Химическая технология. Общие вопросы химической технологии, оборудование, процессы

Представлены общие сведения о предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли, изложены основные направления переработки нефти, приведены технологические схемы важнейших процессов нефтепереработки. Рассмотрены основные требования, предъявляемые к качеству продукции нефтеперерабатывающих предприятий.

Учебное пособие разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования. Изложены современные методы получения и исследования наноматериалов и наносистем. Представлены основные направления применения наноструктур и наносистем.

Издание содержит теоретические основы и практический материал для проведения расчетов отдельных элементов нефтехимического оборудования в программе Matlab в соответствии со стандартом высшего образования по направлению подготовки 18.03.01 «Химическая технология». Пособие предназначено для подготовки выпускной квалификационной работы студентов очной и заочной форм обучения.

Представлены тексты для освоения немецкой терминологии нефтехимической отрасли, грамматический материал для обучения чтению и говорению, переводу, реферированию, а также дополнительные упражнения для самостоятельной работы.

В пособии рассмотрены особенности организации отдельных видов аварийно-спасательных и других неотложных работ, а также технологии и способы их ведения.

Рассмотрены вопросы, касающиеся технологии производства ремонтных работ по восстановлению работоспособности насосного и компрессорного оборудования, колонной и реакционной аппаратуры, приведены виды систем диагностики, используемых для контроля исправного состояния оборудования.

Рассмотрены задачи исследования и проектирования тепломассообменного оборудования предприятий и производств, пути, способы и методы повышения его эффективности; классификации конструкций и топологий тепломассообменных объектов; модели утилизационных теплообменников, теплообменные системы для охлаждения и осушки газа с утилизацией теплоты сжатия; теплообменное оборудование и теплотехнические системы компрессорных станций и хранилищ сжиженного газа. Приведены примеры расчетов, оптимизационных задач, схемные, конструктивно-компоновочные и режимные решения.

В учебном пособии изложены теория и методы расчёта машин и аппаратов химических производств, приведены теоретические и экспериментальные материалы, необходимые для их проектирования. Рассмотрены примеры проектного расчета простой ректификационной колонны для разделения бинарной смеси и отпарной колонны, а также проектного расчета центробежного насоса с двусторонним всасыванием.

Учебное пособие состоит из двух частей. В первой части представлена классификация основного оборудования для нефтехимического производства. Изложены основные требования к выбору оборудования, материала для изготовления конструкционных элементов. Приведены описание, принцип работы и основы расчета оборудования для процессов нефтепереработки, а также особенности его эксплуатации.

Изложены теплофизические основы холодильной обработки пищевых продуктов, методы расчета тепловых процессов, даны расчетные соотношения. При этом в математических решениях отдано предпочтение простым средствам, которые могут быть использованы для расчетов с необходимой точностью. Процессы холодильной технологии рассмотрены в совокупности со свойствами пищевых продуктов и технологическими условиями. Рассмотрены примеры решения задач. Даны контрольные задачи для самостоятельной работы.

Рассматривается новое поколение структурированных каталитических систем на основе стекловолокнистых катализаторов, отличающихся необычной геометрической структурой и высокой механической гибкостью, что открывает путь к разработке принципиально новых конструкций каталитических реакторов на их основе. Обсуждаются вопросы синтеза стекловолокнистых катализаторов, конструкций каталитических картриджей на их основе, описаны исследования их гидравлических и массообменных свойств. Приводятся примеры эффективного практического применения таких катализаторов и процессов на их основе для целей очистки отходящих газов от токсичных органических примесей и диоксида серы, кондиционирования дымовых газов ТЭЦ для снижения золопылевых выбросов, экологически чистого производства электрической и тепловой энергии.

Целью пособия является формирование у студентов коммуникативной языковой компетенции в области своей специальности, которая реализуется в различных видах речевой деятельности, как устной, так и письменной. Все тексты и задания связаны с профессиональной подготовкой будущих специалистов и соответствуют государственному образовательному стандарту. Учебное пособие включает в себя шесть модулей, название каждого из которых соответствует названию определенной специальности факультета и отвечает тематике изучаемого по данному профилю материала. Каждый модуль состоит из двух разделов с системой лексических и грамматических упражнений с учетом словаря и грамматических структур, характерных для подъязыка специальности, а также дополнительных текстов, которые можно использовать для самостоятельной работы студентов и технического перевода по специальности. Пособие может быть использовано для аудиторной и внеаудиторной работы, в зависимости от целей, поставленных преподавателем.

