шпоргалки по химической технологии. шпоры. Химикотехнологический процесс

• Название: Химикотехнологический процесс
• Анкор: шпоргалки по химической технологии
• Дата: 01.10.2021
• Размер: 251.5 Kb.
• Имя файла: шпоры.doc
• Тип: Документы; #239951
• страница: 3 из 4

2 уровень - аппарат, в котором происходит совокупность элементарных процессов. Абсорбер, ректификационная колонна, теплообменник, насос, фильтр, реактор, контактный аппарат. 3 уровень – агрегат. Совокупность аппаратов, которые осуществляют определенный комплекс операций. Реактор с теплообменником и смесителем, печь обжига с котлом-утилизатором, контактный аппарат с вмонтированными теплообменниками. 4 уровень – ХТП. В совокупности аппаратов и агрегатов происходит химико-технологический процесс с получением определенного продукта: конечного (целевого), промежуточного, полупродукта. 5 уровень – ХП. Совокупность химико-технологических процессов образует химическое производство, в котором получают конечный продукт. 6 уровень - химический комбинат, завод или производственное объединение, которое является совокупностью химических, а иногда и других производств, и образует структурную экономическую единицу промышленности.
18. Технологические критерии эффективности: степень превращения компонентов сырья, выход продуктов, расходные коэффициенты сырья, скорость процесса, избирательность процесса. Конверсия Х (Степень превращения) – исходного реагента это доля исходного реагента, использованного на химическую реакцию – показывает, насколько полно в ХТП используется исходное сырье. Для обратимых реакций значение максимальной степени превращения меньше 1. Такую степень превращения называют равновесной. Выход продукта – это отношение фактически полученного продукта  к его максимальному количеству. Для простых реакций (т.е. в отсутствие параллельных и последовател превращений) выход продукта по какому-либо компоненту исходного сырья численно равен степени превращения этого компонента. Со сложными (параллельными, последовательными) реакциями выход продукта всегда меньше степени превращения. Выход для обратимой реакции определяется как отношение практически полученной массы продукта к максимально возможной массе его, которая может быть получена в данных условиях произв-ва. Расходные коэффициенты по сырью количество сырья или энергии каждого вида, затрачиваемое на производство единицы массы или объема готовой продукции. РК по сырью выражаются в т/т, кг/кг, и т.д.; по энергии, соотв, в кВт. Теоретические РК рассчитываются на основе стехиометрического уравнения целевой реакции, как отношение молярной массы реагента к молярной массе целевого продукта с учетом стехиометрических коэффициентов. Практические РК рассчитывают из практических данных по материальным балансам производств. РК показывает расход чистого реагента при полной конверсии без протекания побочных реакций и без учета потерь на получение единицы продукции. Практический расходный коэффициент всегда выше теоретического. Производительностью называют количество (массу, объем) выработанного продукта или переработанного сырья за единицу времени. Интенсивность работы реактора  или другого аппарата выражают как отношение производительности к объему реактора. Избирательность (селективность) – позволяет оценить эффективность целевой реакции по сравнению с побочными. Суммарная избирательность определяется как отношение количества исходного вещества, превратившегося в целевой продукт, к общему количеству прореагировавшего исходного вещества. Пределы селективности: 0 <  < 1. Чем выше селективность, тем меньше побочных продуктов образуется в ходе процесса, тем меньше расход сырья на побочные реакции. В принятых обозначениях суммарная избирательность безразмерна и может изменяться от 0 до 1, но ее часто выражают и в процентах. Мгновенная избирательность - функция соотношения скоростей целевой и побочной реакции. Качество продукции– совокупность технических, эксплуатац, экономических и других свойств, обуславливающих ее пригодность для удовлетворения личных или производственных потребностей в соответствии с ее назначением. В большинстве случаев качество химических продуктов определяется их чистотой или содержанием в них основного вещества.
