Chemisch-technologische Prozess durchgeführt mit dem Ziel der Umwandlung von Rohstoffen in der Marken-Produkte. Das System von Geräten mit verschiedenen funktionellen Zweck, miteinander verbundenen materiellen und energetischen Strömungen und die als ganzes mit dem Ziel der Produktausgabe der angegebenen Qualität, nennen chemisch-technologische System (HTZ). Die Zahl der Apparate, die Reihenfolge Ihrer Teilnahme in den Produktionsprozess, die Richtung der materiellen und der wärmeströme Honig Apparaten charakterisiert die Struktur der HTZ. Die Struktur der HTZ bilden die darin enthaltenen Elemente und die Beziehungen zwischen Ihnen. Elementen der HTZ sind die einzelnen Geräte. Die Verbindung zwischen den Elementen treten in Form von Rohrleitungen, die werden die materiellen und wärmeströme.

Jedes Element der HTZ erfüllt bestimmte Funktionen für die Umwandlung von Parametern, in ihn eingehenden Streams und Einstellungen die Threads. Parameter Zustand der technologischen Threads sind der Verbrauch, die Temperatur, Druck, die Konzentration der Komponenten und Dr.. Wert, gleich der Zahl der Parameter Prozessdampf nennen параметричностью Flut.

Konstruktions-und technologischen Parameter der Elemente der HTZ ermöglichen, den Prozess zu Steuern. Deshalb nennt man Sie auch von den verwaltenden Parametern.

Die Kommunikation zwischen Geräten innerhalb der HTZ nennen internen Links, die Kommunikation zwischen Geräten verschiedener HTS und der äußeren Umgebung – externe Kommunikation. Von den Eigenschaften der Elemente der HTZ und Art der technologischen Beziehungen hängt die Qualität der HTZ. Die Effektivität der Arbeit der HTZ erhöhen:

1. durch die änderung der technologischen Beziehungen zwischen dem bestehenden System;
2. durch die Verbesserung der Funktionsweise der wichtigsten Elemente der HTZ.

Die Struktur der HTZ zeigen die mit Hilfe der verschiedenen Systeme

Die Vorbereitung und Organisation der ХТП beginnt mit der Auswahl der chemischen Prozess-Schema, dh. Schema der Umwandlung von Rohstoffen in der Ziel-Produkt, der in Form von Gleichungen der entsprechenden chemischen Reaktionen. Chemische Schema entwickelt auf der Grundlage der Analyse der möglichen Richtungen Synthese unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Rohstoffe, Qualitätsanforderungen an das Produkt, die Verfügbarkeit der Energie-Ressourcen, etc. Das entscheidende Kriterium bei der Auswahl des Schemas ist die Wirtschaftlichkeit der Produktion auf der einen oder der anderen Methode. Zum Beispiel, Phosphorsäure gewonnen werden können фторапатита drei möglichen Schemata: die Zersetzung von Rohstoffen Schwefelsäure, die Zersetzung von Rohstoffen Salpetersäure und auch mit dieser Methode durch пятиокись Phosphor.

In diesem Fall ist die Wirtschaftlichste Methode – сернокислотное Zersetzung, dh. Chemische Schema:

Sa₅F(PO₄)₃ +5H₂SO₄ =3H₃PO₄ + 5CaSO₄ + HF

H₂SO₄

Sa₅F(PO₄)₃ HNO₃ H₃PO₄

C

O₂ H₂In

P P₂O₅

Reis. 1.6.1 Mögliche Schema der Herstellung von Phosphorsäure

Auf der Grundlage der ausgewählten chemischen System zusammengestellt Blockschaltbild der HTZ. Blockschaltbild drückt die Verbindung zwischen den chemischen, die physikalischen und mechanischen Operationen, vertreten in der bedingten Bild. Auf die strukturelle Schema alle Elemente der HTZ grafisch dargestellt in Form von Blöcken, mit mehreren ein-und Ausgänge der materiellen und der wärmeströme. Die technologischen Zusammenhänge zwischen den Blöcken Linien angedeutet Pfeiltasten, dass die Richtung der Bewegung des Threads. Organigramm gibt einen überblick über die HTS und enthält fast keine quantitativen Informationen über Threads, weder über die Besonderheiten der Elemente der HTZ.

