Бібліографія: с. 533 (9 назв)

Передмова........ 9
Умовні позначення........10
Розділ 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ХІМІЧНОЇ ТЕХНОЛОҐІЇ.
ХІМІКО-ТЕХНОЛОҐІЧНІ ПРОЦЕСИ І ХІМІКО-ТЕХНОЛОҐІЧНІ СИСТЕМИ ....... 11
1.1. Визначення технолоґії як науки. Механічна і хімічна технолоґія .........11
1.2. Зміст і структура курсу “Загальна хімічна технолоґія”, його роль
у хіміко-технолоґічній освіті ........12
1.3. Етапи розвитку хімічної технолоґії ........ 13
1.4. Міжгалузевий характер хімічної технолоґії .......14
1.5. Основні поняття і визначення хімічного виробництва ......... 17
1.5.1. Компоненти хімічного виробництва........ 20
1.6. Ієрархічна будова хімічного виробництва ........ 21
1.7. Класифікація хімічних виробництв ........ 23
1.8. Показники хімічного виробництва ....... 24
1.8.1. Технолоґічні показники ........24
1.8.2. Економічні показники........ 27
1.8.3. Експлуатаційні показники ........ 28
1.8.4. Соціальні показники ....... 28
1.9. Обсяги виробництва основних продуктів хімічної промисловості в Україні.
Розвиток та перебудова хімічних галузей промисловості ........30
1.10. Методи хімічної технолоґії .......31
1.10.1. Методологічні основи хімічної технолоґії як науки ......... 31
1.10.2. Поняття про модель та моделювання ........ 32
1.10.3. Математичне моделювання як метод вивчення хімічних процесів і реакторів........ 33
1.10.4. Фізичне моделювання. Місце і значення експерименту.........35
1.10.5. Моделювання методом масштабного переходу на підставі певних
часткових співвідношень (масштабування) ........... 36
1.10.6. Поняття про систему. Системний аналіз як основний метод вивчення
хіміко-технолоґічних систем ......... 38
Запитання та вправи для самоконтролю ........... 39
Розділ 2. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ......... 41
2.1. Система процесів у хімічному реакторі ......... 41
2.1.1. Поняття про хіміко-технолоґічний процес......... 41
2.1.2. Класифікація ХТП....... 43
2.1.3. Головні показники ХТП......... 45
2.1.4. Взаємозв’язок між показниками ХТП .......... 48
2.1.5. Рівновага хіміко-технолоґічних процесів........ 50
2.2. Гомогенні хіміко-технолоґічні процеси ......... 57
2.2.1. Швидкість гомогенних процесів...... 58
2.2.2. Вплив різних чинників на швидкість гомогенного ХТП........ 63
2.2.2.1. Вплив температури ........ 64
2.2.2.2. Вплив концентрації реаґентів ........ 70
2.2.2.3. Вплив тиску.........74
2.2.2.4. Вплив каталізатора ........77
2.3. Гетерогенні (некаталітичні) хіміко-технолоґічні процеси....... 78
2.3.1. Стадії гетерогенного ХТП ........ 78
2.3.2. Швидкість гетерогенного ХТП ....... 81
2.3.3. Загальні принципи інтенсифікації гетерогенних ХТП...... 86
2.3.4. Гетерогенні некаталітичні процеси у системі Г–Т........87
2.3.4.1. Кінетичні моделі гетерогенних ХТП у системі Г–Т.........87
2.3.5. Гетерогенні некаталітичні процеси у системах Г–Р та Р–Р ......97
2.3.5.1. Кінетичні моделі гетерогенних ХТП у системі Г–Р (Р–Р) .......98
2.4. Каталітичні хіміко-технолоґічні процеси ......104
2.4.1. Використання каталізаторів – найефективніший спосіб підвищення швидкості
та селективності хіміко-технолоґічних процесів. Суть та види каталізу ........104
2.4.2. Гомогенний каталіз. Швидкість перетворення в гомогенному каталізі.
Вплив умов здійснення гомогенного каталізу на його ефективність .........107
2.4.3. Гетерогенний каталіз на твердих каталізаторах. Області перебігу
гетерогенно-каталітичного хімічного процесу.