19. Технологические критерии эффективности: степень превращения компонентов сырья, выход продуктов, расходные коэффициенты сырья, скорость процесса, избирательность процесса. Конверсия Х (Степень превращения) – исходного реагента это доля исходного реагента, использованного на химическую реакцию – показывает, насколько полно в ХТП используется исходное сырье. Для необратимых реакций максимальное значение степени превращения реагента, поступающего в реактор в недостатке, равно 1. Выход продукта – это отношение фактически полученного продукта  к его максимальному количеству. Для простых реакций (т.е. в отсутствие параллельных и последовательных превращений) выход продукта по какому-либо компоненту исходного сырья численно равен степени превращения этого компонента. Со сложными (параллельными, последоват) реакциями выход продукта всегда меньше степени превращения. Для необратимых реакций выход определяется как отношение массы, полученной на практике m_np к массе, теоретически возможной по стехиометрическому уравнению m_теор. и максимальный фактический выход равен 1. Расходные коэффициенты по сырью количество сырья или энергии каждого вида, затрачиваемое на производство единицы массы или объема готовой продукции. РК по сырью выражаются в т/т, кг/кг, и т.д.; по энергии, соответственно, в кВт. Теоретические РК рассчитываются на основе стехиометрического уравнения целевой реакции, как отношение молярной массы реагента к молярной массе целевого продукта с учетом стехиометрических коэффициентов. Практические РК рассчитывают из практических данных по материальным балансам производств. РК показывает расход чистого реагента при полной конверсии без протекания побочных реакций и без учета потерь на получение единицы продукции. Практический расходный коэффициент всегда выше теоретического. Производительностью называют количество (массу, объем) выработанного продукта или переработ сырья за единицу времени. Интенсивность работы реактора  или другого аппарата выражают как отношение производительности к объему реактора. Избирательность (селективность) – позволяет оценить эффективность целевой реакции по сравнению с побочными. Суммарная избирательность определяется как отношение количества исходного вещества, превратившегося в целевой продукт, к общему количеству прореагир исходного вещества. Пределы селективности: 0 <  < 1. Чем выше селективность, тем меньше побочных продуктов образуется в ходе процесса, тем меньше расход сырья на побочные реакции. В принятых обозначениях суммарная избирательность безразмерна и может изменяться от 0 до 1, но ее часто выражают и в процентах. Мгновенная избирательность - функция соотношения скоростей целевой и побочной реакции. Качество продукции– совокупность технических, эксплуатационных, экономических и других свойств, обуславливающих ее пригодность для удовлетворения личных или производств потребностей в соответствии с ее назначением. В большинстве случаев качество химических продуктов определяется их чистотой или содержанием в них основного вещества.
20. Смещение может происходить за счет измения температуры, давления и концентрации. Принцип Ле-Шателье. Если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то в результате протекающ в ней процессов равновесие сместится в таком направлении, что оказанное воздействие уменьшится. 1Увеличение давления смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к уменьшению объема. 2NO+O₂↔2NO₂; v₁=k₁[O₂]_равн[NO]²_равн; v₂=k₂[NO]²_равн. При уменьшении объема системы в 2 раза, давление и концентрац всех газов тоже увеличится в 2 раза. Равновесие нарушится. v”₁= k₁2[O2]_равн(2[NO]_равн)²=8k₁[O₂]_равн[NO]²_равн=8v₁; v”₂=k₂(2[NO]_равн)² =4k₂[NO]²_равн=4v₂ Скорость прямой реакции возросла в 8 раз, а обратной — в 4 раза. Равновесие в системе нарушится — прямая реакция будет преобладать над обратной. После того как скорости сравняются, вновь установится равновесие, но количество NO₂ в системе возрастет, равновесие сместится вправо. 2При повышении температуры равновесие смещается в направлении эндотермической, а при понижении — экзотермической реакции. Синтез аммиака – экзотермическая реакция, поэтому при повышении температуры сдвигается влево, в сторону разложения аммиака: N₂+3H₂=2NH₃ Синтез оксида азота – эндотермическая и при повышении температуры сдвигается вправо в сторону образования NO. N₂+O₂=2NO 3Увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакции смещают равновесие в стoрону прямой реакции. При увеличении концентрации какого-либо из веществ, равновесие смещается в сторону расхода этого вещества; при уменьшении концентрации какого-либо из веществ равновесие смещается в сторону образования этого вещества. 4Катализаторы не влияют на положение равновесия, а только ускоряет его достижение.
