы превращения на примере окисления аммиака. Скорость химического превращения и скорость реакции. Зависимость скорости реакции от температуры.

Тема 7. Промышленные химические процессы и реакторы

Гомогенные процессы в газовой и жидкой фазе, основные закономерности.

Гетерогенные некаталитические процессы.

Каталитические процессы. Гомогенный и гетерогенный катализ. Каталитическая активность твердых катализаторов. Свойства промышленных катализаторов.

Процессы в многофазных системах.

Основные требования к промышленным реакторам: производительность и интенсивность, высокий выход продукта и селективность процесса, минимальные энергетические затраты, легкая управляемость и безопасность работы, низкая стоимость изготовления и ремонта, устойчивость работы при изменениях основных параметров режима.

Виды химических реакторов: емкостные, колонные, насадочные, трубчатые и многослойные. Общие структурные элементы химических реакторов.

Емкостные реакторы для жидкостных гомогенных процессов с различными видами перемешивающих устройств. Камерные и трубчатые реакторы для газовых гомогенных процессов.

Реакторы для гетерогенных процессов в системе газ – жидкость: колонные реакторы, реакторы с распылением жидкости, пенные реакторы, трубчатые реакторы. Печи для гетерогенных процессов в системе газ – твердое. Их классификация по источнику нагрева, по способу нагрева, по принципу устройства и работы. Реакторы для гетерогенных процессов в системе жидкость – твердое (с фильтрующим слоем твердого реагента, со взвешенным слоем твердого реагента, с перемешивающими устройствами, струйно-циркуляционные смесители).

Аппараты для каталитических процессов: контактные аппараты, трубчатые контактные аппараты, реакторы со взвешенным слоем катализатора, реакторы с движущимся катализатором.

Основные принципы классификации для проектирования химических реакторов (гидродинамическая обстановка и температурный режим). Модели идеальных реакторов (идеального вытеснения и полного смешения проточного). Их характеристические уравнения. Изменение концентраций реагентов, степени и скорости превращения в реакторе идеального вытеснения и полного смешения проточного. Модель каскада реакторов полного смешения. Определение числа теоретических ступеней каскада алгебраическим и графическим методами. Модель реактора периодического действия. Характеристическое уравнение реактора периодического действия. Сравнение реакторов.

Изотермические и неизотермические процессы в химических реакторах.

Температурный режим реакторов. Адиабатические реакторы. Характеристическое уравнение для процесса в адиабатическом реакторе.

Тема 8. Химико-технологические системы (ХТС)

Общая структура химико-технологической системы (ХТС). Элементы и подсистемы ХТС. Иерархическая структура химического предприятия как ХТС. Критерии (параметры) состояния системы. Показатели эффективности функционирования ХТС. Технологические схемы ХТС с открытой цепью. Циклические (замкнутые) технологические схемы ХТС.

Синтез и анализ ХТС. Виды моделей ХТС (математические обобщенные). Иконографические обобщенные модели. Способы изображения схем ХТС (химическая схема, структурная схема, функциональная схема). Типовые технологические операторы, операторная схема ХТС.

Технологические связи. Последовательная технологическая связь. Параллельная технологическая связь. Последовательно-обводная технологическая связь (байпас). Обратная технологическая связь (рецикл, сопряженный рецикл). Перекрестная технологическая связь. Разомкнутые и замкнутые технологические связи.

Эффективность организации процесса в ХТС.

Тема 9. Примеры химических производств

Биохимические производства. Особенности процессов биотехнологии. Производство уксусной кислоты микробиологическим методом.

Производство пищевых белков.

Утилизация и обезвреживание твердых, жидких и газообразных отходов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По курсу «Общая химическая технология» студенты заочного факультета выполняют одну контрольную работу, которая включает контрольные и тестовые задания.

Для выполнения контрольной работы студент может выбрать любые учебники из списка основной и дополнительной литературы. Можно пользоваться также другими учебниками и учебными пособиями по данной дисциплине.

Номер варианта контрольной работы определяется по последней цифре шифра. Например, если последняя цифра шифра 0, то студент отвечает на вопросы 0, 10, 20 и т.д. контрольных и тестовых заданий. Если, например, последняя цифра шифра 4, то следует ответить на вопросы 4, 14, 24 и т.д.

Контрольная работа высылается в институт.

Ответы на вопросы контрольных заданий не должны быть переписаны из соответствующего раздела учебника или учебного пособия. Ответ следует излагать своими словами, акцентируя внимание на главных моментах темы.

Рисунки и графики должны быть выполнены аккуратно карандашом с информацией необходимой для понимания ответа на вопрос.

Контрольные работы, дословно соответствующие тексту учебника, будут возвращаться на исправление.

При выполнении тестовых заданий нужно указать правильный ответ.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Контрольные задания

0. Предмет изучения и задачи химической технологии.

1. Особенности химической технологии как науки.

