Тема 1.2 Использование законов химической кинетики при выборе технологического режима

Методические указания

Кинетический метод исследования имеет важное значение в двух аспектах – теоретическом и практическом. Теоретический аспект – обоснование механизма реакций и решение вопросов, связанных с реакционной способностью веществ. Практический аспект – расчет и моделирование химических реакторов и оптимизация протекающих в них процессов. При изучении темы следует обратить внимание на механизмы реакций, «понятие» лимитирующая стадия реакции, на влияние различных факторов на скорость, выход и селективность простых и сложных реакций.

Вопросы для самоконтроля:

1. Основные понятия химической кинетики.

2. Механизм реакции. Лимитирующая стадия.

3. Влияние различных факторов на скорость, выход и селективность простых и сложных реакций.

Литература: (1), стр. 33-50.

Тема 1.3 Гомогенные и гетерогенные химико-технологические процессы

Методические указания

Гомогенные процессы в промышленности в основном осуществляются в газообразной или жидкой фазе. При протекании большинства промышленных ХТП реагенты находятся в разных фазах: газ-жидкость, газ – твердое вещество, жидкость – твердое вещество, твердое вещество – твердое вещество, газ – жидкость – твердое вещество. Такие процессы называются гетерогенными. При изучении темы следует обратить внимание на общие особенности гетерогенных процессов, на диффузионную область гетерогенных процессов,

Вопросы для самоконтроля:

1. Гомогенные процессы.

2. Общие особенности гетерогенных процессов

3. Диффузионная область гетерогенных процессов

4. Гетерогенные некаталитические процессы в системах газ – твердое вещество.

5. Гетерогенные некаталитические процессы в системах газ – жидкость (газожидкостные реакции).

Литература: (1), стр. 51-62.

Тема 1.4 Катализ в химической технологии

Методические указания

Катализом называется изменение скорости химической реакции под действием особых ускорителей – катализаторов. Катализ – явление физико-химическое, тесно связанное со скоростью и с механизмом химических реакций. При изучении темы следует обратить внимание на природу действия катализаторов; достоинства и недостатки гомогенных и гетерогенных катализаторов; разновидности гомогенного катализа; основные технологические характеристики твердых катализаторов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Катализ в химической технологии.

2. Механизм действия катализаторов.

3. Гомогенный катализ. Промышленное использование гомогенных каталитических процессов.

4. Кислотный катализ.

5. Электрофильный катализ.

6. Основной катализ.

7. Металлокомплексный катализ.

8. Гетерогенный катализ.

9. Технологические характеристики катализаторов гетерогенно-каталитических процессов.

10. Новые направления в катализе.

Литература: (1), стр. 63-87.

Тема 1.5 Реакционные аппараты и элементы их расчета

Методические указания

Для проведения процессов химического превращения веществ используются различные реакционные аппараты (реакторы), различающиеся по характеру смешивания и вытеснения веществ, участвующих в процессе, по способу размещения и удерживания в них катализатора, по наличию или отсутствию подвода либо отвода теплоты, а также по способам теплоподвода или теплоотвода. При изучении темы следует обратить внимание на достоинства и недостатки реакторов смешивания и вытеснения, способы подвода и отвода тепла к реакционной зоне, способы преодоления недостатков адиабатических реакторов, тепловые характеристики, учитывающиеся при расчете теплового баланса реактора.

Вопросы для самоконтроля:

1. Классификация реакторов по характеру смешивания и вытеснения веществ, участвующих в процессе.

2. Особенности реакторов с использованием твердых катализаторов в стационарном и во взвешенном состояниях.

3. Классификация реакторов по подводу и отводу теплоты.

4. Учет кинетических факторов при технологическом расчете реакторов.

5. Определение основных размеров реакторов.

6. Материальный баланс реактора.

7. Тепловой баланс реактора.

Литература: (1), стр. 89-105.