Химическая технология. Общие вопросы химической технологии, оборудование, процессы

Для понимания основных процессов, применяемых в нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической отраслях, необходимо знать термодинамику. Представленный материал освещает вопросы, касающиеся в первую очередь массообменных процессов. Изложенные методики поясняют, как работают современные программы для технологических расчётов процессов.

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

Представленная диссертационная работа рассматривает теоретические и экспериментальные исследования по определению значимости влияющих параметров массообменных процессов и гидродинамических условий движения двухфазных радиальных потоков.

Представленная диссертационная работа посвящена исследованию динамики пленочного течения жидкой фазы, тепломассообмена, кинетики роста биомассы в пленочных трубчатых биореакторах, а также разработке на их основе экологически чистого процесса получения кормовых дрожжей.

Изложены основные подходы к построению математических моделей и этапы математического моделирования. Подробно рассмотрены математические модели структуры потоков в химических аппаратах, тепло- и массообмена, а также кинетики химических реакций. В качестве примера приведено построение моделей химического реактора. Изложен вероятностный подход к математическому моделированию, рассмотрены различные уравнения регрессии, а также методы планирования эксперимента. Большинство теоретических вопросов сопровождается решением конкретных примеров с использованием современных средств.

Представленная диссертационная работа рассматривает ингибирующие свойства полимерных покрытий, содержащих манганат бария.

Представленная диссертационная работа посвящена адгезионным свойствам бинарных смесей полиолефинов, исследованию влияния состава и структуры смесевых полиолефиновых композиций на их адгезионные свойства.

Изложены теоретические основы процесса теплопередачи, описание лабораторной установки, порядок проведения работы, методика обработки опытных данных, в том числе на компьютере, подход к анализу полученных результатов.

Рациональная переработка отходов лесохимического производства является одной из актуальных проблем современной технологии. талловый пек, побочный продукт целлюлозно-бумажного производства, нашел применение как потенциальный источник фитостеринов. Фитостерины, или растительные стеролы, – природные соединения, полициклические спирты, по строению близкие к стероидам. Благодаря своей биологической активности фитостерины используются в таких сферах, как фармацевтика, косметология, в качестве функциональных продуктов и др., что делает их коммерчески привлекательными. Рассмотрена стадия омыления таллового пека, в результате которой удается получить фитостерины в свободной форме из их сложных эфиров с жирными и смоляными кислотами. центральный композиционный план, дополненный шестью звездными точками, был выбран для определения совокупного влияния трех факторов и для планирования минимального количества опытов, а методология поверхности отклика использована для нахождения оптимальных значений переменных. На основании экспериментальных данных разработаны регрессионные модели, отражающие влияние основных технологических факторов (избыток щелочи, температура и время омыления) на степень омыления фитостеринов в омыленном талловом пеке и сложных эфиров в получаемом экстракте. проведен статистический анализ этих моделей. при помощи дисперсионного анализа доказана их адекватность. экспериментальные и предсказанные значения находились в тесном согласии. Разработанные математические модели в виде регрессионного полинома посредством программного обеспечения Minitab позволяют найти оптимальные значения входных переменных процесса при одновременном достижении максимальной степени омыления фитостеринов (98,1 %) с минимальным значением эфирного числа в экстракте (4 мг KOH/г): температура омыления – 121,7 °с, продолжительность процесса – 3,18 ч и избыток щелочи – 100 %. таким образом, были получены надежные модели для прогнозирования степени омыления фитостеринов и эфирного числа в экстракте, которые могут быть использованы в промышленном процессе омыления таллового пека. Для цитирования: Коршунов А.О., Лаврентьева Е.А., Лазарев М.А., Радбиль А.Б. Оптимизация процесса омыления таллового пека методом планирования эксперимента // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 1. С 173–187. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-173-187.

Представлен обзор по промышленному использованию катализаторов на основных каталитических производствах заводов «Этилен», «Окись Этилена» и «СПС» (стирола и полиэфирных смол) 2-й промышленной зоны ОАО «Нижнекамскнефтехим». Проведен краткий анализ условий работы катализаторов и рассмотрены проблемы, возникающие в ходе их эксплуатации. Предложены перспективные направления для дальнейшего усовершенствования и повышения эффективности используемых на предприятии катализаторов.

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

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

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.

Изложена методика анализа работы трубчатого реактора в зависимости от гидродинамической структуры потока реакционной массы на примере степени превращения для необратимой химической реакции первого порядка.

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

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

Публикуются статьи по следующим тематикам: • элементарные физико-химические процессы; • строение химических соединений, спектроскопия; • влияние внешних факторов на физико-химические превращения; • кинетика и механизм химических реакций, катализ; • горение, взрыв и ударные волны; • динамика фазовых переходов; • электрические и магнитные свойства материалов; • физические методы исследования химических реакций; • химическая физика биологических процессов; • химическая физика экологических процессов; • химическая физика полимерных материалов; • химическая физика наноматериалов; • динамика транспортных процессов; • реакции на поверхности. Журнал основан в 1982 году.