Изложены основные сведения по основным методам сушки влажных материалов, расчету оптимальных режимов работы сушильных аппаратов в условиях вакуума. Представлены лабораторные работы по спецкурсу «Вакуумные технологии».

На примере использования универсального математического пакета Mathcad рассмотрены приемы решения типовых математических задач химической технологии, сопровождаемые упражнениями. Содержит также цикл лабораторных и контрольных работ для закрепления изученного материала.

Представлены разработки многослойных полимерно-текстильных материалов на основе полиамидной ткани и полимеров различной природы, защищающих от воздействия токсичных, агрессивных химически опасных веществ (кислот, щелочей, нефтепродуктов и др.), открытого пламени, тепловых потоков и относящихся к высшему классу защиты.

Посвящена изучению процесса тепломассообмена в вихревых контактных аппаратах. Изложены результаты физических экспериментов и моделирования в универсальном моделирующем пакете ChemCAD и в программном обеспечении Wolfram Mathematica процессов контактной конденсации в аппарате вихревого типа, а также распыливания жидкостей центробежной форсункой с винтовым завихрителем.

Содержит набор заданий, рассматриваемых на семинарах, для формирования практических навыков принятия решений при организации логистической деятельности на промышленных предприятиях.

Рассмотрены основные концепции промышленной логистики, а также особенности логистики предприятий химической промышленности. Представлены задачи, задания и кейсы, необходимые для изучения дисциплины.

Рассмотрены вопросы научных исследований химико-технологических процессов, а также даны представления об основных принципах и положениях, связанных с организацией, постановкой и проведением научных исследований.

Рассмотрены основные понятия и определения теории надежности, показатели надежности, математические и статистические основы теории надежности, математические модели для прогнозирования надежности объектов, вопросы надежности технологического оборудования. Для закрепления теоретического материала приведены примеры решения задач, а также задания для самостоятельного выполнения.

Рассмотрены принципы и методы анализа, моделирования, управления и оптимизации технологических схем производства органических веществ, приведены сведения об использовании теоретических знаний о химико-технологическом процессе для его управления и оптимизации.

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

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

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

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

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

Содержит тексты и задания для углубленного изучения профессионально-ориентированного английского языка в междисциплинарной области «умных материалов», которая охватывает такие направления, как химические технологии, нанотехнологии, материаловедение.

Химия технологиясе процесслары һәм аппаратлары буенча русча-татарча, татарча - русча терминнар сүзлеге Казан милли тикшеренү технология университетында татар төркемнәрендә белем алучы студентлар һәм алар белән эшләүче укытучы-галимнәр өчен төзелде.

Рассмотрены определение, классификация, теории упрочнения неорганических композиционных материалов и методы их испытаний. Изложены точки зрения различных авторов на механизм упрочнения композиционных материалов.

В работе реализован междисциплинарный подход к исследованию направлений повышения конкурентоспособности предприятий химического и полимерного профиля на европейских рынках. Рассмотрены возможности активизации внешнеэкономической деятельности предприятий химического и полимерного профиля Республики Татарстан на основе исследований факторов, сдерживающих экспорт химической продукции в страны Европейского союза, сформированы методические подходы к преодолению выявленных барьеров.

Изложены особенности управления типовыми объектами химической технологии (реактором, ректификационной колонной, технологической печью) с учетом процессов, протекающих в них. Представлены операции пуска и аварийного останова технологических установок на примере установки экстрактивной ректификации в производстве дивинила. Теоретический материал дополнен упражнениями на прилагаемом программном обеспечении для компьютерных тренажеров в среде Windows, которые моделируют объекты химической технологии и регуляторы.

Рассматривается проектный расчет оптимальной конвективной барабанной сушилки для высушивания различных материалов. Производится выбор оптимальной стандартной барабанной сушилки, удовлетворяющей исходным параметрам, определяются расходные характеристики, скорости газа, частота вращения сушильного барабана.