2. Связь химической технологии с другими науками.

3. Структура и особенности химической промышленности.

4. Отрасли неорганической химической технологии.

5. Отрасли органической химической технологии.

6. Специфические особенности химической промышленности.

7. Основные направления развития химической промышленности.

8. Структура и функциональные части химического производства.

9. Химико-технологический процесс (ХТП) и его содержание.

10. Оптимальные условия ведения ХТП на примере синтеза аммиака. Технологический режим.

11. Химическая классификации ХТП (по фазовому составу, механизму реакции, типу взаимодействия).

12. Технологическая классификации ХТП (по значению параметров технологического режима, по характеру протекания во времени, по температурному и гидродинамическому режиму).

13. Технические и техноэкономические показатели химического производства и ХТП.

14. Эксплуатационные и социальные показатели химического производства и ХТП.

15. Материальные объекты химического производства.

16. Характеристика сырья химического производства. Источники сырья.

17. Классификация сырья химического производства.

18. Сырьевые ресурсы и рациональное использование химического сырья. Индекс использования резервов (ИИР) основных видов химического сырья.

19. Подготовка твердого химического сырья к переработке (классификация, измельчение и укрупнение, обогащение).

20. Подготовка жидкого химического сырья к переработке.

21. Подготовка газообразного химического сырья к переработке.

22. Энергоемкость химического производства (три класса химических производств).

23. Источники получения энергии, используемой в химическом производстве.

24. Промышленная водоподготовка. Виды водоочистки.

25. Водооборотные циклы химических производств (прямоточное и водооборотное водоснабжение).

26. Замкнутые, полузамкнутые и комбинированные системы производственного оборотного водоснабжения

27. Термодинамика химических превращений. Тепловой эффект реакции.

28. Термодинамика химических превращений. Возможность химического превращения (расчет в стандартных условиях).

29. Зависимость возможности химического превращения от температуры и начального состава реакционной смеси.

30. Химическое равновесие в технологических расчетах. Расчет константы равновесия для идеальной реакционной смеси.

31. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изобары.

32. Термодинамический анализ реакционной смеси. Выбор условий проведения процесса на примере синтеза аммиака с использованием катализатора.

33. Построение схемы превращения для расчета химического процесса на примере окисления аммиака.

34. Скорость превращения вещества и скорость реакции.

35. Кинетические характеристики процесса в химической технологии.

36. Химические реакторы. Основные требования к промышленным реакторам.

37. Виды химических реакторов (емкостные, колоночные насадочные реакторы).

38. Виды химических реакторов (реакторы для периодических и непрерывных процессов с участием твердых компонентов).

39. Виды химических реакторов (трубчатые и многослойные реакторы).

40. Общие структурные элементы химических реакторов.

Промышленные химические реакторы. Основные принципы классификации для проектирования химических реакторов.

42. Модель реактора идеального вытеснения. Характеристическое уравнение реактора идеального вытеснения.

43. Модель реактора полного смешения проточного. Характеристическое уравнение реактора полного смешения.

44. Модель каскада реакторов полного смешения. Определение числа теоретических ступеней каскада алгебраическим методом.

45. Модель каскада реакторов полного смешения. Определение числа теоретических ступеней каскада графическим методом.

46. Реактор периодического действия. Характеристическое уравнение реактора периодического действия.

47. Температурный режим реакторов. Адиабатические реакторы. Характеристическое уравнение адиабаты для реакции АВ.

48. Температурный режим реакторов. Изотермические и политермические реакторы.

49. Общая структура химико-технологической системы (ХТС). Элементы и подсистемы ХТС.

50. Иерархическая структура химического предприятия как ХТС. Критерии (параметры) состояния системы.

51. Показатели эффективности функционирования ХТС.

52. Технологические схемы ХТС с открытой цепью. Примеры реализации.

53. Циклические (замкнутые) технологические схемы ХТС.

54. Виды моделей ХТС (математические и обобщенные).

55. Иконографические обобщенные модели. Способы изображения схем ХТС (химическая схема, структурная схема, функциональная схема).

56. Типовые технологические операторы, операторная схема ХТС.

57. Технологические связи. Последовательная технологическая связь. Параллельные технологические связи.

58. Последовательно-обводная технологическая связь (байпас).

59. Технологические связи. Обратная технологическая связь (рецикл, сопряженный рецикл).

60. Эффективность организации процесса в ХТС.

