 |
Тема 9. Каталитические процессы
|
|
|
|
Определение катализа. Преимущества каталитических процессов, способствующих распространению их в технологии. Особенности каталитических процессов.
Основы теории катализа. Гомогенный, гетерогенный, микрогетерогенный катализ. Положительный и отрицательный катализ. Ингибиторы. Классификация каталитических процессов по механизму взаимодействия катализатора с реагентами. Механизм окислительно-восстановительного и кислотно-основного катализа. Вещества, применяемые как катализаторы.
Гомогенный жидкофазный и газофазный катализы. Факторы, влияющие на скорость гомогенных каталитических процессов. Преимущества и недостатки гомогенного катализа.
Гетерогенный катализ, его преимущества. Твердые катализаторы-контакты. Механизм электронного и ионного гетерогенного катализа. Скорость гетерогенного катализа. Лимитирующие стадии процесса. Влияние температуры, давления, концентрации реагентов, времени контактирования, перемешивания на скорость процессов, выход продукта. Твердые катализаторы, состав, формы зерен. Вещества, используемые как катализаторы. Характеристика активаторов, промоторов, носителей. Технологические характеристики катализаторов. Понятие «каталитические яды».
Аппараты для проведения гомогенных, гетерогенных каталитических процессов. Классификация аппаратов для гетерогенных процессов по агрегатному состоянию реагента, катализатора, способу контакта катализатора и реагента, способу отвода тепла. Контактные аппараты с неподвижным слоем катализатора, кипящим слоем, движущимся слоем катализатора; принцип их работы; преимущества и недостатки.
Производство серной кислоты. Контактный и нитрозный способы получения серной кислоты. Характеристика продукции. Сырье для производства серной кислоты, его характеристика. Стадии контактного метода получения кислоты, их особенности. Технологическая схема производства серной кислоты. Пути интенсификации этого производства.
|
|
|
Двойное контактирование, его сущность и этапы. Утилизация газовых выбросов и твердых отходов производства серной кислоты.
Каталитические процессы нефтепереработки. Контактные, комп-лексообразующие катализаторы, типы реакций, идущих в их присутствии. Каталитический крекинг нефтепродуктов, условия, характеристика продуктов. Недостатки каталитического крекинга.
Каталитический реформинг, его назначение. Условия процесса. Варианты реформинга. Платформинг. Продукты реформинга, их состав, области применения.
Тема 10. ПРОЦЕССЫ, ИДУЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Значение использования давления в технологии отраслей промышленности. Влияние давления на структуру, форму, свойства веществ. Связь между использованием давления в технологических процессах и энергетическими и эксплуатационными затратами. Факторы, влияющие на выбор давления для проведения процессов. Комбинированное использование давления, температуры, катализатора в технологических процессах.
Влияние давления на протекание газообразных процессов. Изменение скорости гомогенных газовых процессов, идущих с уменьшением или с увеличением объема. Связь между использованием давления в технологических процессах и энергетическими затратами, выходом продукта. Влияние давления на скорость процессов абсорбции, адсорбции, растворения.
Применение вакуума в технологии. Примеры процессов, основанных на использовании вакуума. Роль вакуума при получении материалов с заданными свойствами.
Влияние давления на протекание жидкофазных процессов. Пределы использования давления для жидкофазных процессов. Фазовое состояние реагентов в гомогенных и гетерогенных системах. Использование давления при жидкофазных процессах получения пористых материалов.
|
|
|
Применение сверхвысоких давлений для процессов, идущих в твердой фазе. Характер изменения структуры веществ при влиянии давления. Получение сверхтвердых веществ.
Зависимость процесса совершенствования технологии от развития техники высоких давлений. Перспективные направления получения материалов с ценными свойствами.
Тема 11. БИОХИМИЧЕСКИЕ, ФОТОХИМИЧЕСКИЕ,
РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ, ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ
Понятие «биотехнологические процессы». Биологические катализаторы, особенности их применения. Характер протекания биологических процессов.
Микробиологические процессы, их преимущества в сравнении с химическими и физико-химическими процессами. Источники сырья для микробиологического синтеза. Развитие отраслей микробиологии. Классификация микробиологических процессов.
Направления использования биотехнологических процессов в промышленности. Процессы брожения, характеристика исходного сырья, готовой продукции. Виды брожения, области их применения.
Стадии процесса микробиологического синтеза. Ферментация - важнейшая стадия процесса. Оборудование для ферментации, его характеристика. Роль автоматического регулирования и управления в повышении эффективности работы ферментатора.
Микробиологическая трансформация, ее сущность. Типы реакций, протекающих с помощью микроорганизмов. Перспективные направления развития биотехнологии.
Биохимическая очистка производственных сточных вод, ее механизм и условия протекания. Использование биохимического очищения вместе с механическими, физико-химическими, химическими методами очищения.
Характеристика и механизм фотохимических процессов. Источники излучения и виды излучения. Стадии фотохимических процессов. Классификация фотохимических процессов, цепные реакции, процессы, идущие при непрерывном подводе световой энергии, фотокаталитические процессы. Преимущества фотохимических процессов перед термическими процессами.
Радиационно-химические процессы, их сущность и назначение. Механизм и стадии этих процессов. Преимущества радиационно-химических процессов в сравнении с процессами, ионизируемыми другими источниками энергии.
|
|
|
Направления промышленного использования радиационно-химических процессов.
Радиационная полимеризация, условия ее проведения. Полимеры высокой чистоты, продукты полимеризации мономеров в гетерогенных системах. Области их применения.
Радиационное сшивание полимеров, его влияние на структуру, свойства продуктов. Модификация полимеров с целью получения материалов с заданными свойствами. Прививка полимеров. Получение модифицированных натуральных и синтетических волокон. Модификация древесины.
Радиационно-химический синтез. Процессы сульфохлорирова-ния, сульфоокисления парафинов, получения хлорсиланов, теломеризации. Области применения продуктов этих процессов.
Радиационная модификация неорганических материалов. Группы веществ, подвергаемых модификации. Изменение свойств веществ при модификации. Практическое значение радиационной модификации.
Радиационное очищение сточных вод, газов; твердых отходов, ее преимущества. Комплексные химико-энергетические установки, их характеристика и назначение.
Недостатки радиационно-химических процессов, пути их устранения.
Понятие «плазма». Виды плазмы. Естественные источники плазмы. Получение плазмы в искусственных условиях. Преимущества и недостатки плазмохимических процессов. Области применения этих процессов. Причины распространения плазмохимических процессов в химической технологии. Краткая характеристика и технико-экономическая оценка работы плазмохимической установки.
Классификация плазмохимических процессов по фазовому состоянию реагентов, по отношению к температуре. Неравновесные и квазиравновесные процессы, их характеристика, преимущества и недостатки.
Гомогенные и гетерогенные процессы, направления их использования в промышленности. Краткая характеристика стадий промышленных плазмохимических процессов. Значение технико-экономических показателей этих процессов.
|
|
|
