Химическая технология. Общие вопросы химической технологии, оборудование, процессы

Рассмотрены вопросы создания математических моделей химико-технологических процессов, в ходе которых осуществляются химические превращения. Кратко изложены аспекты математического моделирования: выбор или разработка алгоритмов.

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.

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.

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.

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.

Рассмотрены методические вопросы написания и оформления пояснительной записки и графического материала выпускной квалификационной работы по автоматизации технологических процессов и производств. Даны пояснения по всем вопросам, включенным в пояснительную записку, в том числе и по расчетной части. Приведены примеры некоторых из расчетов. Даны описания оформления графического материала дипломного проекта. Приведены формы заказных спецификаций на средства автоматизации.

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.

Приведены экспериментальные данные по кинетике и механизму окисления углеводородов различного строения. Рассмотрены пути совершенствования окислительных процессов и характеристики различных каталитических систем для мягкого и глубокого окисления алкилароматических углеводородов, механизм реакций окисления, кинетические закономерности отдельных реакций, а также пути управления селективностью процессов. Приведены примеры моделирования данных реакций.

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.

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.

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.

Рассмотрены некоторые задачи математического моделирования химико-технологических процессов: описание свойств веществ и условий фазового равновесия, моделирование процессов разделения и химических превращений в аппаратах. Разобраны математические методы, используемые при решении этих задач, а также их реализация в среде математического пакета Mathcad.

В журнале публикуются работы по всем разделам химической технологии, включая явления переноса, поверхностные явления, процессы разделения смесей, теорию и методы расчета химических реакторов, био- и нанотехнологию, дисперсные системы, методы интенсификации, моделирование и управление химико-технологическими процессами и системами, проблемы надежности и безопасности химических производств, вопросы энерго- и ресурсосбережения, экологию и т. д.

В журнале публикуются работы по всем разделам химической технологии, включая явления переноса, поверхностные явления, процессы разделения смесей, теорию и методы расчета химических реакторов, био- и нанотехнологию, дисперсные системы, методы интенсификации, моделирование и управление химико-технологическими процессами и системами, проблемы надежности и безопасности химических производств, вопросы энерго- и ресурсосбережения, экологию и т. д.

Изложены теоретические положения и основные формулы для расчета последствий аварий, характерных для объектов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. С целью закрепления теоретического материала приведены примеры решения задач, а также задания для самостоятельного выполнения.

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.

Приведено описание лабораторных работ получения полимерных композиционных материалов и методов измерения их свойств. Предназначены для студентов, обучающихся по специальности - «Химическая технология высокомолекулярных соединений» и «Технология переработки пластических масс и эластомеров» при изучении курсов «Полимерные композиционные материалы» и «Технология переработки пластических масс».

В журнале публикуются работы по всем разделам химической технологии, включая явления переноса, поверхностные явления, процессы разделения смесей, теорию и методы расчета химических реакторов, био- и нанотехнологию, дисперсные системы, методы интенсификации, моделирование и управление химико-технологическими процессами и системами, проблемы надежности и безопасности химических производств, вопросы энерго- и ресурсосбережения, экологию и т. д.

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.

В доступной и краткой форме изложены основы процессов теплопередачи и массообмена. Приведено математическое описание процесса конвективного теплообмена на основе применения известных физических законов сохранения: энергии, количества движения, массы и граничных условий стенка-жидкость. Запись этой системы дифференциальных уравнений в относительных величинах позволила сформулировать основные положения теории подобия как метода расчета сложных процессов, которые нельзя строго рассчитать аналитическим путем.

Научно-практический журнал «Прикладная аналитическая химия» основан в 2009 году. Тематика журнала: теоретические основы аналитической химии, практические методы качественного и количественного анализа различных веществ, в том числе лекарственных и дезинфекционных препаратов.

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.

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.

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.

В диссертационной работе рассматриваются вопросы комплексной интенсификации процесса массообмена путем управления конструктивными параметрами насадочных элементов в абсорбере с подвижной вращающейся насадкой.