Тестовые задания

0. Естественная прикладная наука о способах и процессах производства промышленных химических продуктов:

органическая химия
химическая технология
физическая химия
неорганическая химия

1. Общая химическая технология изучает:

массообменные процессы
химические процессы
гидромеханические процессы
тепловые процессы

2. Взаимосвязь между отдельными аппаратами и реакторами производственного процесса с описанием происходящих в них процессов и превращений - это:

технологическая схема
последовательность аппаратов
схематическое изображение
условное обозначение аппаратов

3. Сочетание различных технологических процессов (химических, тепловых, диффузионных), происходящих в одном аппарате:

синтез
химическое превращение
операция
совокупность процессов

4. Производство продуктов на основе процессов, происходящих в живой клетке относится к:

технологии основного органического синтеза
высокомолекулярной технологии
биотехнологии
производству органических препаратов

5. Производство органических реактивов, препаратов и лекарственных веществ относится к:

тонкому органическому синтезу
биотехнологии
основному органическому синтезу
нефтехимическому синтезу

6. Общая структура химического производства включает в себя подготовку и переработку сырья, выделение продукта, утилизацию отходов, подготовку вспомогательных материалов, водоподготовку, энергетическую систему и систему управления, которые называют:

функциональные части
составные части производства
составляющие производства
стадии производства

7. Сырье, вспомогательные материалы, продукты, отходы производства, энергию классифицируют как:

переменные компоненты производства
постоянные компоненты производства
компоненты производства
все перечисленное

8. Строительные конструкции, аппаратуру, устройства контроля и управления, обслуживающий персонал относят к:

переменным компонентам производства
основным компонентам производства
постоянным компонентам производства
все перечисленное

9.Вещества и материалы, не подлежащие дальнейшей переработке

и направляемые на утилизацию называют:

отходами производства

полупродуктами
вспомогательными материалами
некондиционными продуктами

10.Химические вещества, поступающие на переработку, называются:

расходные материалы
сырье
исходные материалы
все перечисленное

11.Основные химические вещества, получаемые в результате переработки сырья и предназначенные для потребления, называются:

продукты
полупродукты
синтезируемые вещества
продукты реакции

12. Сочетание основных параметров процесса (температуры, давления, состава исходной реакционной смеси, катализатора и т. д. ), позволяющие получить наибольший выход продукта с высокой скоростью или обеспечить наименьшую себестоимость:

оптимальные условия
технологический режим
технологическая карта
технологическая схема

13. Совокупность параметров, определяющих условия работы аппарата или системы аппаратов:

технологический режим
технологическая карта
технологическая схема
оптимальные условия

14. В совокупном химико-технологическом процессе выделяют массообменные процессы. Выберите массообменный из перечисленных:

охлаждение
кристаллизация
дробление
фильтрация

15. В совокупном химико-технологическом процессе выделяют механические и гидромеханические процессы. Выберите механический из перечисленных:

дробление
экстракция
растворение
фильтрация

16. Агрегатное состояние реагирующих веществ и продуктов реакции характеризует:

соотношение компонентов
объем
фазовый состав
концентрация

17. Если исходные вещества и продукты находятся в одной фазе, то процесс:

гомогенный
гетерогенный
газодинамический
массообменный

18. Если по меньшей мере один из реагентов или продуктов находится в

фазовом состоянии, отличающемся от фазового состояния остальных участников реакции, то такой процесс называется:

гомогенный
газодинамический
гетерогенный
гидродинамический

19. Если в реакторе поддерживается постоянная температура во всем реакционном объеме, то это режим:

изотермический
адиабатический
политермический
програмно-регулируемый

20. Если в реакторе нет подвода или отвода теплоты и вся энергия аккумулируется потоком реагирующих веществ, то это режим:

програмно-регулируемый
адиабатический
изотермический
политермический

21. Если теплота реакции лишь частично отводится из зоны реакции или

компенсируется подводом для эндотермических процессов в соответствии с расчетом аппарата, то это режим:

политермический
адиабатический
изотермический
все перечисленное

22. Дополните предложение: «Химические реакции различают по тепловому эффекту. При протекании экзотермических реакций ___________________________________»

происходит выделение теплоты (Q > 0) и уменьшение энтальпии реакционной системы (Н < 0);
происходит поглощение теплоты (Q < 0) и увеличение энтальпии реакционной системы (Н > 0);
происходит выделение теплоты (Q > 0) и увеличение энтальпии реакционной системы (Н> 0);
происходит поглощение теплоты (Q < 0) и уменьшение энтальпии реакционной системы (Н < 0)».

23. Дополните предложение: «Химические реакции различают по тепловому эффекту. При протекании эндотермических реакций ________________________________________»

происходит выделение теплоты (Q >0) и уменьшение энтальпии реакционной системы (Н < 0);

происходит поглощение теплоты (Q < 0) и увеличение энтальпии реакционной системы (Н >0);

происходит выделение теплоты (Q > 0) и увеличение энтальпии реакционной системы (Н > 0);
происходит поглощение теплоты (Q < 0) и уменьшение энтальпии реакционной системы (Н < 0)».