21. Гомогенные процессы интенсифицируются изменением состава реакцион­ной среды, температуры и давления. Влияние состава реакционной среды зависит от величины концентра­ции реагентов и их физико-химических свойств. Чем выше значение концентраций, тем больше скорость реакции; скорость реакции в большей степени зависит от реагента, входящего в уравнение скорости с большей степенью; если одновременно протекают реакции с разными порядками, то изме­­нение концентрации сильнее скажется на скорости реакции с более высо­ким порядком. Эти закономерности лежат в основе – избытка одного из реагентов. При этом выгоднее в избытке брать реагент, вхо­дящиесли процесс протекает с уменьшением объема; давление повышает температуры кипения и плавления. Этот эффект используется для проведения процессов в жидкой фазе для веществ, которые при стандартном давлении находятся в газообразном состоянии; повышение давления во многих случаях позволяет снизить темпера-туру синтеза, что важно в системах с низкой термостабильностью реагентов или продуктов процессай в уравнение реакции с более высоким стехиометрическим коэффици­ентом. Причины, когда реагенты разбавляют растворителем: возможность перегрева реакционной массы при проведении сильно экзотермической реакции с большой скоростью; использование низких концентраций – требование селективного течения сложных реакций, если побочная реакция более высокиого порядка; разбавление позволяет понизить вязкость, облегчить рав­номерное перемешивание реакционной массы и ее транспорт, обеспечить более интенсивный и равномерный теплообмен. Влияние температуры на скорость реакции описывается уравнением Аррениуса: k = A ^. е ^{–E /RT}, где k – константа скорости; А – предэкспоненциальный множитель; Е – энергия активации, кДж/моль; R – газовая постоянная, кДж/моль; Т – температура, К. Поскольку температура входит в пока­затель степени, то она оказывает очень большое влияние на скорость реак­ции. По этой же причине существенно влияние на скорость значение энергии активации, но с другим знаком. Те реакции у которых E_a выше, гораздо более чувствительны к повышению температуры, они значител сильнее ускоряются при повышении температуры. Реакции с высокой E_a труднее начинаются, но сильнее ускоряются. Реакции с малой E_a легче начинаются при более низких температурах. Повышенное давление, несмотря на высокие энергозатраты: давление существенно повышает скорость газофазных процессов, т.к. в этом случае резко повышается концентрация реагентов; давление влияет на положение химического равновесия для обра­ти-мых реакций, при этом повышение давления смещает равновесие в сторону прямой реакции.
22. Классификация химических реакторов и режимов их работы: 1) режим движения реакционной среды (гидродинамическая обстановка в реакторе); 2) условия теплообмена в реакторе; 3) фазовый состав реакционной смеси; 4) способ организации процесса; 5) характер изменения параметров процесса во времени; 6) конструктивные характер. По гидродинамической обстановке - реакторы смешения и вытеснения. Реакторы смешения - емкостные аппараты с перемешиванием механической мешалкой или циркуляционным насосом. Реакторы вытеснения - трубчатые аппараты, имеющие вид удлиненного канала с перемешиванием имеет локальный характер и вызывается неравномерностью распределения скорости потока. В теории - реактор идеального или полного смешения и реактор идеального или полного вытеснения. Для модели идеального смешения допускается, что в результате интенсивного перемешивания устанавлив абсолютно одинаковые условия в любой точке реактора. Идеальное вытеснение возможно при выполнении следующих допущений: 1) движущий поток имеет плоский профиль линейных скоростей; 2) отсутствует обусловленное любыми причинами перемешивание в направлении оси потока. Внесение определенных поправок на неидеальность позволяет использовать модели идеальных аппаратов в качестве исходных для описания реальных реакторов. По условиям теплообмена. Адиабатический реактор - теплообмен с окружающей средой. Вся теплота, выделяющаяся или поглощающаяся в результате химических процессов, расходуется на «внутренний» теплообмен и на нагрев или охлаждение реакционной смеси. Изотермический реактор - необходимо подводить или отводить тепло в соответствии с тепловым эффектом реакции. Политропический реактор - предусмотрен подвод или отвод тепла. Реакторы с промежуточным тепловым режимом - тепловой эффект химической реакции частично компенсируется за счет теплообмена с окружающей средой, а частично вызывает изменение температуры реакционной смеси. Автотермический реактор - поддержание необходимой температуры осуществляется за счет теплоты химического процесса без использования внешних источников энергии. По фазовому составу реакционной смеси. Реакторы для гомогенных процессов: аппараты для газофазных и жидкофазных реакций. Аппараты для проведения гетерогенных процессов: газожидкостные