Вплив умов здійснення процесу на його швидкість.......110
2.4.4. Вимоги до промислових каталізаторів........114
2.4.5. Склад та виготовлення твердих каталізаторів .......118
Запитання для самоконтролю .........119
Розділ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ХІМІЧНИХ РЕАКТОРІВ .....121
3.1. Основні положення........121
3.1.1. Вимоги до хімічного реактора як основного апарата ХТС.....121
3.1.2. Структурні елементи хімічного реактора ........123
3.1.3. Класифікація хімічних реакторів........123
3.1.4. Загальні та диференціальні матеріальні й теплові баланси реакторів різного типу .........124
3.2. Ізотермічні процеси у хімічному реакторі........128
3.2.1. Реактори ідеального витіснення (РІВ).......129
3.2.2. Реактори ідеального змішування (РІЗ) .......134
3.2.2.1. Реактор ідеального змішування періодичної дії (РІЗ-П) ......135
3.2.2.2. Реактори ідеального змішування безперервної дії (РІЗ-Б) ......138
3.2.2.3. Каскад реакторів ідеального змішування безперервної дії (КРІЗ-Б) ..........141
3.2.3. Порівняльна характеристика проточних реакторів ідеального змішування
та ідеального витіснення .........145
3.2.4. Вибір реактора і селективність (вибір реактора для реалізації складних процесів) .........148
3.2.5. Хімічні реактори з неідеальною структурою потоків.........152
3.2.5.1. Причини відхилень від ідеальності в реальних реакторах....... 153
3.2.5.2. Моделі реакторів з неідеальною структурою ............157
3.2.5.3. Однопараметрична дифузійна модель.......160
3.3. Неізотермічні процеси в хімічних реакторах .......162
3.3.1. Теплові режими хімічних реакторів ............162
3.3.2. Адіабатичні реактори ідеального витіснення (РІВ-А) та ідеального
змішування (РІЗ-А) ..........162
3.3.3. Ізотермічні реактори ідеального витіснення (РІВ-І) та ідеального
змішування (РІЗ-І).........165
3.3.4. Політермічні реактори ідеального витіснення (РІВ-П) та ідеального
змішування (РІЗ-П) ........166
3.3.5. Теплова усталеність хімічних реакторів .......167
3.3.6. Схеми створення оптимального теплового (температурного) режиму
в реакторах для здійснення екзо- та ендотермічних оборотних реакцій.......171
3.4. Промислові хімічні реактори.........174
3.4.1. Реактори для здійснення гомогенних процесів ........174
3.4.2. Реактори для здійснення гетерогенних процесів у системі газ–рідина ........179
3.4.3. Промислові реактори для системи газ–тверда речовина ..........187
3.4.4. Реактори для реалізації процесів у системі рідина–тверда речовина ............195
3.4.5. Реактори для каталітичних процесів ......198
3.4.5.1. Реактори для гомогенного каталізу........ 199
3.4.5.2. Реактори для здійснення гетерогенного каталізу.......199
Запитання для самоконтролю....... 214
Розділ 4. ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ РОЗРОБЛЕННЯ ХІМІКО-ТЕХНОЛОҐІЧНИХ СИСТЕМ ..........217
4.1. Структура та опис хіміко-технолоґічних систем.......... 217
4.1.1. Структура ХТС ........ 217
4.1.2. Моделі ХТС........ 222
4.1.3. Технолоґічні зв’язки та їх види ........ 230
4.2. Синтез ХТС....... 238
4.2.1. Мета та завдання синтезу (створення) ХТС ........ 238
4.2.2. Методи та етапи розроблення ХТС....... 238
4.2.3. Технолоґічні концепції створення ХТС...... 240
4.3. Аналіз ХТС ........ 247
4.3.1. Мета та завдання аналізу ХТС...... 247
4.3.2. Матеріальні і теплові баланси ХТС ........ 248
4.3.3. Основні поняття ексергетичного аналізу ХТС як методу оцінювання