24. Количество затраченного сырья, материалов или энергии на производство единицы продукта характеризует:

расходный коэффициент
выход продукта
интенсивность процесса
эффективность процесса

25. Отношение реально получаемого количеств продукта из использованного сырья к максимальному количеству, которое теоретически можно получить из того же количества сырья характеризует:

расходный коэффициент
интенсивность процесса
выход продукта
совершенство организации

26. Количество перерабатываемого сырья или образующегося продукта в единицу времени характеризует:

производительность процесса
скорость процесса
совершенство организации
скорость реакции

27. Доля превратившегося исходного вещества, расходуемая на образование заданного продукта, характеризует:

селективность
выход продукта
степень превращения
все перечисленное

28. Потребительские свойства и товарную ценность определяет:

качество продукта
внешний вид продукта
содержание примесей в продукте
все перечисленное

29. Среднее время безаварийной работы, либо число аварийных остановов

оборудования или производства за определенный промежуток времени

характеризует

качество оборудования
условия эксплуатации
правильность обслуживания
надежность

30. Технологический процесс в производстве оконного стекла идет по реакции:

Na₂CO₃+ CaCO₃ + 6SiO₂  Na₂O  CaO  6SiO₂ + 2 CO₂

Кварцевый песок содержит 99% диоксида кремния. Молярные массы диоксида кремния и Na₂O  CaO  6SiO₂ равны 60 и 478 соответственно. Расходный коэффициент по кварцевому песку в т на 1 т продукта составит:

0,760
0,710
0,850
0,620

31. Технологический процесс в производстве оконного стекла идет по реакции:

Na₂CO₃+ CaCO₃ + 6SiO₂  Na₂O  CaO  6SiO₂ + 2 CO₂

Сода содержит 93,8% карбоната натрия. Молярные массы карбоната натрия и Na₂O  CaO  6SiO₂ равны 106 и 478 соответственно. Расходный коэффициент по соде в т на 1 т продукта составит:

0,235
0,220
0,250
0,300

32. Процесс в производстве оконного стекла идет по реакции:

Na₂CO₃+ CaCO₃ + 6SiO₂  Na₂O  CaO  6SiO₂ + 2 CO₂

Известняк содержит 90,5% карбоната кальция. Молярные массы карбоната кальция и Na₂O  CaO  6SiO₂. равны 100 и 478 соответственно. Расходный коэффициент по известняку в т на 1 т продукта составит:

0,232
0,210
0,180
0,350

33. При производстве фосфора разложением фосфорного концентрата процесс идет по реакции:

Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ = 3CaO  SiO₂ + 2P + 5CO

Кокс содержит 94,5% углерода. Молярные массы углерода и фосфора равны 12 и 31 соответственно. Расходный коэффициент по коксу в т на 1 т фосфора составит:

1,02
0,75

1,68
0,64

34. При производстве фосфора разложением фосфорного концентрата процесс идет по реакции:

Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ = 3CaO  SiO₂ + 2P + 5CO

Кварцевый песок содержит 99% диоксида кремния. Молярные массы диоксида кремния и фосфора соответственно равны 60 и 31. Расходный коэффициент по кварцевому песку в т на 1 т фосфора составит:

2,93
3,12
2,54
168

35. В реакторе объемом 2 куб. м за 60 с подверглось превращению 20 кг исходного вещества. Определить скорость превращения исходного вещества:

0,17
0,01
0,10
0,25

36. В реакторе объемом 1 куб. м за 60 с подверглось превращению 15 кг исходного вещества. Определить скорость превращения исходного вещества:

0,25
0,16
0,35
0,48

37. Концентрация исходного вещества на входе в реактор составляет 8 моль/л, а на выходе из реактора 0,5 моль/л. Определить степень превращения исходного вещества:

0,94
0,82
0,99
0,78

38. Концентрация исходного вещества на входе в реактор составляет 7,8 моль/л, а на выходе из реактора 0,4 моль/л. Определить степень превращения исходного вещества:

0,95
0,83
0,99
0,77

39. Концентрация исходного вещества А на входе в реактор составляет 10 моль/л. Концентрация продукта В на выходе из реактора равна 4 моль/л. Процесс характеризуется стехиометрическим уравнением: 2А = В.

Определить выход продукта В:

0,80
0,95
0,68
0,75

40. Концентрация исходного вещества А на входе в реактор составляет 10 моль/л. Концентрация продукта В на выходе из реактора равна 3,5 моль/л. Процесс характеризуется стехиометрическим уравнением: 2А = В.