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

Приведены примеры расчета термодинамической эффективности циклов работы трех установок сжижения природного газа. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах рассмотренных технологий ожижения природного газа.

Представленная диссертационная работа посвящена вопросам разработки технологии промышленного производства нового высокоселективного палладиевого катализатора гидрирования ацетилена в этан- этиленовой фракции.

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

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.

Данное пособие является руководством для самостоятельной работы студентов, изучающих фазовое равновесие. Руководство включает основные теоретические вопросы, тестовые задания и расчетные задачи по диаграммам. Пособие рекомендовано для студентов, обучающихся по направлению «Химия».

Данное пособие является руководством для самостоятельной работы студентов, изучающих раздел Физической химии «Фазовое равновесие». Руководство включает основные теоретические вопросы, тестовые задания и расчетные задачи по диаграммам.

Данное пособие является руководством для самостоятельной работы студентов, изучающих раздел Физической химии «Фазовое равновесие». Руководство включает основные теоретические вопросы, тестовые задания и расчетные задачи по диаграммам.

Публикуются статьи по следующим тематикам: • элементарные физико-химические процессы; • строение химических соединений, спектроскопия; • влияние внешних факторов на физико-химические превращения; • кинетика и механизм химических реакций, катализ; • горение, взрыв и ударные волны; • динамика фазовых переходов; • электрические и магнитные свойства материалов; • физические методы исследования химических реакций; • химическая физика биологических процессов; • химическая физика экологических процессов; • химическая физика полимерных материалов; • химическая физика наноматериалов; • динамика транспортных процессов; • реакции на поверхности. Журнал основан в 1982 году.

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. Предложен методологический подход к интенсификации процессов экстракции в центробежных аппаратах и изложена методика расчета центробежных экстракторов на основе полученных авторами расчетных зависимостей. Описаны наиболее перспективные конструкции исследуемых аппаратов.

Публикуются статьи по следующим тематикам: • элементарные физико-химические процессы; • строение химических соединений, спектроскопия; • влияние внешних факторов на физико-химические превращения; • кинетика и механизм химических реакций, катализ; • горение, взрыв и ударные волны; • динамика фазовых переходов; • электрические и магнитные свойства материалов; • физические методы исследования химических реакций; • химическая физика биологических процессов; • химическая физика экологических процессов; • химическая физика полимерных материалов; • химическая физика наноматериалов; • динамика транспортных процессов; • реакции на поверхности. Журнал основан в 1982 году.

Лабораторный практикум по термокаталитическим процессам переработки нефти предназначен для проведения лабораторных работ студентами и магистрантами химико-технологического профиля. В практикуме представлены методики выполнения лабораторных работ процессов каталитического крекинга, каталитического риформинга, висбрекинга нефтяных остатков, методики определения показателей качества сырья и продуктов процессов.

В учебном пособии приведена краткая теория по тепловым процессам и теплообменным аппаратам. Рассмотрены методики расчета теплообменников различных конструкций; приведены необходимые справочные материалы; содержатся варианты заданий для контрольных работ и курсовых проектов; приведены правила оформления расчетно- пояснительных записок и чертежей общего вида.

В монографии в рамках аналитического асимптотического подхода исследуются общефизические закономерности линейного волнового движения на поверхности струй идеальной и вязкой жидкости и условия дробления струй на отдельные капли. Рассмотрены особенности спонтанного электростатического полидиспергирования жидкости, имеющего место при распаде на капли струй жидкости, выбрасываемых при реализации неустойчивости заряженной как плоской, так и криволинейной свободной поверхностью жидкости. Проведено теоретическое обоснование предлагаемой классификации экспериментально наблюдающихся режимов электростатического полидиспергирования жидкости.

В диссертационной работе рассмотрены вопросы одностадийного синтеза стеаратов двухвалентных металлов.

В диссертационной работе рассмотрены вопросы гидродинамики в аппаратах с многоярусными быстроходными мешалками.

В диссертационной работе рассмотрены вопросы разработки перемешивающих и внутренних устройств аппарата, обеспечивающих однородное распределение крошки каучука в объеме водной среды, и разработки методов оптимизации технологических параметров процесса дегазации с целью повышения производительности аппарата.

В работе на количественном уровне по данным кинетических исследований оценены процессы коксообразования при различных температурных режимах. Впервые проведено систематическое исследование процессов коксообразования на поверхности легированных сталей с различными ингибирующими покрытиями.

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.

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.

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.

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.

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».