So, für die oben betrachteten chemischen Schema der Herstellung von Phosphorsäure Blockschaltbild sieht so aus:

Teil H₃PO₄

Sa₅F(PO₄)₃ H₃PO₄

N₂In

Rasse

НF phosphorgips СаЅО₄

Abb.1.6.2 ein Blockschaltbild der Herstellung von Phosphorsäure

Blockschaltbild können in Erster Näherung die Machbarkeit und die Wirtschaftlichkeit der gewählten HTZ.

Technologische Schema bezeichnet die Gesamtheit aller Stufen ХТП, materiell ausgedrückt in den Apparaten, Maschinen, Kommunikation. Es ist, daher, die konsequente Bild oder die Beschreibung der Prozesse und Apparate, Bestandteile chemisch-technologische System. Im Gegensatz zu strukturellen Schemas, auf deren Grundlage Sie entwickelt, in der technologischen Schema Geräte werden in Form von Zeichnungen, vereinfacht darstellt, deren Aussehen und weniger, die innere Einrichtung. Die Geräte verbunden sind, technologischen Threads, изображаемыми in Form von Linien mit Pfeilen, dass die Richtung der Ströme. Die Bilder werden ergänzt durch eine kurze Information über die Chemische Zusammensetzung der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte. Dabei parallel arbeitende Vorrichtung nach einem Ziel und Konstruktion (zum Beispiel, Batterie выпарных Apparate) dargestellt in einem einzigen Gerät.

Je nach Ziel Flussdiagramme werden unterschiedlichem Grad der Ausführlichkeit.

Die Kommunikation zwischen den Geräten gibt es verschiedene Arten von. Die technologischen und strukturellen Schemas können realisiert werden, in der Produktion in mehreren Varianten:

1. Serielle Kommunikation. Gekennzeichnet, dass das aus einem übergeordneten Element Stream ist ein Mitglied für die spätere Element und alle technologischen fließt durch jedes Element höchstens einmal. Diese Art der Kommunikation – die häufigste. Dies ist eine Regelung mit offenem Stromkreis, sind mehrere Geräte, durch die reagierenden Substanzen sind nur einmal (fließendes Schema). Sie werden in der Produktion, die darauf beruhen irreversibel oder reversibel, aber Laufschuhe mit hoher Ausbeute des Produkts, Prozesse, die nach den Bedingungen des Gleichgewichts erreicht werden kann, ist der hohe Grad der Umwandlung von Rohstoffen, ohne Isolierung des gewünschten Produkts aus dem Reaktionsgemisch, (zum Beispiel, Herstellung von Acetylen, суперфосфатов).

Die serielle Kommunikation verwendet auch, wenn es um den Grad der Umwandlung, die Selektivität der, die Geschwindigkeit des Prozesses durch die Partitionierung der reaktionären Zonen, für einen optimalen Temperaturbereich, sicherzustellen, zwischen-Ableitung der Reaktionsprodukte. Wenn der Grad der Umwandlung in einem Gerät ist klein, dann muss man konsequent sind in Schema mehrere ähnliche Apparate. Ein typisches Beispiel für eine serielle Verbindung ist die Kaskade der Rektoren der Vermischung, um höhere Prozessgeschwindigkeit durch die Erhöhung der Triebkraft des Prozesses bei konsequenter partitionieren Zone.

Schema mit offener Kette

Das Schema umfasst drei solcher Linien: Produktion Reagenz L aus A und B, die Herstellung des Reagens M aus C und D und Produktion des Endprodukts R, L und M.

A® A+B AB UND, In, An

In®

L M+L R R

S, L, M

MIT+D SG M

D D МN N

Reis. 1.6.3 Schema mit offener Kette

1 –mischen der Reagenzien, 2– Chemische Umwandlung, 3– die Trennung der Reaktionsprodukte,

An, N, S –Nebenprodukte

Ein Beispiel für heterogene Prozess mit offenem Stromkreis in der Gasphase, der in Reihe geschalteten Geräten, kann dazu dienen, das technologische Schema der Trennung Säure die Absorption einer Bearbeitungsvorrichtung von nitrosen Gasen in der Herstellung von verdünnter Salpetersäure. Nach der offenen Schema bauen Produktion, die irreversible und Reversible Prozesse, Laufschuhe mit großem Ertrag Produkt.