Определить выход продукта В:

0,70
0,94
0,63
0,86

41. На входе в реактор концентрация исходного вещества А составляет 8,25 моль/л, а продукта В равна 0. На выходе из реактора концентрация исходного вещества А равна 2 моль/л, а целевого продукта В составляет 3 моль/л. Процесс описывается уравнениями:

2А  В

А  С

Определить селективность процесса по целевому продукту В:

0,96
0,74
0,85
0,56

42. На входе в реактор концентрация исходного вещества А составляет 12,0 моль/л, а продукта В равна 0. На выходе из реактора концентрация исходного вещества А равна 2 моль/л, а целевого продукта В составляет 4 моль/л. Процесс описывается уравнениями:

2А  В

А  С

Определить селективность процесса по целевому продукту В:

0,80
0,75
0,95
0,64

43. Вещества и материалы, предназначенные для переработки в промышленном производстве, называют:

сырье
полупродукт
побочный продукт
отходы

44. Вещества, образующиеся в процессе переработки сырья наряду с целевым продуктом, но не являющиеся целью данного производства называют:

полупродукт
сырье
побочный продукт
отходы

45. Остатки сырья, материалов, полупродуктов, образующихся в производстве и полностью или частично утративших свои качества, называют:

отходы производства
отвал
полупродукт
побочный продукт

46. Затраты на сырье в химической промышленности составляют от себестоимости продукции примерно:

менее 40%
60-70%
40-50%
10- 20%

47. Сырье, извлекаемое из природных источников, классифицируют как:

первичное
вторичное
искусственное
потребляемое

48. Промежуточные и побочные продукты промышленного производства и потребления, отходы классифицируют как:

вторичное сырье
первичное сырье
искусственное сырье
возобновляемое сырье

49. Выберите первичные источники энергии:

ископаемое жидкое топливо
отработанные теплоносители
горячие вентиляционные выбросы
горячие технологические потоки

50. Выберите вторичные источники энергии:

ископаемое жидкое топливо
древесина
отработанные теплоносители
горячие термальные воды

51. Выберите из первичных источников энергии возобновляемые:

энергия рек
сланцы
уголь
природный газ

52. Выберите из первичных источников энергии невозобновляемые:

энергия рек
энергия солнца

природный газ

энергия ветра

53. Горячие технологические потоки относят к источникам энергии:

вторичным
первичным
первичным возобновляемым
все перечисленное

54.Нагретые вентиляционные выбросы относят к источникам энергии:

вторичным
первичным
первичным возобновляемым
все перечисленное

55. Охлаждающая вода применяется:

в теплообменных аппаратах
в качестве реагента
для промывки
для абсорбции газов

56. Технологическая вода применяется:

в качестве реагента
в теплообменных аппаратах
для получения пара
все перечисленное

57. Энергетическая вода используется:

при получении пара
в качестве реагента
для адсорбции газов
все перечисленное

58. Контактирует с материальными потоками реагирующих веществ:

технологическая вода
охлаждающая вода
энергетическая вода
все перечисленное

59. Содержание солей в одном литре пресной воды составляет:

до10 г
до 5 г
до 1 г
до 100 г

60. Обессоливание и умягчение воды включает:

удаление солей магния, кальция и др
отстаивание
фильтрацию
дегазацию

61. Изменение энергии Гиббса (изобарный потенциал или энергия Гиббса) реакции равно разности значений его для конечных и начальных веществ и может быть рассчитано по уравнению:

G₂₉₈=v_i (G₂₉₈)_обр._i

Выберите условия, при которых химический процесс принципиально осуществим при температуре Т и давлении Р:

при G_T_,_P< 0;
при G_T_,_P  0
при G_T_,_P = 0
0 G_T_,_P <1

62. Величина изменения энергии Гиббса G_T_,_P при превращении исходных веществ в продукты при температуре Т и давлении Р характеризует принципиальную возможность протекания реакции. Реакционная система находится в термодинамическом равновесии, если изменение энергии Гиббса:

G_T,P  0
G_T,P  0

G_T,P = 0
0 G_T,P <1

63. Выберите полный ответ.

Уравнение реакции

v_AA + v_BB + ... = v_RR + v_sS + ... + Q_р

представляет собой:

термохимическое уравнения экзотермической реакции
термохимическое уравнения эндотермической реакции
стехиометрическое уравнение реакции
уравнение химической реакции

64. Тепловой эффект химического процесса (количество выделившейся или поглощенной теплоты q_р) зависит от количества превращенного вещества N. Используя термохимическое уравнение химической реакции

v_AA + v_BB + ... = v_RR + v_sS + ... + Q_р ,

тепловой эффект можно рассчитать по формуле:

q_p=Q_pN_A/v_A
q_p=Q_pN_A
q_p=Q_pN_R
q_p=Q_p(N_A + N_B+ … )/ (v_A+v_B+…)

65. Агрегатное состояние реагирующих веществ и продуктов реакции позволяет охарактеризовать:

массообмен в реакционной смеси

фазовый состав реакционной смеси
соотношение компонентов реакционной смеси
объем реакционной смеси

66. Реакция

Ag⁺ + CI^-  AgCI 

протекает в одну стадию и называется

а)простой

б)элементарным актом
в)последовательной
(а) и (б) вместе

67. Число молекул, одновременным взаимодействием между которыми осуществляется акт химического взаимодействия, определяет

молекулярность реакции
порядок реакции
кинетическое уравнение реакции
все перечисленное

68. Определите фазовый состав реакции:

H₂ (г) + I₂(г) = 2HI(г)

