Chime Tehnologica I

download Chime Tehnologica I

of 51

  • date post

    06-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    164
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Chime Tehnologica I

Chimie tehnologic Cuprins 1. . No iuni fundamentale n chimia tehnologic. Proces tehnologic, proces de produc ie. Fluxtehnologic i criterii de alegere. Mrimi ce caracterizeaz procesele chimice industriale: conversia total, conversia util, randamentul, selectivitatea

2. Simboluri tehnice i scheme tehnologice. Clasificarea proceselor tehnologice. Etapeleelaborrii proceselor tehnologice. Bilan ul de materiale n sisteme tehnologice

3. Tehnologia apei. Apa potabil. Condi ii de calitate. Tratarea apelor naturale pentruob inerea apelor potabile. Eliminarea suspensiilor. Sterilizarea apei. Ape industriale. Dedurizarea apei. Demineralizarea apei. Ape reziduale. Epurarea apelor uzate i reziduale

4. Tehnologia acidului sulfuric. Procedee de fabricare a acidului sulfuric. Materii prime pentruob inerea gazelor sulfuroase. Prjirea piritei. Purificarea i uscarea gazelor sulfuroase. Oxidarea catalitic a dioxidului de sulf. Absorb ia trioxidului de sulf. Sortimente de acid sulfuric. Utilizri ale acidului sulfuric

5. Fabricarea gazului de sintez 6. Tehnologia amoniacului

1

CHIMIE TEHNOLOGIC Chimia tehnologic este disciplina care prezint aplica iile n industrie ale cunotin elor dobndite prin studiul celor patru mari grupe de discipline de chimie fundamental: chimie anorganic, organic, analitic i al chimiei fizice. Studiul chimiei tehnologice ofer suportul teoretic pentru a realiza industrial procese de fabricare i de prelucrare a numeroase substan e necesare n activitatea economic i ca bunuri de consum. 1. No iuni fundamentale n chimia tehnologic 1.1. Proces tehnologic, proces de produc ie Defini ii Procesul tehnologic reprezint transformarea materiilor prime n produse intermediare sau finite cu ajutorul unuia sau mai multor procese chimice fundamentale i a uneia sau mai multor opera ii fizice sau mecanice (desfurate paralel sau ciclic). Procesul de produc ie sau de procesul de fabrica ie reprezint totalitatea proceselor folosite pentru transformarea materiilor prime i a semifabricatelor n produse finite. Un proces de produc ie este un sistem format din procesul tehologic, procesul de munc i procese naturale n unele cazuri. Procesele chimice fundamentale ( exemplu halogenarea, sulfurarea, nitrarea, oxidarea, alchilarea ) schimb natura i compozi ia substan elor, transformndu-le n alte substan e cu alte propriet i. Opera iile fizice i mecanice, numite opera ii unitare nu schimb natura substan elor respectiv nu implic reac ii chimice. Aceste opera ii au ca obiective: - pregtirea materiei prime - izolarea produselor din mediul de reac ie i purificarea lor. Principalele opera ii tip sau opera ii unitare sunt: - Transportul materialelor, lichidelor, materialelor solide; - Concasarea - Mrun irea; - Sedimentarea; - Filtrarea; - Amestecarea; - nclzirea i rcirea; - Fermentarea; - Pasteurizarea, sterilizarea; - Concentrarea;2

- Condensarea; - Cristalizarea; - Uscarea; - Distilarea i rectificarea; - Extrac ia. 1.2. Fluxul tehnologic si criterii de alegere a proceselor tehnologice Reprezentarea procesului tehnologic Traseul materiei prime de-a lungul proceselor chimice fundamentale i a opera iilor unitare, pn la produsul finit, constitue fluxul tehnologic. Reprezentarea grafic a fluxului tehnologic se numete schema tehnologic. Schema tehnologic poate fi de dou tipuri: o A. Schem tehnologic de opera ii o B. Schem tehnologic de fabrica ie Schema tehnologic de opera ii reprezint opera iile unitare i procesele chimice fundamentale scrise n dreptunghiuri. Substan ele implicate n opera ia respectiv se scriu ntr-o parte sau alta a dreptunghiului, indicndu-se prin sge i dac intr sau ies din aceasta. Schema tehnologic de fabrica ie cuprinde reactoarele i celelalte utilaje implicate n proces, pentru efectuarea opera iilor unitare, reprezentate n ordinea de succesiune urmat i la nivelele adecvate. Alegerea procesului tehnologic Un produs chimic finit poate fi ob inut prin mai multe tipuri de procese tehnologice formate din secven e diferite de procese chimice fundamentale i opera ii unitare. Produsul chimic ob inut poate avea aceleai calit i sau calit i diferite ,n func ie de procesul tehnologic utilizat pentru ob inerea lui. Natura procesului determin randamentul de ob inere al acestuia, cheltuielile de materii prime, materiale, energie i for a de munc. De aceea alegerea procesului tehnologic de fabrica ie al unui produs se face astfel nct s duc la ob inerea unui produs de bun calitate, la un cost ct mai mic, cu un consum minim de materii prime, materiale, energie i un grad nalt de automatizare. Deci criteriile de alegere a unui proces tehnologic sunt: a. asigurarea cu materii prime i energie; b. calitatea produsului finit; c. cantitatea de produs finit ce trebuie ob inut n unitatea de timp; d. costul produsului finit. De asemenea ,se alege procesul tehnologic pentru care consumurile specifice sunt mai reduse , iar subprodusele se ob in n cantit i mai mici i pot fi valorificate. Se vor prefera procesele tehnologice cu consumuri de energie mai mici. b. Calitatea produsului finit3

