Классификация ХТП (химико-технологических процессов).

Собственно совокупность операций и процессов переработки сырья и материалов в продукты называют технологическим процессом.

Химико-технологический процесс - последовательность процес­сов целенаправленной переработки исходных веществ в продукт - химических и физико-химических процессов и их сочетаний.

Поясним на примере синтеза аммиака из азота и водорода. Аммиак образуется в результате протекания химической реак­ции N₂ + ЗН₂ = 2NH₃. Превращение осуществляют при темпе­ратуре 700 - 850 К и давлении 30 МПа. Из-за обратимости реакции исходная азотоводородная смесь превращается не полностью. Необходима физико-химическая стадия - конденса­ция - для выделения образовавшегося аммиака. Непрореагировавшие N₂ и Н₂ возвращают в реактор. Для повышения давле­ния, а также для циркуляции газов необходимо их сжатие, яв­ляющееся механическим процессом. Нагрев и охлаждение пото­ков, осуществляемые при этом, - теплообменные процессы. Совокупность указанных операций в их последовательности, реализующих получение аммиака из водорода и азота, есть хи­мико-технологический процесс синтеза аммиака.

Чтобы получить азот и водород, надо сначала получить водо­род из природного газа и воды, а азот выделить из воздуха. Со­вокупность процессов и операций, осуществляемых для превра­щения природного газа, воды и воздуха в аммиак, - химико-технологический процесс производства аммиака из природных материалов. Как часть он включает в себя и химико-технологический процесс синтеза аммиака. В совокупном химико-технологическом процессе выделяются следующие виды отдельных процессов и операций, классифи­цированных по их основному назначению, и соответствующие аппараты или машины, в которых они осуществляются.

Механические и гидромеханические процес­сы - перемещение материалов, изменение их формы и разме­ров, сжатие и расширение, смешение и разделение потоков. Все они протекают без изменения химического и фазового состава обрабатываемого материала. Для проведения этих процессов предназначены транспортеры, питатели, дробилки, диспергаторы, формователи, компрессоры, насосы, смесители, фильтры.

Теплообменные процессы - нагрев, охлаждение, из­менение фазового состояния. Химический и фазовый состав в них не меняется. Они протекают в теплообменниках, кипятиль­никах, конденсаторах, плавилках, сублиматорах.

Массообменные процессы - межфазный обмен, в результате которого меняется компонентный состав контакти­рующих фаз без коренного изменения химического состава, т. е. химических превращений. К ним относятся растворение, кри­сталлизация, сушка, дистилляция, ректификация, абсорбция, экстракция, десорбция, осуществляемые в соответствующих аппаратах - сушилках, дистилляторах, ректификаторах, абсорбе­рах, экстракторах, десорберах.

Химические процессы - коренное изменение хими­ческого состава в химических реакторах.

Кроме указанных основных процессов совокупного химико-технологического процесса в химическом производстве осу­ществляются также:

энергетические процессы - взаимное преобразова­ние различных видов энергии (тепловой, механической, элек­трической) в турбинах, генераторах, моторах.

процессы управления - получение и передача ин­формации о состоянии потоков и веществ, изменение их со­стояния. К устройствам управления относятся датчики, сиг­нальные и информационные системы, клапаны, задвижки, вен­тили, системы автоматического регулирования и т. д.

Часто в каком-либо процессе имеют место одновременно два явления и более. В таких случаях процесс следует классифици­ровать по его основному назначению в общем технологическом процессе. Например, сжатие газа в компрессоре сопровождается его нагревом, но по основному назначению это процесс меха­нический. В детандере сжатый газ совершает механическую ра­боту, сильно при этом охлаждаясь. По назначению это процесс теплообменный, предназначенный для выработки холода.

Исследование и разработка отдельных процессов и их сово­купности - химико-технологического процесса - основная про­фессиональная область деятельности химика-технолога