а) гетерогенная реакция
б)газофазная реакция
в)гомогенная реакция
(б) и (в) вместе

69. Определите фазовый состав реакции:

AgNO₃(р) + NaCI (р) = AgCI(т) + NaNO₃(р)

а) жидкофазная реакция
б)гетерогенная реакция
в)гомогенная реакция
(а) и (б) и вместе

70. Определите фазовый состав реакции образования оксигемоглобина в клеточной жидкости эритроцитов:

Hb + O₂  HbO₂

а) гетерогенная реакция
б) жидкофазная реакция
в)гомогенная реакция
(б) и (в) и вместе

71. В кинетическом уравнении

выражающем зависимость скорости реакции (v) от концентрации реагирующих веществ в реакции

aА + bВ  cC + dD

сумма показателей степеней концентраций реагирующих веществ (a+b) определяет:

молекулярность реакции

скорость реакции
порядок реакции
все перечисленное

72. Определите порядок реакции

aА(г)+ bВ(г) + сС(г)  dD(ж) + eE(т)

a+b+c
3
3/2
a+b+c/d+e

73. Определите порядок реакции

aА(г)+ bВ(г) + сС(т)  dD(ж) + eE(т)

a+b+c
a+b
3
a+b+c/d+e

74. Количество вещества, превращающего в единицу времени в единице реакционного пространства называют:

скорость превращения
скорость реакции
константа скорости реакции
все перечисленное

75. Дополните определение:

Принцип Ле Шателье гласит: если на равновесную систему оказать какое-нибудь внешнее воздействие, то в системе происходит процесс,

аналогичный воздействию
ослабляющий это воздействие
усиливающий это воздействие
устраняющий это воздействие

76. Как повлияет на состояние равновесия в системе:

4NH_3(г)+O_2(г) 2N_2(г)+ 6H₂0_(г) H0

повышение давления?

равновесие реакции не изменится
равновесие реакции смещается вправо
равновесие реакции смещается влево
реакция станет неравновесной

77. Как повлияет на состояние равновесия в системе:

4NH_3(г)+O_2(г) 2N_2(г)+ 6H₂0_(г) H0

повышение температуры?

равновесие реакции не изменится
равновесие реакции смещается вправо
равновесие реакции смещается влево
реакция станет неравновесной

78. Как повлияет на состояние равновесия в системе:

2NO_(г)+ O_2(г)  2NO_2(г)H 0

повышение давления?

равновесие реакции не изменится
равновесие реакции смещается вправо
равновесие реакции смещается влево
реакция станет неравновесной

79. Как повлияет на состояние равновесия в системе:

2NO_(г)+ O_2(г)  2NO_2(г)H> 0

повышение температуры?

равновесие реакции не изменится
равновесие реакции смещается вправо
равновесие реакции смещается влево
реакция станет неравновесной

80. Как повлияет на состояние равновесия в системе:

H₂O_(ж)  H₂O_(г)H 0

повышение давления?

равновесие реакции не изменится
равновесие реакции смещается вправо
равновесие реакции смещается влево
реакция станет неравновесной

81. Как повлияет на состояние равновесия в системе:

H₂O_(ж)  H₂O_(г)H 0

повышение температуры.

равновесие реакции не изменится
равновесие реакции смещается вправо
равновесие реакции смещается влево
реакция станет неравновесной

82. Влияние основных технологических параметров на равновесие в гомогенных системах качественно определяется принципом Ле-Шателье. При повышении температуры для экзотермической реакции равновесии смещается в сторону:

образования исходных веществ
образования продуктов реакции
прямой реакции
все перечисленное

83. Влияние основных технологических параметров на равновесие в гомогенных системах качественно определяется принципом Ле-Шателье. При повышении температуры для эндотермической реакции равновесие смещается в сторону:

образования исходных веществ
образования продуктов реакции
обратной реакции
все перечисленное

84. Влияние основных технологических параметров на равновесие в гомогенных системах качественно определяется принципом Ле-Шателье. При увеличении давления для реакции, идущей с уменьшением объема, равновесие смещается в сторону:

образования продуктов реакции
образования исходных веществ
обратной реакции
все перечисленное

85. Для экзотермических реакций константа равновесия с ростом температуры:

уменьшается
увеличивается
не изменяется
все перечисленное

86. Для эндотермических реакций константа равновесия с ростом температуры:

увеличивается
уменьшается
не изменяется
все перечисленное

87. В реакторе все частицы движутся в заданном направлении, полностью вытесняя, подобно поршню, находящиеся впереди частицы потока. Это реактор:

идеального вытеснения
идеального смешения
периодического действия
автоклав

88. В реакторе поступающие частицы мгновенно смешиваются с находящимися в нем частицами и равномерно распределяются по объему аппарата. Это реактор:

полного смешения
идеального вытеснения
контактный аппарат
все перечисленное

89. Реагенты загружают в реактор, выдерживают до достижения заданной степени превращения и выгружают. Это реактор:

