 |
Краткие теоретические сведения
|
|
|
|
Бийский технологический институт (филиал)
Г.В. Багров, Г.И. Севодина, О.Ю. Кравцова
ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ
для студентов специальностей 240701, 240702, 240706, 240901
очной и очно-заочной форм обучения
Бийск 2007
УДК 66.01
Багров, Г.В. Общая химическая технология: методические рекомендации по выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 240701, 240702, 240706, 240901 очной и очно-заочной форм обучения / Г.В. Багров, Г.И. Севодина, О.Ю. Кравцова.
Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск:
Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2007. – 59 с.
Методические рекомендации содержат указания к выполнению лабораторных работ с обработкой данных на ЭВМ, краткие теоретические сведения по отдельным темам курса, индивидуальные задания и пакет программ для выполнения расчетов.
Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры
«Процессы и аппараты химической технологии».
Протокол № 2 от 27.03.2007 г.
Рецензент: доцент, к.т.н. Балахонов Г.Г. (БПГУ, Бийск)
© Багров Г.В., Севодина Г.И., Кравцова О.Ю., 2007
© БТИ АлтГТУ, 2007
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………. | |
| ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА НА ВАНАДИЕВОМ КАТАЛИЗАТОРЕ В ПРОТОЧНОМ ТРУБЧАТОМ РЕАКТОРЕ…………………………………………. | |
| 1.1 Цель работы……………………………………………………… | |
| 1.2 Краткие теоретические сведения……………………………… 1.3 Математическое описание процесса………………………….. 1.4 Алгоритм решения……………………………………………… | |
| 1.5 Задание………………………………………………………….. | |
| 1.6 Контрольные вопросы …………………………………………. | |
| ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА УГЛЕМ............................................................................................... | |
| 2.1 Цель работы……………………………………………………… | |
| 2.2 Краткие теоретические сведения………………………………. | |
| 2.3 Описание кинетики процесса…………………………………… | |
| 2.4 Задание…………………………………………………………… | |
| 2.5 Контрольные вопросы………………………………………….. | |
| ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. СРАВНЕНИЕ | |
| ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ | |
| РЕАКТОРОВ…………………………………………………………. | |
| 3.1 Цель работы……………………………………………………… | |
| 3.2 Краткие теоретические сведения……………………………….. | |
| 3.3 Математическое описание изотермических реакторов……….. | |
| 3.4 Задание…………………………………………………………… | |
| 3.5 Контрольные вопросы…………………………………………… | |
| Лабораторная работа № 4. ИССЛЕДОВАНИЕ | |
| ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ ГАЗОФАЗНОЙ | |
| РЕАКЦИИ НА ОБЪЕМ РЕАКТОРА……………………………….. | |
| 4.1 Цель работы……………………………………………………… | |
| 4.2 Краткие теоретические сведения………………………………. | |
| 4.3 Математическое описание кинетики процесса………………… | |
| 4.4 Задание…………………………………………………………… | |
| 4.5 Контрольные вопросы…………………………………………… | |
| ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. РАСЧЕТ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ……………………………. | |
| 5.1 Цель работы……………………………………………………… | |
| 5.2 Краткие теоретические сведения……………………………….. | |
| 5.3 Задание…………………………………………………………… |
5.4 Контрольные вопросы ………………………………………….. 30
|
|
|
| ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. РЕАКТОРЫ С НЕИДЕАЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ ПОТОКА……………………. | |
| 6.1 Цель работы……………………………………………………… | |
| 6.2 Краткие теоретические сведения………………………………. | |
| 6.3 Задание…………………………………………………………… | |
| 6.4 Контрольные вопросы…………………………………………... | |
| Лабораторная работа № 7. Обогащение минерального сырья. Флотация………………………… | |
| 7.1 Цель работы……………………………………………………... | |
| 7.2 Краткие теоретические сведения………………………………. | |
| 7.3 Описание лабораторной установки……………………………. | |
| 7.4 Методика проведения работы………………………………...... | |
| 7.5 Обработка данных………………………………………………. | |
| 7.6 Контрольные вопросы…………………………………………... | |
| Лабораторная работа № 8. Жесткость воды и ее | |
| определение. Методы снижения жесткости воды………………………………………………………………… | |
| 8.1 Цель работы……………………………………………………… | |
| 8.2 Краткие теоретические сведения………………………………. | |
| 8.3 Описание лабораторной установки……………………………. | |
| 8.4 Определение жесткости воды………………………………….. | |
| 8.5 Обработка данных………………………………………………. | |
| 8.6 Контрольные вопросы………………………………………….. | |
| Литература………………………………………………………. | |
| ПРИЛОЖЕНИЯ А Пакет программ на алгоритмическом языке | |
| Turbo Pascal к лабораторным работам……………………………... | |
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Одной из основных задач инженерного исследования химических процессов является установление закономерностей их протекания, необходимых для разработки и проектирования новых и анализа работы существующих технологий с целью их совершенствования.