реакторы, реакторы для процессов в системах газ - твердое вещество, жидкость твердое вещество и др. Реакторы для проведения гетерогенно-каталитических процессов. По способу организации процесса. (способу подвода реагентов и отвода продуктов): периодич, непрерывно-действующие и полунепрерывные (полупериодические). Реактор периодического действия - отдельные стадии протекают последовательно, в разное время, все реагенты вводят в аппарат до начала реакции, а смесь продуктов отводят после окончания процесса. Реактор непрерывн действия (проточном) -отдельные стадии процесса: подача реагирующих веществ, химическая реакция, вывод готового продукта осущ одновременно и непроизводит затраты времени на операции загрузки и выгрузки отсутств. Реактор полунепрерывного (полупериодического) действия - один из реагентов поступает в него непрерывно, а другой - периодически. Возможны варианты, когда реагенты поступают в реактор периодически, а продукты реакции выводятся непрерывно, или наоборот. По характеру изменения параметров процесса во времени. Стационарный - протекание реакции в произвольно выбранной точке в любой момент времени будут одинаковые значения концентраций реагентов или продуктов, температуры, скорости и других параметров. В стационарном режиме параметры потока на выходе из реактора не зависят от времени. Нестационарные - в произвольно выбранной точке происходят изменения параметров химического процесса во времени по тому или иному закону. Являются все периодические процессы. По конструктивным характеристикам: емкостные реакторы (автоклавы; реакторы-камеры; вертикальные и горизонтальные цилиндрические конверторы и т.п.). Колонные реакторы (реакторы-колонны насадочного и тарельчатого типа; каталитические реакторы с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоем катализатора; полочные реакторы); реакторы типа теплообменника; реакторы типа реакционной печи (шахтные, полочные, камерные, вращающиеся печи и т.п.).
23.Материальный баланс - уравнение, левую часть которого составляет масса всех видов сырья и материалов, поступающих на переработку, а правую – масса получаемых продуктов плюс производственные потери. Теоретический материальный баланс рассчитывают на основе стехиометрических уравнений реакции. Составляется для реакции, выражающей полный ход процесса и являющейся суммой промежуточных этапов, т. е. для реакции, которой в действительности не существует. Стехиометрические коэффициенты в химических уравнениях показывают количество моль компонентов, вступивших в химическое взаим-вие. Их можно выразить в массовых величинах, умножая стехиометрические коэффициенты на молярную массу. Практический материальный баланс учитывает состав исходного сырья и готовой продукции, избыток одного из реагентов, степень превращения, потери сырья и целевого продукта и т. д.; т. е. составляя такой баланс, необходимо учитывать все отклонения от теоретическ возможного выхода. G₁= G₂+ G₃+ G₄+ G₅, где G₁- масса исходных материалов; G₂- готового продукта; G₃- побочных продуктов; G₄- отбросов; G₅- материальных потерь. В случае отсутствия отходов: G₁= G₂+ G₅ Материальный баланс может быть составлен как в отношении всего технологического процесса, так и в отношении каждой отдельной стадии или производственной операции. Он может охватывать все материалы (общий, суммарный баланс) или каждый отдельный компонент. Дает возможность определить абсолютную величину материальных потерь (трату Σ). Из уравнения материального баланса находят технологический выход (η) и расходный коэффициент (К_расх). Технологический выход η - это отношение массы готового продукта (G₂) к массе взятых исходных материалов (G₁), выраженное в процентах: η = G₂/ G₁· 100% , или при наличии отходов производства: η= G₂ / G₁-( G₃+ G₄) · 100% Технологическая трата (Σ) - это отношение массы материальных потерь (G₅) к массе исходных материалов (G₁), выраженное в процентах: Σ = G₅/ G₁· 100% , Чем меньше технологическая трата (Σ), тем рентабельнее производство. Расходный коэффициент (К_расх)- это отношение массы взятых исходных материалов к массе полученного готового продукта. К_расх= G₁ / G₂· 100%. Тепловой баланс – составляют по данным МБ с учетом тепловых эффектов химических реакций и физических превращений, протекающих в аппарате, а также с учетом подвода тепла извне и отвода ее с продуктами реакции, а также потери в окружающую среду через стенки аппарата. Q + Q₁+ Q₂= Q₃+ Q₄, где Q - тепло, введенное в технологический процесс с исходным веществом, Дж; Q₁ - тепло, подводимое извне, Дж; Q₂- тепловой эффект, полученный за счет экзотермических или эндотермических реакций. Он может иметь знак «+» или «-», Дж; Q₃- тепло, уходящее с готовым продуктом, Дж; Q₄- потери тепла, Дж. Данные теплового баланса используются для оп­ределения расхода теплоносителя и хладагента, расчета повер­хности греющих и охлаждающих элементов и подбора опти­мального теплового режима процесса.