периодического действия
полного смешения
идеального вытеснения
струйный реактор

90. Плавно изменяется концентрация реагентов по длине реактора и соответственно изменяется скорость реакции в реакторе:

полного смешения
идеального вытеснения
периодического действия
гидрогенераторе

91. За счет перемешивания во всех точках реакционного объема выравниваются концентрации в реакторе

идеального вытеснения
трубчатом реакторе
полного смешения
струйном реакторе

92. Для достижения высоких степеней превращения исходных веществ в реакторе полного смешения можно использовать:

а) каскад реакторов полного смешения
б) увеличение объема реакционной смеси
в) усиление перемешивания
все перечисленное

93. На схеме представлены изменения концентрации реагентов (а), степени превращения (б) и скорости реакции (в) в реакторе

идеального вытеснения
трубчатом реакторе
полного смешения
струйном реакторе

94. Укажите параметры технологического процесса в реакторе идеального вытеснения, изменения которых представлены на схеме:

концентрация реагентов (а),

степень превращения (б)

скорость реакции (в)

степень превращения (а),

концентрация реагентов (б)

скорость реакции (в)

степень превращения (а)

скорость реакции (б)

концентрация реагентов (в)

скорость реакции (а)

степень превращения (б),

концентрация реагентов (в)

95. Дополните правильное определение:

«ХТС представляет собой совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций – ___________________________________»

химические превращения, выделение целевых продуктов.

подготовка сырья к химическим превращениям, химические превращения».
подготовка сырья к химическим превращениям, химические превращения, выделение и очистка целевых продуктов
подготовка сырья к химическим превращениям, выделение и очистка целевых продуктов

96. В составе и структуре ХТС выделяют функциональные подсистемы. Часть ХТС, осуществляющая переработку сырья, относится к:

а) технологической подсистеме
б) энергетической подсистеме
в) подсистеме управления
а) и б) вместе

97. В составе и структуре ХТС выделяют масштабные подсистемы для исследования. Эти подсистемы систематизируют в виде их иерархической последовательности по масштабным уровням. Отдельные аппараты относят к:

первому масштабному уровню
второму масштабному уровню
третьему масштабному уровню
четвертому масштабному уровню

98. В иерархической последовательности состава и структуры ХТС узлы и агрегаты относят к:

второму масштабному уровню
первому масштабному уровню
третьему масштабному уровню
четвертому масштабному уровню

99. Отделения химического производства в структуре ХТС относят к:

третьему масштабному уровню
второму масштабному уровню
первому масштабному уровню
четвертому масштабному уровню

100. Химическое производство в иерархической последовательности структуры ХТС по масштабному уровню относится к:

третьему масштабному уровню
второму масштабному уровню
первому масштабному уровню
четвертому масштабному уровню

101. Элементы ХТС классифицируют по назначению. Элементы, которые перемещают, изменяют форму и размер материала, относят к:

а) механическим
б) гидромеханическим
в) массообменным
(а) и (б) вместе

102. Элементы ХТС, которые осуществляют межфазный перенос компонентов без появления новых веществ, относят к:

массообменным
теплообменным
реакционным
энергетическим

103. Элементы ХТС, которые изменяют температуру и теплосодержание потока, относят к:

теплообменным
массообменным
энергетическим
реакционным

104. Потоки ХТС классифицируют по их содержанию. Перемещение вещества относят к:

а) материальным потокам
б) энергетическим потокам
в) информационным потокам
а), б), в) вместе

105. Последовательность прохождения технологических потоков через элементы ХТС определяет структуру связей в ХТС. Если поток поочередно проходит через аппараты, то это

последовательная связь
разветвленная связь
параллельная связь
обводная связь

106. Поток реагентов после прохождения через элемент ХТС разделяется на ряд потоков, каждый из которых поступает в соответствующий реактор. Выберите структуру связей в ХТС

обратная связь
последовательная связь
разветвленная связь
обводная связь

107. Укажите технологические связи, представленные на схеме

Х_АП-1

последовательные
последовательно - обводные (байпас),
параллельные,
обратные (рециклы)

108. Дополните определение:

«____________________технологическая связь - это схема с открытой цепью, характерна тем, что выходящий из элемента ХТС поток целиком поступает в следующий элемент, т. е. выходящий из данного элемента поток является входящим для последующего элемента».

последовательная
последовательно - обводная (байпас),
параллельная
обратная (рецикл)

109. Укажите технологические связи, представленные на схеме:

последовательно - обводная (байпас),
параллельная
обратная (рецикл)
перекрестная

110. Укажите технологические связи, представленные на схеме:

V_D

последовательно - обводная (байпас),
параллельная
обратная (рецикл)
перекрестная

111. Дополните определение:

«________________ технологическая связь заключается в том, что имеется технологический поток, который связывает выходной поток какого-либо последующего элемента ХТС со входом одного из предыдущих элементов.