Закономерности химических процессов могут быть установлены экспериментально либо расчетным путем. И в том, и в другом случае определяется влияние параметров процесса на его эффективность.
При обработке экспериментальных данных чрезвычайно важно получение количественных соотношений между параметрами процесса, т.е. математической модели процесса, включающей в себя уравнения кинетики, гидродинамики, распределение концентраций, температурных полей и т.д.
Подобная модель может быть использована для практических целей. Однако применение математических моделей химико-технологических процессов в большинстве случаев связано с использованием вычислительных машин.
|
|
|
В данном лабораторном практикуме по курсу общей химической технологии используются персональные компьютеры (ПК). В каждой лабораторной работе формулируется ее цель, приводится математическое описание процесса, метод решения и задания, предлагаемые студентам для выполнения.
Использование ПК в расчетных занятиях по курсу ОХТ расширяет класс решаемых задач, позволяя дать оперативный ответ на вопрос о том, что произойдет с реактором или процессом в целом при тех или других изменениях параметров.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ
СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА НА ВАНАДИЕВОМ
КАТАЛИЗАТОРЕ В ПРОТОЧНОМ ТРУБЧАТОМ
РЕАКТОРЕ (4 часа)
Цель работы
Целью настоящей работы является анализ кинетических закономерностей процесса окисления сернистого ангидрида для установления технологических параметров его осуществления в промышленных реакторах.
Краткие теоретические сведения
Получение серной кислоты из колчедана и серы контактным способом по открытой (нециклической) схеме можно разделить на четыре крупные стадии (рисунки 1.1, 1.2):
- получение обжигового газа, содержащего диоксид серы;
- подготовку обжигового газа к контактному окислению;
- каталитическое окисление диоксида серы;
- абсорбцию триоксида серы.
При различном технологическом оформлении некоторые детали этих стадий, особенно второй, будут отличаться, однако принципиальный подход к их осуществлению и выбору технологического решения зависит от тех задач, которые решаются на рассматриваемом этапе, и в разных конкретных процессах получения серной кислоты будет одинаковым.
Рисунок 1.1 – Функциональная схема производства серной
кислоты методом одинарного контактирования
|
Рисунок 1.2 – Функциональная схема производства серной
кислоты из серы методом двойного контактирования
Процесс окисления сернистого ангидрида на ванадиевой контактной массе – важнейшая составная часть промышленного способа получения серной кислоты. Суть его состоит в осуществлении реакции SO2 + 1/2 О2 
SO3.
|
|
|
Это гетерогенно-каталитический, экзотермический, обратимый процесс, протекающий с уменьшением объема, без побочных реакций. Скорость реакции зависит от степени приближения к равновесию и, как функция температуры, проходит через максимум (с ростом температуры растет константа скорости прямой реакции и уменьшаются константа равновесия и равновесная степень превращения). Скорость реакции повышается с ростом концентрации кислорода, поэтому процесс в промышленности проводят при избытке кислорода.
Обратимые экзотермические реакции необходимо проводить в соответствии с линией оптимальных температур (ЛОТ), т.е. понижая температуру в контактном аппарате по мере роста степени превращения реагентов.
Чаще всего в промышленности используют полочные контактные аппараты с наружным теплообменом. Схема теплообмена предполагает максимальное использование тепла реакции для подогрева исходного газа и одновременное охлаждение газа между полками.
|
|
|