24. Газожидкостные реакторы: 1. Реакторы барботажные, в которых поверхность контакта фаз образуется при введении газа через газораспределительн устройства (барботеры) в слой жидкости. 2. Реакторы с механическим диспергированием газа, в которых вводимый в аппарат через барботер газ диспергируется в жидкости различными перемешивающими устройствами. 3. Реакторы пленочные, в которых контакт газа осуществляется с жидкостью, находящейся в виде пленки на стенках аппарата. Реактор барботажный колонный. В виде вертикальной колонны с размещенными внизу газораспределителями — барботерами. Колонна может быть пустотелой или с горизонтальными перегородками, служащими промежуточными газораспределителями и уменьшающими продольную циркуляцию жидкости. Реактор барботажный газлифтный. Внутри корпуса установлены одна или несколько барботажных труб, в которые с помощью газораспределителя вводится газ. Реактор барботажный змеевиков. Представляет собой ряд вертикальных труб, последоват соединенных калачами. В нижней части первой трубы установлен смеситель газа и жидкости. Последняя труба соединена с сепаратором, в котором происходит отделение газа от жидкости. Реактор с мешалкой в свобод объеме. Выполняется в виде сосуда с мешалкой, под которую через трубу-барботер вводится газ. Реактор с мешалкой в циркуляционном контуре. Имеет герметический электропривод, установленный на крышке сосуда. Винтовая мешалка, размещенная в узкой части центральной трубы, создает интенсивную циркуляцию жидкости. Газожидкостная смесь заполняет весь объем сосуда, а газ выводится из выносного сепаратора. Реактор со свободно стекающей пленкой. Кожухотрубный аппарат. Жидкость, подаваемая на верхнюю трубную решетку, равномерно распределяется по трубам и в виде пленки, образованной оросителем, стекает вниз. Газ вводится в каждую трубу через газовые патрубки и движется навстречу жидкости. Реактор с восходящей пленкой. Имеет в нижней части трубчатки дополнительную трубную решетку. Жидкость подается на нижнюю трубную решетку и равномерно распределяется по трубам. Увлекаемая потоком газа, она в виде пленки течет вверх. В верхней части аппарата размещ сепаратор — брызгоотделитель. Реактор с закрученным газожидкостным потоком. Внутри каждой трубы установлены винтовые вставки — завихрители. Жидкость, подаваемая сверху, отбрасывается после первого завихрителя к стенке трубы и, стекая по ней, также приобретает вращательное движение.  Реактор пленочный роторный. Содержит традиционные элементы: кожух, заключенный в рубашку, вал с лопастями и распределитель жидкости. 