Пособие составлено на основе курсов лекций «Проектирование автоматизированных систем», «Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления» и «Интегрированные системы проектирования и управления», много лет читаемых автором на кафедре интеллектуальных систем управления информационными ресурсами для студентов факультета управления и автоматизации Казанского национального исследовательского технологического университета.

Рассмотрена разработанная авторами математическая модель процесса испарительного охлаждения воды в блоке оросителей с трубчатыми элементами градирни с принудительной тягой. Предложена методика расчёта геометрических параметров ВРС промышленных градирен. Представлены примеры модернизации находящихся в эксплуатации промышленных градирен, а также схемы управления и структуры АСУТП для вентиляторных градирен.

Является руководством по использованию пакета Microsoft Excel для реализации математических моделей. Содержит рекомендации по выполнению лабораторных работ, описание основных возможностей табличного процессора при решении задач моделирования и оптимизации. Большое внимание уделено средствам решения оптимизационных задач с помощью интерактивного программирования в VBA.

Содержит лексико-грамматический комментарий, языковые упражнения к изучаемым главам, список тем рефератов и краткую инструкцию по их написанию.

Рассмотрены основные положения теории надежности технических систем и техногенного риска. Приведены математические формулировки, используемые при оценке и расчете основных свойств и параметров надежности технических объектов. Рассмотрена методология анализа и оценки техногенного риска.

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

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

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

Рассмотрено технологическое и аппаратурное оформление ректификационных блоков установок первичной переработки нефти. Предназначено для курсового и дипломного проектирования бакалавров по направлениям подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» и 18.03.02 «Энерго - и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» очной и заочной форм обучения, а также магистрантов, обучающихся по направлению 15.04.02 «Технологические машины и оборудование».

Рассмотрены экспериментальные методы исследования равновесия в системах газ–жидкость. Приведены примеры использования данных по растворимости газов при исследовании кинетических закономерностей каталитических реакций и тепловом расчете реактора.

Содержит описание минералов, кристаллических образований, наноструктур, классификацию и краткие основы методов исследования базовых наноструктурированных систем, которые позволяют проводить исследования структурных, электронных и магнитных свойств нанообъектов и поверхности.

Изложены требования к оформлению пояснительной записки и графической части выпускной квалификационной работы, а также приведены методики расчетов основного и вспомогательного оборудования.

Рассмотрены фундаментальные закономерности протекания быстрых жидкофазных химических реакций и принципы создания научных основ, технической разработки и промышленного применения новых технологий и аппаратов для их проведения в турбулентном режиме в химической, нефтехимической и нефтяной промышленности. Предложены оригинальные решения в области аппаратурного оформления быстропротекающих жидкофазных процессов с созданием непрерывных энерго- и ресурсосберегающих технологий синтеза некоторых крупнотоннажных синтетических продуктов.

Излагаются основные положения теории анализа риска аварий на объектах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. Рассмотрены методология анализа, оценки риска аварий, приведены принципы управления риском.

Содержат краткие теоретические сведения и требования к выполнению и оформлению контрольных работ; общие указания к решению задач; задачи, вопросы и общие указания к выполнению контрольных работ; вопросы к экзамену; перечень рекомендуемой литературы.

Рассмотрены химические аспекты загрязнения окружающей среды с указанием особенностей арктических экосистем. В пособие включены методики определения основных показателей загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы, используемых при мониторинге. Описаны способы отбора и подготовки проб воздуха, воды и почвы, приведены химические и физико-химические методы определения естественных компонентов и загрязнителей в объектах окружающей среды.

Данные методические указания содержат основные требования и детальные разъяснения по выполнению курсового проекта, связанного с разработкой технологической схемы производственной установки. Главное внимание уделено приобретению обучающимися практических навыков проектной работы.

