2. Стадии проектирования химико-технологического процесса. Химическая и технологическая концепции метода получения целевого продукта

СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХТП

1 - Постановка задачи

2 - Создание химической концепции метода получения целевого продукта

3 - Создание технологической концепции метода получения целевого

продукта

4 – Технологический проект

Результатом работы химика-технолога по созданию нового ХТП является

технологический проект, включающий в себя:

- Характеристики исходных веществ, продуктов реакции, вспомогательных

материалов и катализаторов;

- Тип, число, размеры и последовательность всех аппаратов технологической

цепочки;

- Оптимальные значения всех параметров процесса

Проект, являющийся основой промышленной реализации метода

получения целевого продукта, наряду с технологическим, содержит

также и другие необходимые разделы:

- механический;

- строительный;

- экологии и БЖД;

- энергетический;

- автоматизации и КИП;

- и др.

Химическая концепция метода получения целевого продукта

Это выбор исходных веществ, вспомогательных материалов, катализаторов и установление последовательности химических и физических превращений, обеспечивающих получение целевого продукта.

Технологическая концепция метода получения целевого продукта

Химическая концепция является основой для создания технологической концепции метода получения целевого продукта – окончательного выбора и упорядочения единичных процессов и операций, из которых состоит ХТП, а также определения способа их реализации.

Этапы создание технологической концепции:

1) Создание на базе общих технологических принципов принципиальной

схемы процесса (начальной технологической концепции);

2) Предварительный анализ предложенной схемы материальными и

энергетическими балансами;

3) Проведение масштабирования единичных элементов процесса, выбор типов аппаратов и конструкционных материалов. Составление предварительной технологической схемы;

4) Определение размеров, числа, параметров и графика работы аппаратов всего производственного процесса. Выбор способов управления, контроля и автоматизации процесса;

5) Составление окончательной технологической схемы. Детальный критический анализ процесса.

3. Химическая концепция метода получения целевого продукта и ее выбор

Это выбор исходных веществ, вспомогательных материалов, катализаторов и установление последовательности химических и физических превращений, обеспечивающих получение целевого продукта.

ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ:

1 - Подбор по литературным, экспериментальным или производственным

данным вариантов получения целевого продукта (вариантов химической концепции).

2 - Предварительный анализ вариантов и выбор наиболее многообещающего метода.

3 – Проведение (если это необходимо) лабораторных исследований с целью экспериментальной проверки выбранной концепции и установления оптимальных значений параметров процесса.

4 - Измерение и вычисление физико-химических свойств исходных веществ, конечных продуктов и реакционных систем, как для чистых (индивидуальных) веществ, так и для их смесей.

5 - Проведение стехиометрических и материальных расчетов для:

• установления количеств основных и вспомогательных веществ,

необходимых для получения заданного количества целевого продукта,

• оценки хода процесса.

6 - Проведение термодинамических и термохимических расчетов.

7 - Изучение равновесия в многофазных системах, участвующих в процессе.

8 - Проведение кинетических расчетов, расчет и выбор реактора процесса.

ВЫБОР ХИМИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ

Начальным этапом разработки промышленного производства какого-либо продукта является установление химической концепции метода его получения, т.е. выбор определенной системы физико-химический превращений, необходимых для получения этого продукта.

Первоначально собирают информацию о всех известных способах получения продукта, отличающихся исходными веществами, катализаторами, условиями процесса, реакционными устройствами и т.д.

Источниками информации для создания банка данных о методах получения целевого продукта являются:

– литературные данные;

– сведения, собранные при изучении работы действующих

установок ;

– результаты специально выполненных условий ;

Анализ подобранных вариантов проводят на основе рассмотрения следующих вопросов:

доступность сырья

степень превращения сырья и выход целевого продукта

параметры процесса

реакционные устройства и технологическое оформление процесса

технико-экономические показатели

экологические факторы (отходы производства, вредные выбросы и т.д.)

На основании предварительного анализа выбирается наиболее перспективный, многообещающий метод, который и принимается в качестве химической концепции метода получения целевого продукта.