25. Неидеальные модели реакторов являются приближенными, т. к. большинство производственных реакторов работает в режиме ча­стичного или локального перемешивания реагентов с продуктами реакции, т. е. реальный реактор занимает некоторое промежуточ­ное положение между реакторами полного смешения и идеального вытеснения. Может оказаться, что какой-то элемент потока в реакции фактически не участвует, так ка он попадает в застойную зону или образуются внутренние байпасы. При разработке моделей общий вид уравнений математического описания получают теоретически, а числовые значения коэффициентов (параметры) – экспериментально. Выделяют подходы при построении математических моделей: 1. Мысленная замена реального аппарата комбинацией идеальных реакторов – ячеистая модель; 2. Учет реальных физических явлений, происходящих в реакторе - диффузионная. В первом случае получают систему из большего числа простых уравнений, а вовтором – систему с меньшим числом более сложных уравнений. Ячеистая модель – система из n уравнений материального баланса по компоненту i: я=Vn/v. Параметром является число ячеек n. Диффузионная модель учитывает неравномерность распределения параметров процесса по объему аппарата, а также наличие перемешивания среды в осевом направлении, вызванное различными видами диффузии. Коэффициент продольной диффузии DL (турбулентная+ диффузия+ тейлоровская+ молекулярная) является параметром модели. Решение уравнения диффузионной модели более сложно. Поэтому, несмотря на то, что диффузионная модель позволяет в большей степени приблизиться к реальной физической картине, во многих случаях моделирования реакторов предпочитают пользоваться ячеечной моделью как значительно более простой для вычислений. Комбинированные модели используют режимы идеального вытеснения, идеального смешения, вытеснения с диффузией и усложняют их, учитывая явления проскока, циркуляц потока, струйного потока и др. Используют, так как ячеистая и диффузионная модели не способны описать фактический режим течения потока в аппарате.
26. К твердым отходам относятся остатки непрореагировавшего твердого сырья, побочные продукты, смолы, кубовые остатки от перегонки, различные осадки и шламы, адсорбенты, не подлеж регенерации, отработанные катализаторы, фильтровальные материалы, непригодные для повторного использования, ветошь, пропитанная химическими веществами, общезаводской мусор. Переработка происходит по трем направлениям: извлечение полезных компонентов (кристаллизация и экстракция), обезвреживание и уничтожение. Термические методы: используют как топливо или извлекают вещества, применяемые в промышленности (стекло, цветные металлы и черные). Недостаток: образование токсичных газообразных веществ. Для обезвреживания: капсулирование отходов, обволакивание токсичного отхода инертной пленкой – остекловывание. Отходы, которые трудно обезвредить и очень дорого переработать, затапливают в морях, исп санитарную земляную засыпку (условие: уплотнение отходов и их ежедневная засыпка слоем земли) и складывают в бурты. Полимеры используют вторично или уничтожают. Уничтожение: непосредственное сжигание, фото- и биодеструкция, захоронение. Сжигание основной метод, хоть и является неэкономичным и малоэффективным способом. В силу выброса ядовитых газов, высоких температур и большего количества воздуха и засорения продуктами горения печей. Сухой окислительный пиролиз - разложение отработок при частичном сжигании, либо при контактировании с продуктами сгорания. Сухой приролиз - процесс термического разложения без доступа кислорода. Он эффективно обезвреживает отработки, которые в последствии могут использоваться в качестве сырья. Предложен процесс непрерывного пиролиза в экструдере-пиролизере для превращения полимерных отходов в полезные продукты (воски, смазки) или в продукты, легко разлагаемые с помощью микроорганиз. Захоронение тоже не является перспективным методом в силу долгого разложения пластмасс. Еще один способ – регенерац пластмасс, термопластичные отходы в виде бракованных изделий, литников собирают, дробят и добавляют к первичному сырью. При регенерации термрреактивных пластмасс отходы измельчают до порошкообразного состояния и применяют в качестве инертных наполнителей. Разработан способ регенерац многоатомных спиртов из отходов жестких пенополиуретанов и пенополиизоциануратов. Возможно использования отходов производства пластмасс в стрительстве.
