Химическая технология. Общие вопросы химической технологии, оборудование, процессы

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.

В пособии рассмотрены вопросы экологической безопасности химических производств и нефтегазодобывающего производства. Представлены виды негативного воздействия, приведены характеристики загрязнителей, описаны методы очистки отходящих газов, сточных вод и переработки твердых отходов.

Производство активированного угля методом пирогенетического разложения – это сложный высокотемпературный процесс, проходящий в несколько этапов. Качество получаемого активированного угля в основном зависит от влажности исходного сырья и степени удаления примесей из твердого углеродистого остатка. Оперативная оценка этих параметров с учетом специфики производства сильно затруднена. Применение методов ЯМР-релаксометрии может существенно ускорить процесс измерения данных параметров в at-line, on-line и in situ условиях. Цель исследования – определение абсолютной влажности исходного сырья, промежуточных и готовых продуктов, а также контроль их степени пиролиза на различных этапах производства активированного угля по протонной плотности. В качестве объектов исследования выступали образцы лигниноцеллюлозной группы, от влажного сырья до готового продукта. Для измерения влажности образцов и их протонной плотности проводили эксперименты ЯМР с импульсной последовательностью Magic Sandwich Echo (MSE). Выявлена однозначная корреляция протонной плотности и степени пиролиза изучаемых материалов. Экспериментальные результаты могут быть применены для дальнейшего усовершенствования предложенных методик оценки указанных параметров. Установлено, что эксперимент MSE позволяет довольно точно определить влажность как исходного растительного сырья, так и продуктов карбонизации, включая активированный уголь. Представлены данные по динамике изменения протонной плотности образцов растительного сырья при термическом разложении. Обнаружена прямая корреляция изменения протонной плотности образов и их удельной плотности при термической переработке. Протонная плотность образцов исходного сырья имеет различные значения, в то время как протонная плотность образцов угля различается гораздо меньше. Данное наблюдение говорит о том, что из образцов удаляются химические вещества, в связи с чем плотность протонов падает. Результаты исследования позволят усовершенствовать системы промежуточного и окончательного контроля в процессе получения активированного угля методом термической переработки.

Основная проблема промышленных способов получения таллового масла – значительные его потери с отходами производства. Причиной является присутствие в сырье лигнина, вызывающего эмульгирование масла в кислой воде с образованием стойкой эмульсии. Известные способы ее разрушения либо малоэффективны, либо связаны со значительными затратами энергии. Уменьшить количество эмульсии можно удалением лигнина из сульфатного мыла, как правило, промывкой в щелочной среде. Целью настоящей работы являлось изучение промывки сульфатного мыла в кислой среде с оптимизацией режима по минимуму содержания лигнина в мыле, а также оценка соответствия показателей качества таллового масла из промытого мыла требованиям российских стандартов. Показано, что при правильном выборе режима промывки оседание лигнина принципиально не препятствует его отделению от мыла. Путем по-строения четырехфакторного дробного эксперимента подобраны оптимальные значения факторов, влияющих на отделение лигнина при промывке. Проведен анализ качественных показателей получаемого после промывки таллового масла, реализована оценка уровня качества относительно требований технических условий на сырое талловое масло. Установлено, что промывка кислой водой, оказывает положительное действие на качество масла.

Составлено в соответствии с программой дисциплины «Термовлажностные и низкотемпературные теплотехнологические процессы и установки». Рассмотрены физические основы и методы расчета промышленных тепло- и массообменных процессов, описаны конструкции типовых аппаратов.

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.

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.

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.

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.

Журнал публикует оригинальные статьи и обзоры, посвященные научным исследованиям и промышленным внедрениям в области мембран и мембранных технологий.

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.

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.

Рассмотрены зоны влияния выбросов объектов химической промышленности на окружающую среду. Представлены мероприятия по защите воздушного бассейна и природных вод, повышающие экологичность деятельности химических предприятий.

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.