2. Konsequent-bypass-technologische Verbindung.

Diese Art der Kommunikation, oft genannte bypass, gekennzeichnet, dass ein Teil der technologischen Flut vorüber ist, ein oder mehrere Geräte im Zuge des technologischen Schemas. Bypass erlaubt die effiziente Verwaltung von Temperatur-und Konzentrationslager Betriebsarten Apparate. Verwenden, zum Beispiel, durch Adiabatische die Durchführung der exothermen chemischen Transformationen zusammen mit einer seriellen Verbindung der Elemente der chemischen Umwandlung. Dank байпасированию kalten Fluss von Rohstoffen, hohe Vorlauftemperatur von Reagenzien auf den Austritt aus der adiabatischen Reaktor reduziert, die Konzentration der reagierenden Rohstoffe auf den Austritt aus der adiabatischen Reaktor erhöht. Der bypass kann auch für die Regulierung der Temperatur am Austritt aus dem Wärmetauscher-Knoten.

3. Parallele technologische Verbindung.

Die parallele technologische Verbindung wird für die Verbesserung der Leistung, die Vergrößerung der Produktpalette, die auf der Grundlage eines von Rohstoffen, eine erhöhte Zuverlässigkeit der HTZ. In der Regel, die parallele technologische Kommunikation nutzen für die Verbesserung der Funktionsweise der HTZ, bestehend aus einer Reihe von installierten Geräten, die nach den Bedingungen der Skalierung unterschiedliche maximale Leistung. In diesem Fall wird die Leistung des gesamten Systems wird bestimmt Element mit der kleinsten Leistung. Für die Erhöhung der Leistung der HTZ stellen zwei oder Bode-identischen, parallel arbeitenden Element, die Gesamtleistung gleich der Leistung die das produktive Element.

Wenn Sie auf der Grundlage einer ursprünglichen Substanz erhalten, einige der Zwischenprodukte, die in der Zukunft, die Sie verwenden können, um die Produktion der gleichen gewünschte Produkt, parallel stellen verschiedene Elemente, die bei den verschiedenen Modi.

4. Feed-рециклическая technologische Verbindung.

Wenn der Ausgang des Produkts in einem Gerät ist 4-5 % (die Synthese von Alkoholen) oder bis 20% (die Synthese von Ammoniak) und reagiert Mischung enthält nur geringe Mengen (inert) Verunreinigungen, dann ist es ratsam, bauen die Produktion auf die Loop-Regelung.

Feed-technologische Verbindung durch die Anwesenheit von Reverse Prozessdampf, die verbindliche Ausgang eines nachfolgenden Elemente mit dem Eingang einer der vorherigen Elemente der HTZ. Diese Art der Kommunikation (öиклическая Schema) sieht die wiederholte Rückkehr in ein und demselben Gerät alle reagierenden Massen oder einer der Phasen, in гетерогенном Prozess bis zum erreichen der vorgegebenen Grad der Umwandlung der ursprünglichen Substanzen (Reis. 4.4). Belüftungs-Schema verwenden in der Produktion, die darauf beruhen Reversible Prozesse, dh. die bei der vorliegenden Regelung und Parameterwerten (die Temperatur, Druck, Katalysator) nach den Bedingungen des Gleichgewichts nicht erreicht werden kann in einem Durchgang durch das Gerät ausreichend hohe Grad der Umwandlung von Rohstoffen (zum Beispiel, die Produktion von Ammoniak, Methanol). Die Anwendung der Rückseite der technologischen Kommunikation ermöglicht eine bessere Ausnutzung der Rohstoffe, die bei der Arbeit Reaktoren in den Bedingungen der thermischen oder thermodynamischen Einschränkungen durch den Grad der Umwandlung.