27. Цель: придание ему состава и свойств, обеспечивающих оптимальное протекание химико-технологического процесса его переработки. В процессе подготовки сырье приобретает заданную концентрацию полезного компонента, влажность, содержание примесей, нужную дисперсность. Подготовка твердого сырья: классификация, измельчение (или в определенных случаях укрупнение), обезвоживание и обогащение. Классификацией - процесс разделения однородных сыпучих материалов на фракции (классы) по размерам составляющих их частиц (рассевом материалов на ситах, по скорости их осаждения в жидкой фазе, по скорости их осаждения в воздухе с помощью сепараторов. Измельчение - механический процесс деления твердого тела на части за счет приложения внешн сил.  Обезвоживание - методами стекания, отстаивания (в случае жидких систем) и сушки. Сушка - удаления влаги или другой жидкости путем ее испарения и отвода образ пара. Обогащением  называется процесс отделения полезной части сырья от пустой породы (балласта) с целью повышения концентрации. В результате обогащения сырье разделяется на концентрат полезного компонента и хвосты с преобладанием в них пустой породы. Используются механические, химические и физико-химические методы. Механические: гравитационный (разная скорость оседания частиц в потоке газа или жидкости, или в центробежной силе); электромагнитный (различная магнитная проницаемость); электростатический (различ электрическ проводимость). Химические: растворение при извлечении золота ртутным или цианидным методами. Физико-химическ – Флотация (различии в смачиваемости). Жидкое сырье концентрируют: упариванием растворителя; вымораживанием; выделением примесей в осадок; выделением примесей в газовую фазу. Газовые смеси разделяют на компоненты: последовательной конденсацией, переводя их в жидкое состояние при постепенном понижении температуры и сжатии; последовательным испарением, когда газовую смесь сначала полностью конденсируют, а затем, постепенно повышая температуру, переводят отдельные компоненты смеси в газовое состояние; поглощ отдельных компонентов смеси жидкостью (абсорбцией) или твердыми ве-ми (адсорбцией) с последующ выделением их из сорбентов в концентрированном виде.
28. Вода применяется: как сырье, в качестве химического реагента, как растворитель, тепло- и хладоноситель. По происхождению различают атмосферные, поверхностные и подземные воды. Атмосферная вода ‑ вода дождевых и снеговых осадков (небольшое содержание примесей). Содержатся растворенные газы и почти полностью отсутствуют растворенные соли. Поверхностная вода ‑ речных, озерных и морских водоем (разнообразн примеси: газы, соли, основания, кислоты). Наибольшим содержанием минеральных примесей отличается морская вода (солесодержание более 10 г/кг). Подземная вода ‑ артезианские скважины, колодцы, ключи, гейзеры (состав растворенных солей зависит от состава и структуры почв и горных пород, отсутствуют примеси органического происхождения). Качество воды определяет: прозрачность, цвет, запах, температура, общее солесодержание, жесткость, окисляемость и реакция воды. Общее солесодержан характеризует присутствие в воде минеральных и органических примесей. Жесткость воды присутствие в воде солей кальция и магния. Виды жесткости: временную, постоянную и общую. Временная  (карбонатная или устранимая) присутствие в воде гидрокарбонатов кальция и магния, которые при кипячении воды выпадают в виде плотного осадка (накипи). Постоянная (некарбонатная, неустранимая) содержание других солей кальция и магния, остающихся при кипячении в растворенном состоянии. Сумма временной и постоянной – общая  жесткость: h < 1,5 ‑ малая жесткость , h = 1,5-3,0 ‑ средняя, h = 3,0-6,0 ‑ повышенная, h = 6,0-12,0 ‑ высокая, h > 12,0 ‑ очень высокая. Окисляемость - наличие в воде органических примесей. Активная реакция воды ‑ кислотность или щелочность характериз концентрацией водородных ионов. Реакция природных вод близка к нейтральной; рН – водородный показатель колеблется в пределах 6,8-7,3. Промышленная водоподготовка: осветление, умягчение, ионный обмен, обескремнивание, дегазация и дезинфекция. Осветление - осаждения примесей, с помощью коагуляции (слипание коллоидных частиц и образование грубодисперсной микрофазы), известковании и магнезиальном обескремнивании. Умягчение воды – очистка от соединений кальция и магния, обусловливающих жесткость. Метод известково-содовый в сочетании с фосфатным или ионный обмен. Ионный обмен – твердое тело – иоинит – поглощает из раствора электролита +/- ионы в обмен на эвивалентное количество других. Различают катиониты (практически нерастворимы в воде, соли или кислоты с анионом) и аниониты (основания или соли с твердым нерастворимым катионом). Не обр осадка. Десорбция - удаление из воды растворенных газов. Для удаления кислорода в воду добавляют сильные восстановители (сульфит натрия), а потом хлорируют. Обеззараживание проводят путем хлорирования, уф-облучение и озон. В промышленности в целях экономии расхода воды применяют так называемую оборотную воду, т. е. использованную и возвращенную в производственный цикл.