Приведено описание электронных лабораторных работ по курсу «Теория тепломассообмена», даны указания к их выполнению. В большом объеме рассмотрены основные теоретические положения.

В диссертационной работе рассмотрены катализаторы, позволяющие окислить углеводороды до высоких степеней конверсии с целевым получением двух продуктов - гидропероксида и спирта, для повышения эффективности стадии окисления этилбензола, в процессе совместного получения стирола и оксида пропилена.

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.

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.

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.

С позиции системного анализа рассмотрены основные химико-технологические процессы как объекты управления. Изложены сведения о свойствах и математических моделях типовых химико-технологических объектов регулирования. Рассмотрены способы аппроксимации экспериментальных данных (полученных на реальном объекте) известной динамической математической моделью. Приводятся наиболее важные критерии оптимальности процесса регулирования, а также таблицы для выбора настроек регулятора по заданному критерию оптимальности. Освоение материала сопровождается выполнением упражнений на прилагаемом к пособию программном обеспечении для компьютерных тренажеров, которые моделируют объекты химической технологии и регуляторы. Для предоставления информации обучающимся используется операторский интерфейс, аналогичный РСУ Centum CS3000 (YOKOGAWA).

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

8-го сентября 2016 года, в день рождения выдающегося ученого, в Московском государственном университете дизайна и технологии состоялось пленарное заседание Международной научно-технической конференции “Повышение эффективности процессов и аппаратов в химической и смежных отраслях промышленности”, посвященной 105-летию со дня рождения профессора А.Н. Плановского Александр Николаевич Плановский (08.09.1911– 08.08.1982) – это явление в отечественной и мировой науке о процессах и аппаратах химической технологии. Наряду с другими выдающимися учеными в данной области он закладывал фундамент этой науки. Его труды стали классическими и надежно служат делу подготовки специалистов для химической и смежных отраслей промышленности, химического машиностроения.

Приведены результаты экспериментального исследования процесса переработки нефтесодержащих отходов с получением гидрофобной гранулированной добавки в асфальтобетон. Подобрано связующее, найдены оптимальные режимы работы роторного гранулятора для данного материала. Установлено, что физико-механические свойства асфальтобетонной смеси с использованием гранулированной гидрофобной добавки соответствуют ГОСТу 9128-2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон»

Содержит основные теоретические выкладки по методам оптимального планирования эксперимента, представлены и подробно рассмотрены все этапы построения планов оптимального эксперимента и их анализа. Показаны способы реализации этих задач в среде MS Excel. Даны основы применения методов симплексного планирования экспериментов и проведения исследований в планах состав–свойства.

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

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.

Научно-практический журнал «Прикладная аналитическая химия» основан в 2009 году. Тематика журнала: теоретические основы аналитической химии, практические методы качественного и количественного анализа различных веществ, в том числе лекарственных и дезинфекционных препаратов.

Изложена теория математического моделирования химико-технологических процессов, рассмотрены типовые математические модели, применяющиеся при описании химико-технологических процессов, этапы их построения. Подробно разбираются методы и модели для определения физико-химических свойств газовых и жидких смесей.

Представленная диссертационная работа посвящена вопросам интенсификации окисления изопропилбензола в присутствии катализатора на основе кобальта, повышению производительности реактора окисления изопропилбензола по гидропероксиду путем использования активного и селективного катализатора.

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

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

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.

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».

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.

Рассмотрены некоторые задачи математического моделирования химико-технологических процессов: описание свойств веществ и условий фазового равновесия; моделирование процессов разделения и химических превращений в аппаратах. Разобраны математические методы, используемые при решении этих задач, а также их реализация в среде математического пакета Mathcad.

Рассмотрены теоретические основы процесса абсорбции газов, предпосылки интенсификации абсорбции и выбора конкретного типа аппарата. Приведены расчеты аппаратов абсорбции насадочного и тарельчатого типов.

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).