Презентация на тему "Общая химическая технология"

Скачать презентацию (1.97 Мб)
49 загрузок
0.0 оценка

Презентация: Общая химическая технология

Включить эффекты

1 из 27

ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Телеграм

Ваша оценка презентации

Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов

0.0

0 оценок

Аннотация к презентации

Смотреть презентацию онлайн с анимацией на тему "Общая химическая технология". Презентация состоит из 27 слайдов. Материал добавлен в 2017 году.. Возможность скчачать презентацию powerpoint бесплатно и без регистрации. Размер файла 1.97 Мб.

Формат

pptx (powerpoint)
Количество слайдов

27
Слова

другое
Конспект

Отсутствует

Содержание

Слайд 1
Общая химическая технология

Электронно-лекционный курс Вадим К. Хлесткин, к.х.н. Разработан в рамках Программы развития НИУ - НГУ
Слайд 2

15.02.2012 НГУ, 3 курс ФЕН 2 из 47 ChemicalReactionEngineering Third Edition, 1999 Octave Levenspiel Department of Chemical Engineering Oregon State University Рекомендуемая литература
Слайд 3
План курса ОХТ

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Введение. Что такое «химическая технология». Различия основного и тонкого синтеза. Компоненты химического производства. Сырье. Критерии оценки химической технологии. Элементы теории. Реакторы. Перемешивание, виды, практическая реализация. Неоднородные системы, классификация, методы разделения. Вязкость. Течение жидкостей. Основной синтез. Производство серы и серной кислоты. Параметры мирового и российского производства и потребления. Сырье. Технологии. Основные параметры процессов. Перспективы. Производство аммиака, азотной кислоты, азотных удобрений. Сырье. Технологии. Основные параметры процессов. Перспективы. Нефтепереработка. Продукты, основные процессы. Параметры мирового и российского производства и потребления. Сырье. Технологии. Основные параметры процессов. Перспективы.
Слайд 4
План курса лекций ОХТ (продолжение)

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Тонкий синтез и альтернативные технологии (в том числе на примере разработок институтов СО РАН). Новые среды (ионные и сверхкритические жидкости). Новые физические реакционные условия (микрореакторы, микроволновой нагрев, электромагнитный нагрев, механохимия). Новые подходы и работа с сырьем (растительное сырье, биопластики). Композитные материалы. Литий-ионные источники тока. Стандартизация. Защита интеллектуальной собственности.
Слайд 5
Общая химическая технология

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Химическая технология — естественная прикладная наука о способах и процессах производства продуктов (предметов потребления и средств производства), осуществляемых с участием химических превращений, технически, экономически и социально целесообразным путем. Химическая технология может быть такой …и такой. Химическая технология - не обязательно большие реакторы и значительные количества!
Слайд 6
Где сейчас растущий рынок работы для химических инженеров?

Биотехнология входит в стадию реальной коммерческой активности Разработки биомедицинских устройств Выходят на рынок MEMS устройства Нанотехнологии в стадии поиска выхода на рынок «Продвинутые» материалы: полифункциональные материалы, проводящие полимеры, биоматериалы (например, инженерия органов) в процессе развития “Традиционная” нефтяная и химическая промышленность являются сложившимися отраслями, активность разработчиков смещается в сторону растущих отраслей. 16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН
Слайд 7
Распределение выпускников – хим. инженеров в США

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Northeastern University Boston, MА, 2001
Слайд 8
Современная технология тонкого синтеза – совокупность знаний и навыков

Технология тонкого синтеза Глубокие знания в химии и математике Логистика Дизайн продукта Способность руководить междисциплинарной командой Гибкость, способность адаптироваться Экономика, рынок, экон анализ 16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Материало-ведение
Слайд 9
Общая химическая технология

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Общий синтез (нефтепереработка, производство серы и серной кислоты, производство соединений азота Тонкий синтез, примеры технологий, внедренных в последнее время Общая теория хим технологии Мат моделирование (MATLAB) x Не затрагивается в данном курсе
Слайд 10
Различия основного и тонкого синтеза

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Простор для приложения новейших достижений фундаментальной и инженерной науки, инноваций
Слайд 11
Примеры альтернативных технологий

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Новая технология производства ибупрофена Шестистадийный некаталитический синтез заменен трехстадийным каталитическим. На 20-40% сокращено потребление энергии. Почти исключены отходы. Сейчас используется на заводе BASF в Техасе.
Слайд 12
Компоненты хим производства

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Переменные Сырье Вспомогательные материалы Продукты (основной и дополнительный) Отходы Энергия Постоянные Аппаратура Устройства контроля и управления Строительные конструкции Обслуживающий персонал
Слайд 13
Сырье

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Категории запасов сырья: А – разведанные, опробованные, готовое к переработке В – разведанные, протестированные только в лаборатории С – на основе данных георазведки, частично протестированные
Слайд 14
Отходы