ефективності використання потенціалу енергії......... 256
4.4. Сировинна база виробництва ........ 259
4.4.1. Класифікація і характеристика сировини........260
4.4.2. Принципи збагачення (концентрування) та розділення сировини........ 262
4.4.3. Збагачення та розділення твердофазової сировини (сумішей)....... 264
4.4.4. Методи збагачення рідкофазової сировини та розділення рідин ....... 272
4.4.5. Розділення газофазових сумішей ........276
4.5. Вода у хімічній промисловості ......... 282
4.5.1. Види і характеристика природних вод ........282
4.5.2. Основні методи очищення та кондиціювання вод.......... 285
4.5.2.1. Освітлення води ....... 287
4.5.2.1.1. Очищення води від завислих частинок ......... 287
4.5.2.1.2. Очищення води від колоїдів........ 287
4.5.2.2. Знезараження води ........ 288
4.5.2.3. Знесолювання (демінералізація) води.........291
4.5.2.3.1. Зм`якшення води...... 293
4.5.2.3.2. Дистиляція води....... 296
4.5.2.4. Дегазація води........ 296
4.5.2.5. Нейтралізація води ......... 299
4.6. Повітря у хімічній промисловості ....... 299
4.7. Енергія у хімічному виробництві........ 300
4.7.1. Характеристика і класифікація паливно-енергетичних ресурсів.
Енергопостачання і витрати енергії......... 300
4.7.2. Вторинні енергоресурси, їх джерела і класифікація ....... 302
Запитання для самоконтролю........ 303
Розділ 5. ТЕХНОЛОҐІЯ КОКСУ ТА ПРОДУКТІВ НАФТОПЕРЕРОБЛЕННЯ ........ 305
5.1. Хімічне перероблення твердих палив....... 306
5.1.1. Коксування кам’яного вугілля......... 306
5.1.1.1. Перероблення коксового газу...... 310
5.1.2. Напівкоксування..........312
5.1.3. Газифікація твердих палив ........ 313
5.1.3.1. Високотемпературна газифікація твердих палив ...... 313
5.1.3.2. Плазмохімічна газифікація твердих палив....... 317
5.1.4. Гідрогенізація вугілля .......319
5.2. Перероблення нафти.......321
5.2.1. Характеристика та класифікація нафт...........321
5.2.2. Підготовка нафти до перероблення ...........322
5.2.3. Характеристика основних нафтопродуктів.........323
5.2.4. Методи перероблення нафти і нафтопродуктів.........325
5.2.5. Очищення нафтопродуктів ........335
5.3. Перероблення природних газів ..........337
Запитання для самоконтролю ........341
Розділ 6. ТЕХНОЛОҐІЯ ОСНОВНОЇ НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ ......343
6.1. Виробництво сульфатної кислоти ......343
6.1.1. Застосування та властивості сульфатної кислоти........343
6.1.2. Хімічна та функціональні схеми виробництва сульфатної кислоти .........345
6.1.2.1. Одержання сульфуру(IV) оксиду.........348
6.1.2.2. Контактне окиснення сульфуру(IV) оксиду до сульфуру(VI) оксиду .......... 349
6.1.2.3. Абсорбція сульфуру(VІ) оксиду з утворенням сульфатної кислоти ......... 353
6.1.3. Технолоґічна схема виробництва сульфатної кислоти із сірки
методом подвійного контактування і подвійної абсорбції........354
6.2. Технолоґія аміаку та нітратної кислоти........356
6.2.1. Фізико-хімічні основи синтезу аміаку .........357
6.2.2. Одержання і очищення азотоводневої суміші .........359
6.2.3. Технолоґія аміаку........361
6.3. Виробництво нітратної кислоти .........365
6.3.1. Види і сфери застосування нітратної кислоти ......365
6.3.2. Хімічна і функціональна схеми (моделі) виробництва слабкої нітратної кислоти.......366
6.3.2.1. Контактне окиснення аміаку.........366
6.3.2.2. Окиснення нітрогену(ІІ) оксиду до нітрогену(IV) оксиду........370
6.3.2.3. Абсорбція нітрогену(IV) оксиду водою .....372