29. Требования: 1) высокая каталитическая активность (кол-во продукта, образующегося в единицу времени на единицу объема катализатора или реактора); 2) большая селективность (избирательность) (доля прореагировавш исходных веществ с образованием целевых продуктов); 3) высокая механич прочность; 4) достаточная стабильность (способность сохранять свою активность во времени) и способность к восстановлен при регенерации; Для гомогенных катализатор важны низкая коррозионная активность и наличие эффективного метода выделения либо катализатора, либо продуктов реакции из реакционной системы с последующей регенерацией (очистить раствор от полимерных продуктов и довести концентрацию кислоты до исходной) каталитического раствора и возвращением на стадию синтеза. В случае металлокомплексных гомогенных катализаторов в ходе регенерации необходимо удалить из раствора накопившиеся каталитические яды и другие вещества, связывающие компоненты каталитической системы (в первую очередь металлы) в неактивные или в нерастворимые соединения. Обратимая и необратимая дезактивации- восстанавливается или не восстанавлив каталитическая активность после регенерации. Но катализатор в конечном счете «стареет». Физическая дезактивация (спекание) катализатора (под действием температур или пара), химическая дезактивация гетерогенного: 1) отравлением активных центров примесями; 2) блокировкой его активных центров углистыми отложениями (коксом) или металлоорганическими соединениями; 5) простота получения и воспроизводимость всех свойств; 6) гранулометрический состав - размеры и формой катализатора и его пор, пористостью (отношением свободного объема пор к общему объему), удельной поверхностью катализатора; 7) небольшие экономические затраты на производство катализатора; 8) Экологичность. Не должен содер токсичных компонентов и создавать угрозу здоровью людей при его производстве и использовании. Процесс с использованием этого катализатора должен соответствовать всем экологическим требованиям.
30. Гидродина́мика — раздел физики сплошных сред, изучающий движение идеальных и реальных жидкостей и газа и их силовое взаимодействие с твёрдыми телами. Все жидкости, газы и пары принято именовать одинаково – жидкостями. Идеальная жидкость - абсолютно несжимаемая жидкость, которая не способна изменить свою плотность под воздействием доп внешних факторов (температура и давление) и не обладает свойствами вязкости. Реальные жидкости делят на капельные (не подверженными сжиманию) и упругие жидкости (пары или газы). Гидродинамич процессы - скорость перемещениея жидкостей, газов или паров в трубопроводах и аппаратах, образ или разделение гетерогенных систем (перемешивание, диспергирование, отстаивание, фильтрование и др.). Условие неразрывности для несжимаемой жидкости – уравнение есть следствие закона сохранения массы в движущейся жидкости и говорит о том, что массовый расход жидкости вдоль трубы есть величина постоянная. Qm=const. Массовые расходы жидкости в двух разных сечениях трубы 1 и 2 одинаковы: Qm1 = Qm2. Для объемных расходов Q это соотношение имеет вид ρQ1= ρQ2 , либо ρu1S1= ρu2S2, где S1 и S2 – площади сечений 1 и 2. Для несжимаемой (ρ = const) жидкости, к которой относится практически любая капельная жидкость, уравнение неразрывности определяет постоянство объемного расхода Q вдоль трубы: Q1= Q2, u1S1= u2S2. Уравнение Бернулли устанавливает зависимость между скоростью стационарного потока жидкости и её давлением. Согласно этому закону, если вдоль линии потока давление жидкости возрастает, то скорость течения убывает, и наоборот. Для стационарного течения несжимаемой жидкости уравнение Бернулли может быть получено как следствие закона сохранения энергии. Закон Бернулли утверждает, что величина v²/2g+ р/ρg+ h сохраняет постоянное значение вдоль линии тока: Еm= v₂/2g+ р/ρg+ h =сonst, где ρ- плотность жидкости; v - скорость потока; h — высота; p — давление; g — ускорение свободного падения.