Показано, что современное развитие технологии производства целлюлозы связано с совершенствованием оборудования систем «газ–жидкость», обеспечивающего основные технологические процессы варки целлюлозы и регенерации химических реактивов. Кроме того, это оборудование, предназначенное для рекуперации химических реактивов и снижения их выбросов в окружающую среду, является частью технологического процесса. Применение скрубберов в производстве целлюлозы имеет преимущества относительно других направлений, поскольку при этом используется замкнутый цикл регенерации варочного раствора. Исследования процессов, протекающих в скрубберах разного типа, становятся более многочисленными и фундаментальными. Одним из широко применяемых скрубберов с орошением газа струями капель является струйный газопромыватель, обладающий рядом положительных свойств: не создает сопротивления газовому потоку в газоходе, имеет тягодутьевые свойства вследствие эжекции. только эти аппараты обеспечивают необходимые условия для устойчивости газового потока и струйного эффекта, позволяющего значительно повысить качество очистки выбросов. Для применения струйного эффекта и интенсификации работы технологического оборудования требуется описание процессов переноса вещества в струйных газопромывателях с учетом полидисперсной структуры капельного потока и особенностей дробления жидкости на капли центробежно-струйными форсунками. Научные работы, посвященные проблеме реализации струйного эффекта, показали необходимость исследования динамики дробления жидкости в центробежно-струйных форсунках, создающих заполненную каплями струю с большим углом раскрытия. цель исследования – изучение скорости начального движения капель в области, расположенной непосредственно после участка дробления сплошной струи жидкости, вытекающей из форсунки. Для эксперимента применена фотографическая методика с двумя искровыми лампами. Одновременно контролировалось распределение плотности орошения. Результаты измерения распределений абсолютной скорости капель и плотности орошения сравнивались между собой и определялась функция распределения скорости жидкости в поперечном сечении газо-жидкостной струи струйного газопромывателя. На основе полученных данных разработана теоретическая модель, позволяющая установить начальную скорость движения капель центробежно-струйных форсунок – показатель необходимый для разработки новых струйных газопромывателей. Результаты могут быть применены для совершенствования технологических процессов производства целлюлозы. Для цитирования: Анискин С.В., Куров В.С. Динамические характеристики скорости истечения жидкости из форсунок в струйных газопромывателях целлюлозного производства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 180–193. DOI: 10.37482/0536-1036-2021- 2-180-193
It is shown that the modern development of pulp production technology is associated with the development of gas-liquid systems equipment. Such equipment provides the main technological processes of pulp cooking and regeneration of chemical reagents. Furthermore, this equipment, designed to recover chemical reagents and reduce their emissions into the environment, is part of the technological process. The use of scrubbers in pulp production has an advantage over many other industries, since it uses a closed liquor regeneration cycle. Currently, studies of the processes occurring in scrubbers of different types are becoming more numerous and fundamental. This paper is devoted to the development of jet scrubbers. These devices have a number of properties that do not have scrubbers of other types. They do not create resistance to the gas flow in the flue; they have a gravitational property due to ejection. Only jet scrubbers create the necessary conditions for the stability of the gas flow and have a jet effect that allows to significantly increase the efficiency of emissions cleaning. To implement the jet effect and intensify the technological equipment operation it is required to describe transfer processes in jet scrubbers with regard to polydisperse structure of drop flow and features of liquid splitting up into drops by centrifugal-jet nozzles. Scientific works devoted to the problem of realization of the jet effect showed the need to study the dynamics of liquid splitting in centrifugal-jet nozzles, which create a drop-filled jet with a large opening angle. The research purpose is to study the speed of the initial movement of drops in the area immediately after the splitting section of the continuous jet of liquid flowing from the nozzle. A photographic technique with two spark lamps was used for the experiment. At the same time, the distribution of irrigation density was controlled. The results of measuring the distributions of absolute speed of drops and irrigation density were compared with each other and the function of liquid speed distribution in the cross section of the gas-liquid jet of the jet scrubber was determined. Based on the obtained data, a theoretical model was developed to determine the initial speed of drops of centrifugal jet nozzles, an indicator required for the development of new jet scrubbers. The results can be applied to improve the technological processes of pulp production. For citation: Aniskin S.V., Kurov V.S. Dynamic Behavior of Liquid Flow Rate from Nozzles in Jet Scrubbers of Pulp Production. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 2, pp. 180–193. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-180-193.