6.3.3. Технолоґічна схема виробництва розведеної нітратної кислоти......374
6.4. Виробництво мінеральних добрив ........377
6.4.1. Агрохімічне, економічне значення мінеральних добрив, їх класифікація ........377
6.4.2. Виробництво азотних добрив......381
6.4.2.1. Класифікація нітрогенних добрив......381
6.4.2.2. Виробництво амонійної селітри.....382
6.4.2.2.1. Фізико-хімічні властивості амонійної селітри та можливість
їх покращання. Хімізм процесу одержання амонійної селітри........382
6.4.2.2.2. Функціональна і технолоґічна схеми виробництва
амонійної селітри з випарюванням розчинів.......383
6.4.2.3. Виробництво карбаміду ......387
6.4.2.3.1. Застосування карбаміду. Хімізм процесу синтезу карбаміду........387
6.4.2.3.2. Функціональна і технолоґічна схеми виробництва карбаміду ......389
6.4.2.4. Деякі техніко-економічні показники і перспективи розвитку
виробництва нітрогенних добрив ......392
6.4.3. Виробництво фосфорних добрив......393
6.4.3.1. Характеристика сировини для одержання фосфорних добрив
та основних видів цих добрив ......393
6.4.3.2. Хімізм процесу, функціональна і технолоґічна схеми одержання
подвійного суперфосфату поточним способом ........398
6.4.3.3. Деякі техніко-економічні показники і перспективи виробництва
фосфорних добрив..........401
6.4.4. Виробництво калійних добрив..........402
6.4.4.1. Характеристика калійної сировини, способів виробництва калійних
добрив та їх асортименту.........402
6.4.4.2. Функціональна схема перероблення полімінеральних калійних руд
галургійним способом....... 404
6.5. Виробництво кальцинованої соди ......... 407
6.5.1. Хімічна, функціональна і технолоґічна схеми виробництва кальцинованої
соди аміачним способом...... 409
6.5.2. Техніко-економічні показники і напрями подальшого розвитку виробництва
кальцинованої соди .......416
6.6. Застосування і способи виробництва гідрогену хлориду і хлоридної кислоти .......... 418
6.6.1. Теоретичні основи процесів одержання гідрогену хлориду і хлоридної кислоти........ 419
6.6.2. Функціональна і технолоґічна схеми виробництва гідрогену хлориду
і хлоридної кислоти ......... 420
6.7. Електрохімічні, електротермічні та плазмохімічні виробництва...... 422
6.7.1. Електрохімічні виробництва каустичної соди і хлору ........ 422
6.7.1.1. Електроліз водних розчинів натрію хлориду в електролізерах
з твердим катодом........ 422
6.7.1.2. Електроліз водних розчинів натрію хлориду
в діафрагмових електролізерах...... 424
6.7.1.3. Електроліз водних розчинів натрію хлориду в електролізерах
з катіонообмінними мембранами ....... 426
6.7.1.4. Функціональна і технолоґічна схеми виробництва хлору,
каустичної соди та водню електролізом розчину натрію хлориду
з іонообмінною мембраною ........ 429
6.7.2. Електротермічні виробництва.......... 431
6.7.2.1. Виробництво фосфору електротермічним способом.....433
6.7.2.2. Виробництво кальцію карбіду....... 434
6.7.3. Плазмохімічна технолоґія спеціальних видів сірки та водню........ 434
6.7.3.1. Застосування спеціальних видів сірки та водню....... 435
6.7.3.2. Хімічна та функціональні схеми одержання спеціальних видів сірки
та водню плазмолізом сірководню ........ 435
6.7.3.3. Технолоґічна схема виробництва спеціальних видів сірки та водню
плазмолізом сірководню.........438
6.7.3.4. Реалізація сучасних технолоґічних концепцій синтезу ХТС
у технолоґії спеціальних видів сірки й водню .....440
Запитання для самоперевірки....... 441