последовательно - обводная (байпас),
параллельная
обратная (рецикл)
перекрестная

112. Укажите технологические связи, представленные на схеме:

последовательно - обводная (байпас),
параллельная
сопряженный рецикл
перекрестная

113. Дополните определение:

«ХТС, состоящая из нескольких элементов химического превращения с отводом целевых продуктов из первого и второго элементов, называют ____________________».

системой с сопряженным рециклом
системой с обратным рециклом
перекрестной системой
последовательно – обводной системой

114. Выберите название схемы ХТС:

Функциональная схема
Структурная схема
Операторная схема
Производственная схема

115. Дополните определение:

«____________________схема ХТС показывает технологические связи между основными подсистемами, каждая из которых выполняет какую-либо технологическую операцию»

Функциональная
Структурная
Операторная
Производственная

116. Дополните определение:

«_______________ схема ХТС включает элементы ХТС в виде блоков, имеющих входы и выходы. Она наглядно показывает технологические связи между блоками, указывающие направление движения материальных и энергетических потоков системы.

Функциональная
Структурная
Операторная
Производственная

117. Выберите название схемы ХТС:

Функциональная схема
Структурная схема
Операторная схема
Производственная схема

118. Приведите названия основных технологических операторов:

Б

г

(а)- оператор химического превращения; (б )- оператор массообмена; (в) - оператор смешения; (г) – оператор разделения;
(а) - оператор массообмена; (б ) - оператор химического превращения; (в) - оператор смешения; (г) – оператор разделения;
(а)- оператор химического превращения; (б )- оператор смешения; (в) - оператор разделения ; (г) – оператор массообмена;
(а) - оператор массообмена; (б) - оператор химического превращения; (в) - оператор смешения; (г) - оператор разделения;

119. Выберите название схемы ХТС:

Функциональная схема
Структурная схема
Операторная схема
Производственная схема

120. Укажите названия стадий на операторной схеме ХТС

(а)—стадия подготовки: (б) — стадия химических превращений; (в) – стадия разделения.
а)— стадия химических превращений: (б) — стадия выделения продуктов; (в) – стадия разделения.
а)—стадия подготовки: (б) — стадия химических превращений; (в) – стадия очистки.
а)—стадия загрузки: (б) — стадия химических превращений; (в) – стадия очистки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основной

1. Бесков В.С. Общая химическая технология: Учеб. для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 452 с.

2. Игнатенков В.И., Бесков В.С. Примеры и задачи по общей химической технологии: Учеб. пособие для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 198 с.

3. Кандауров Б.П., Александров В.И., Артемов А.В. Общая химическая технология: Учеб. пособие для вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 336 с.

4. Мухленов И.П., Авербух А.Я., Тумаркина Е.С., Фурмер И.Э. Общая химическая технология: Учеб. для вузов. – М., Высш. школа, 1984.-263 с.

5. Никишова Н.И., Скворцова Н.Н., Акулова Ю.П. Общая химическая технология. Учебное пособие. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2009. – 171 с.

6. Электронное учебное издание «Биотехнология». М.О. РФ 2004, ГУ РЦ ЭМТО 2004, ЗАО «Новый диск» 2004.

Дополнительный

1. Соколов Р.С. Химическая технология: Учеб. пособие для вузов. В 2 т. – М.: ВЛАДОС, 2003. - 368 с.

2. Соколов Р.С. Практические работы по химической технологии: Учеб. пособие для вузов. – М.: ВЛАДОС, 2004. – 271 с.

3. Практикум по общей химической технологии: Учеб. пособие для вузов / Под ред. И.П. Мухленова. – М.: Высш. шк., 1979 – 421 с.

4. Туболкин А.Ф., Тумаркина Е.С., Тарат Э.Я. и др. Расчеты химико-технологических процессов: Учеб. пособие для вузов / Под ред. И.П. Мухленова. – Л.: Химия, 1982. – 248 с.

5. http: / chemiesoft / ru

6. http: / www. chem. msu. su // rus / elibrary /

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………… …..3

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ…………………………………….3

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА…………………………...…………………….4

Тема 1. Химическая технология – наука о способах

и процессах производства промышленных продуктов

из промышленного сырья………………………………………………4

Тема 2. Химико-технологический процесс (ХТП)

и его содержание……………………………………………………….5

Тема 3. Сырье в химической промышленности………………………5

Тема 4. Энергетические ресурсы в химическом производстве……….6

Тема 5. Вода в химической промышленности……………………….6

Тема 6. Физико-химические основы технологического процесса……6

Тема 7. Промышленные химические процессы и реакторы…………7

Тема 8. Химико-технологические системы…………………………….8

Тема 9. Примеры химических производств……………………….….9

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ………………………………………9

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА……………………………………………..10

Контрольные задания………………………………………….………10

Тестовые задания………………………………………………..……..12

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………..……………45

Blog

Содержание