Ob inerea direct din proces a unui produs cu un nalt grad de puritate , este o condi ie esen ial n alegerea procesului de fabrica ie al acestuia. Un proces tehnologic prin care se ob in produi impurifica i cu substan e secundare necesit opera ii i instala ii n plus,pentru purificare, ceeea ce determin consumuri de materiale, energie i investi ii superioare. c. Cantitatea de produs finit ce trebuie ob inut n unitatea de timp Dac produsul trebuie ob inut n cantitate mare, atunci se alege un proces tehnologic cu func ionare continu. Dei acest proces necesit instala ii mai scumpe dect un proces cu func ionare discontinu, devine rentabil dac instala iile sunt mari.Pentru produsele ce trebuie ob inute n cantitate mic n unitatea de timp, se aleg procesele tehnologice cu func ionare discontinu, care sunt mai ieftine. d. Costul produsului finit Pentru fabrica ia unui produs , se alege acel proces tehnologic pentru care costul acestuia este minim. La costuri egale, se prefer procesul tehnologic care nu conduce la produi secundari. Eficien a economic a unui proces tehnologic se urmrete cu ajutorul unor indicatori tehnico-economici care presupun cunoaterea conversiei , a randamentului, bilan ului de materiale, bilan ul termic, productivitatea muncii, costul de produc ie, etc. Orice proces tehnologic se compune dintr-o succesiune de opera ii fizice i chimice care pot fi grupate astfel: opera ii de pregtire a materiilor prime; opera ii de prelucrare a materiilor prime care conduc la ob inerea produselor finite; opera iide valorificare a subproduselor i a deeurilor; opera ii auxiliare (transport,depozitare, etc.) 1.3 Mrimi ce caracterizeaz procesele chimice industriale: conversia, randamentul, selectivitatea Se consider reac ia chimic general de forma:

R = Pi i j

j

unde: R reprezint reactan ii, P reprezint produii de reac ie, iar i , respectiv j reprezint coeficien ii stoechiometrici ai reactan ilor i ai produilor de reac ie. Conversia, notat cu C este definit ca raportul dintre numrul de moli de materie prima care s-a transformat n produi chimici i numrul de moli de materie prim alimentat.

C (%) =

nr.de moli de materie prima transformata 100 nr. de moli de mateie prima alimentata4

Ranadamentul, , este raportul dintre cantitatea de produs util ob inut n urma reac iei i cantitatea de mateie prim intrat n proces. Pentru procesele a cror desfurare se poate exprima prin ecua ii stoechiometrice cunoscute, randamentul n produs final este: moli de produs obtinut practic (%) = 100 moli de produs teoretic Selectivitatea este raportul dintre numrul de moli de produs util ob inut i numrul de moli de materie prim transformat ( calculele se fac pentru reactantul aflat n cantitate stoechiometric).

S (%) =

moli produs util 100 moli materie prima transformata

2. Clasificarea proceselor tehnologice a. clasificarea dup modul de desfurare in timp Procesele tehnologice pot fi : discontinue (periodice) semicontinue continue Procesele discontinue -se realizeaz n utilaje cu func ionare periodic, din care produsul se evacueaz la intervale de timp determinate. n cazul proceselor discontinue, parametrii tehnologici (temperatura, presiunea, concentra ia reactan ilor, viteza de reac ie, etc.) variaz n decursul desfurrii procesului. Procesele discontinue lucreaz n regim nesta ionar. Un astfel de proces decurge n arje. Procesele discontinue sunt aplicate mai pu in deoarece n cazul acestora productivitatea este sczut i nu pot fi automatizate complet. Un proces tehnologic discontinuu se caracterizeaz prin mrimea arjei i durata unui ciclu de transformare. Procesele continue se caracterizeaz prin simultaneitatea desfurrii tuturor fazelor. Acestea decurg n aparate cu func ionare continu, iar parametrii se men in invariabili, constan i , pe toatdurata procesului. n acest caz, regimul de lucru este sta ionar n cazul proceselor continue, alimentarea cu materii prime i energie se face continuu i uniform, iar evacuarea produilor de reac ie n acelai mod. Procesele continue se caracterizeaz prin debite de alimentare i evacuare i timpul de sta ionare a materialelor n instala ie.5

n cazul proceselor semicontinue alimentarea se face par ial continuu, par ial dicontinuu, iar produii sunt evacua i n acelasi mod. b. clasificarea dup numrul de prelucrri ale materiei prime nainte de a prsi instala ia Dup numrul de prelucrri ale materiei prime nainte de a prsi instala ia se disting: procese ciclice, sau n circuit nchis; procese aciclice, sau n circuit deschis. Procese ciclice se aplic n opera ii cnd la o singur trecere a reactan ilor prin reactor, conversia are valori mici, rmne reactant netransformat, care se separ de produs i apoi se recircul. Exemple: -sinteza amoniacului; -oxidarea i absorb ia gazelor nitroase; - absorb ia SO3 din gazele de la oxidarea SO2 c. clasificarea dup starea