Россия и СНГ Всего четыре основных группы Новосибирск: 2.5 млн м3 бытовых отходов в год 16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН
Слайд 15
Традиционные критерии оценки технологии

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН
Слайд 16
Новые критерии оценки технологии

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН 12 принципов «зеленой» технологии (Anastas, Warner, 1998): Предотвращение лучше не допустить отходы, чем уничтожать или очищать от них. Пример: использование технологий без растворителей. Экономия атомов Синтетические методы должны быть подобраны так, чтобы обеспечить максимальное использование всего исходного материала при превращении в конечный продукт. Пример: восстановление карбоновых кислот в альдегиды на твердом катализаторе. Безопасный синтез Должны использоваться либо получаться вещества с как можно меньшей токсичностью для человека и окружающей среды. Пример: синтез адипиновой кислоты окислением циклогексена перекисью водорода. Безопасные продукты Продукты синтеза должны нести нужные свойства, при этом обладать минимальной токсичностью. Пример: новые, менее токсичные гербициды.
Слайд 17

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Безопасные растворители и вспомогательные вещества Пример: сверхкритические жидкости Энергетическая эффективность Воздействие энергетики процесса на окружающую среду должно быть оценено и минимизировано. Идеальный процесс – при комнатной температуре и атмосферном давлении. Пример: ферментативный синтез Использование возобновляемых источников сырья Пример: ПАВ из природных соединений (масел, аминокислот, сахаров) Минимизировать использование производных Постараться обойтись без блокирующих групп, стадий защиты\снятия, временные изменения процессов.
Слайд 18

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Катализ Каталитические процессы (как можно более селективные) для стехиометрических процессов. Разработка разлагающегося продукта Химические продукты разрабатываются так, чтобы после выполнения своей функции разлагались на безвредные вещества и не накапливались в окружающей среде. Пример: биоразлагаемые полимеры Анализ в реальном времени Наблюдение и контроль должны проводиться в процессе производства, до возникновения опасных ситуаций\веществ. Пример: внедрение потоковых анализаторов сточных вод Безопасный дизайн процесса для предотвращения аварий Вещества или формы веществ в химическом процессе подбираются так, чтобы минимизирвать вероятность инцидентов, утечек, взрывов и возгораний. Пример: диметилкарбонат в качестве метилирующего агента более безопасен, чем диметилсульфат или галогениды.
Слайд 19
Пример

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Гомогенная AlCl3 > 1 экв Растворитель Нужна стадия гидролиза продукта Разделение фаз Перегонка продукта Регенерация растворителя Выход 85-95% 4.5 кг воды на кг продукта Гетерогенная Цеолит – регенерируемый катализатор Без растворителя Не нужна вода ---- Перегонка продукта ---- Выход >95%и выше чистота 0.035 кг воды на кг продукта
Слайд 20
Количественные критерии оценки

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Е-фактор Е-фактор = Всего отходов (кг) Продукт (кг) Применяется как к процессу производства, так и к отмывке Может разделяться на органические отходы и водные Меньше значение, меньше отходов
Слайд 21

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Экономичность по атомам (atom economy) % Экономичность по атомам = 100 x Мол вес продукта С Мол вес А + мол вес В А + В С + побочные продукты Показывает, какое количество вещества из исходных остается в продукте Не учитывает растворители, выход, избыток реагентов Чем ближе к 100%, тем лучше Эффективность по атомам (atom efficiency) % Эффективность по атомам = Выход реакции (0 – 1) х % Экономичность по атомам Может использоваться вместо выхода и экономичности по атомам Пример: экономичность по атомам может быть 100% и выход 5%, что делает процесс не очень «зеленым»
Слайд 22

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Эффективность по углероду (carbon efficiency) % Эффективность по углероду = 100 х Масса углерода в продукте Масса углерода в реагентах ЭУ = 100 х Число молей С х число атомов углерода в С (Число молей A х число атомов углерода в A) + + (Число молей Вх число атомов углерода в В) A + B C Принимает во внимание выход и стехиометрию Напрямую связан с подсчетом парниковых газов
Слайд 23

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Эффективность всей реакционной массы (Reaction mass efficiency, RME) RME = 100 x Масса С (кг) Масса А (кг) + Масса В (кг) = выход х Мол. вес С Мол. Вес А + (мол вес В х мольное отношение В/А) Учитывает экономичность по атомам, выход, стехиометрию реагентов
Слайд 24
Пример 1

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Пример из Journal of Green Chemistry 2002, 4, 521-7 Выход 90%
Слайд 25
Пример 1 - продолжение

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Constable at al. & Curzons at. al
Слайд 26
Пример 2

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Экономичность по атомам = 360/860 = 42% Экономичность по атомам = 120/138 = 87%
Слайд 27
Пример 3

16.11.2017 НГУ, 3 курс ФЕН Оптимизация химического процесса