Химическая технология/ХТП

Химико-технологический процесс (ХТП) - последовательность процессов и операций с целью получения продукта из сырья

Пример

Давайте обратимся к примеру производства серной кислоты контактным способом:

${\ce {4FeS2 + 11O2 -> 2Fe2O3 + 8SO2}}$

${\ce {2SO2 + O2 ->[V2O5] 2SO3}}$

${\ce {SO3 + H2O -> H2SO4}}$

В результате протекающих 3-ех химических реакций, возможно получение серной кислоты. Но также, вторая реакция экзотермична поэтому происходит охлаждение воздухом, который нагнетается воздуходувками. Непрореагировавший ${\ce {SO2}}$ и ${\ce {SO3}}$ будет обратно подаваться в установки (рециркуляция).

В ходе производства серной кислоты осуществляются как последовательные химические реакции, так и теплообменные процессы (охлаждение сернистого газа). Совокупность всех этих процессов и называется - химико-технологическим процессом.

Классификация

Соответственно, существует классификация отдельных процессов, происходящих в химико-технологическом процессе:

• Химические процессы - изменение химического состава веществ в ходе ХТП, то есть, химические реакции. Скорость процесса определяется законами химической кинетики.
• Механические и гидромеханические процессы - процессы, проходящие без изменения химического и фазового состояния компонентов. Например: перемешивание, сжатие, расширение, дробление и другие изменения формы, смешивание и разделение. Скорость процесса определяется законами механики твердых тел
• Теплообменные процессы - процессы, проходящие с изменением фазового состояния (жидкое, газ, твердое), но без изменения химического и фазового состава. Например: нагрев и охлаждение, сублимация и десублимация и т.д. Скорость процесса определяется законами теплопередачи
• Массообменные процессы - процессы, происходящие с изменением фазового состава, но без изменения химического состава. Например: адсорбция, абсорбция, растворение и концентрирование, кристаллизация и дистилляция и т.д. Скорость процесса определяется законами переноса компонентов из одной фазы в другую

Дополнительные процессы:

• Энергетические процессы - процессы преобразования одного вида энергии в другую. Например: преобразование тепловой энергии, выделившейся из реакции в электрическую.
• Процессы управления - процессы получения и передачи информации, управления процессами. Например: ограничение потока, закрытием задвижки

Конечно же, процессы могут быть комбинированными. Например, в ходе приведенного выше примера, в результате реакции выделяется теплота, то есть, происходит и химический процесс, и теплообменный.

Классифицировать можно также процессы и по организации работы:

• Периодические процессы процессы, которые протекают в аппаратах периодически, то есть, сначала происходит загрузка сырья, а через время, происходит выгрузка продукта, и дальше, вновь загрузка.
• Непрерывные процессы - процессы, которые протекают непрерывно, то есть и загрузка сырья и выгрузка продуктов происходит одновременно, хотя и происходит в разных частях аппарата.