Розділ 7. ТЕХНОЛОҐІЯ ОСНОВНОЇ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЧНОЇ ПРОДУКЦІЇ ....... 445
7.1. Продукти і сировина промисловості основного органічного синтезу..... 445
7.2. Дегідрогенування карбоногідрогенів ......... 446
7.2.1. Виробництво ацетилену крекінгом метану......447
7.2.2. Термічний крекінг........ 447
7.2.3. Термоокиснювальний крекінг....... 448
7.2.4. Електрокрекінг....... 449
7.2.5. Виробництво бутадієну (дивінілу) ........ 449
7.2.6. Виробництво стиролу (вінілбензолу) ........451
7.3. Процеси гідрогенування .... 453
7.3.1. Синтез метилового спирту (метанолу) ....... 454
7.4. Гідратація карбоногідрогенів ......... 458
7.4.1. Виробництво етилового спирту прямою гідратацією етилену ....... 459
7.4.2. Виробництво ацетату альдегіду (етаналю) гідратацією ацетилену........ 462
7.5. Окиснення карбоногідрогенів .......... 465
7.5.1. Виробництво ацетатної (оцтової) кислоти окисненням ацетальдегіду.....465
7.5.2. Виробництво формальдегіду ........ 568
Запитання для самоперевірки......... 471
Розділ 8. ТЕХНОЛОҐІЯ НЕМЕТАЛЕВИХ ВИРОБІВ З ХІМІЧНОЇ ТА МІНЕРАЛЬНОЇ СИРОВИНИ..........473
8.1. Виробництво кераміки ........474
8.1.1. Сировина для виробництва кераміки.........475
8.1.2. Технолоґія виготовлення керамічних виробів .......476
8.1.3. Основні види кераміки.......478
8.2. Виробництво скла .........482
8.2.1. Сировина для виробництва скла......484
8.2.2. Технолоґія виробів зі скла......485
8.2.3. Спеціальні види скла ........488
8.3. Виробництво в`яжучих матеріалів ........490
8.3.1. Повітряні в’яжучі матеріали.......490
8.3.2. Гідравлічні в’яжучі речовини......492
8.3.3. Виробництво портландцементу ........494
8.3.4. Бетони.......498
Запитання для самоперевірки ......499
Розділ 9. ВИРОБНИЦТВО ТА ПЕРЕРОБЛЕННЯ ПОЛІМЕРІВ І КОМПОЗИТІВ .......501
9.1. Класифікація ВМС......501
9.2. Фізико-хімічні основи одержання ВМС .......504
9.3. Головні методи одержання ВМС.....506
9.4. Полімеризаційні пластмаси ......509
9.4.1. Виробництво поліетилену ......509
9.4.2. Виробництво полівінілхлориду..........511
9.4.3. Виробництво полістиролу ......515
9.5. Поліконденсаційні полімери та пластичні маси на їх основі.......518
9.5.1. Виробництво феноло-альдегідних полімерів.........518
9.5.1.1. Виробництво новолачних феноло-формальдегідних полімерів.........518
9.5.1.2. Виробництво резольних феноло-формальдегідних полімерів .......520
9.6. Основні способи перероблення пластмас.........522
9.6.1. Класифікація методів перероблення пластмас .......522
9.6.1.1. Головні методи перероблення термопластів........522
9.6.1.2. Головні методи перероблення реактопластів ......527
Запитання для самоперевірки .......531
Список літератури ........533
Предметний покажчик .......534

Розглянуто закономірності некаталітичних і каталітичних гомогенних й гетерогенних хіміко-технолоґічних процесів, викладено засади теорії й розрахунку хімічних реакторів, наведено головні типи промислових реакторів. Подано структуру хіміко-технолоґічних систем, види моделей та технолоґічних зв’язків, основні принципи синтезу й аналізу хімічного виробництва як хіміко-технолоґічної системи; охарактеризовано сировинну базу хімічних виробництв. Наведено теоретичні основи традиційних та інноваційних технолоґій найважливіших неорганічних й органічних продуктів, сучасні процеси перероблення палив. Для студентів вищих навчальних закладів, наукових та інженерно-технічних фахівців у галузі хімічної технолоґії та інженерії.