Практикум по дисциплине «Общая химическая технология» служит для закрепления теоретических знаний по курсу, в результате чего студенты получают достаточный фундамент по химико-технологическому образованию



Скачать 409,88 Kb.
Дата29.06.2015
Размер409,88 Kb.
Министерство образования Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет



ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Методические указания

к лабораторному практикуму

Часть I


для студентов специальностей 240502, 240302, 240801,

направления 240100




Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета
Саратов 2009

Введение
Лабораторный практикум по дисциплине «Общая химическая технология» служит для закрепления теоретических знаний по курсу, в результате чего студенты получают достаточный фундамент по химико-технологическому образованию.

Инженеры-технологи и инженеры-механики, а также бакалавры техники и технологии, изучающие «Общую химическую технологию», в своей будущей производственной деятельности должны обладать производственно-технологическими, проектно-конструкторскими и исследовательскими навыками в области управления химико-технологическим процессом, знать отдельные типовые процессы, а также закономерности химической промышленности.

В лаборатории ОХТ студенты выполняют первые химико-технологические исследования, т.к. каждая лабораторная работа содержит элементы исследований. Студенты знакомятся с изучаемыми вопросами по учебнику общей химической технологии. Затем изучают общую инструк­цию по технике безопасности при работе в химических лабораториях и отдельную инструкцию по выполняемой работе. У преподавателя студент получает задание на выполнение экспериментальной работы, знакомится с установкой. Следующей стадией является экспериментальное исследова­ние влияния тех или иных параметров технологического режима на технологические процессы (температуры, концентрации, времени и т.д.) с построением графиков зависимости.

По результатам исследований студент выполняет необходимые расчеты и составляет отчет, в который включаются: задание, цель работы, схема технологической установки, расчеты и графики по результатам опытов, выводы по результатам работы.

Лабораторная работа № 1
Концентрирование твердого сырья флотационным способом
Цель работы: выбор оптимальных флотореагентов на примере разделения смесей твердых веществ.
Основные понятия
Применение концентрированного сырья является одним из путей ин­тенсификации химико-технологических процессов.

Обогащение сырья – совокупность физических и физико-химических методов обработки для удаления пустой породы и повышения содержания основного компонента в концентрате.

В случае, когда в сырье содержится несколько полезных составляющих, его делят на составные части (фракции), обогащенные тем или иным компонентом и являющиеся сырьем для различных производств.

В химической про­мышленности применяется концентрирование веществ, находящихся в различных агрегатных, состояниях: газообразных (г), жидких (ж) и твердых (т).

Жидкие растворы различных веществ концентрируют упариванием, выделением примесей в осадок или газовую фазу.

Газовые смеси разделяют на компоненты последовательной конденсацией газов при сжатии (компрессии) и понижении температуры.

Если сырье представляет собой твердые материалы, для их обогащения используют следующие методы:

- гравитационный – разделение твердых компонентов, основанное на разной скорости выпадения частиц разной плотности и крупности в потоке жидкости или газа или на действии центробежной силы (применяется для обогащения сырья в производстве силикатных материалов, минеральных солей, в металлургии);

- электромагнитный – разделение по магнитной проницаемости (применяется при отделении магнитного железняка, хромистого железняка, рутила и других магнитно-восприимчивых материалов от пустой породы);

- электростатический – разделение по электрической проводимости, т.е. отделение проводящих руд от диэлектрических пород (применяется при отделении гипса, известняка, силикатов и др.);

- флотация - один из наиболее распространенных и перспективных спо­собов концентрирования твердых веществ. Она при­меняется для концентрирования апатитно-нефелиновой руды, каменного угля, сульфидных руд, прибалтийских сланцев и других веществ, для очи­стки растворов в производстве химических волокон.



Теория флотации
Флотационный метод обогащения основан на различном смачивании водой различных твердых веществ. Смачиваемые вещества называются гидрофильными, не смачиваемые - гидрофобными (рис. 1). Суммарная сила поверхностного взаимодействия в случае 1 направлена вверх (краевой угол тупой). В случае 2 - вниз (краевой угол острый), поэтому гидрофобные частицы стремятся всплыть, гидрофильные - утонуть.

Рис. 1: 1 - гидрофобная твердая частица; 2 - гидрофильная твердая частица; θ - краевые углы


Эффект флотации усиливается при увеличении удельной поверхно­сти твердой фазы, поэтому для флотационного разделения применяют твердые вещества с размером частиц не более 0,1-0,3 мм, для чего перед обогащением производят измельчение твердых веществ.

Флотация является гетерогенным процессом, протекающим на гра­нице раздела трех фаз - твердой, жидкой и газообразной. Поэтому в целях интенсификации процесса осуществляют барботаж воздуха через смесь во­ды с размолотой породой (пульпу).

Для флотационного обогащения применяются аппараты с воздуш­ным перемешиванием, аналогичные используемому в данной работе, и аппараты с механическим перемешиванием. В результате перемешивания и барботажа на поверхности пульпы образуется слои минерализованной пены с повышенным содержанием полезного компонента. При этом пустая порода оседает на дно аппарата.

Прочность сцепления твердой частицы с поверхностью жидкости характеризуется работой адгезии А:



A = σ (1 + cos θ), (1)

где σ - поверхностное натяжение жидкости;

θ - краевой угол смачивания.

Если пленку жидкости представить натянутой на четырехугольную рамку с одной подвижной стороной, то поверхностное натяжение можно представить как силу, действующую на единицу длины подвижной стороны АВ (рис. 2).



Рис.2
Поверхностное натяжение о есть сила, приходящаяся на единицу длины подвижной стороны АВ. Под действием силы поверхностного натяжения площадь пленки жидкости сокращается, и сторона АВ рамки смещается влево.

В системе СИ величина имеет размерность:

(2)

Соотношение (2) показывает, что поверхностное натяжение можно рассматривать так же, как удельную свободную поверхностную энергию.

Для осуществления флотационного разделения необходимо снизить работу адгезии полезных компонентов. Из соотношения (1) видны пути достижения этой цели, что осуществляется введением в пульпу особых веществ, так называемых флотореагентов:


  1. для снижения поверхностного натяжения воды и получения стабильной пены используются пенообразователи, в качестве которых применяются поверхностно-активные вещества (ПАВ);

  2. для усиления гидрофобности полезных компонентов в пульпу вводятся коллекторы (собиратели), в качестве коллекторов обычно подбираются органические жидкости, которые, сорбируясь на поверхности нужных твердых веществ, делают ее не смачиваемой;

  3. для усиления гидрофильности определенных веществ в пульпу вводятся неорганические электролиты, так называемые подавители.

В случае необходимости разделения твердой фазы на несколько фракций, флотацию проводят соответствующее число раз с различными флотореа гентами.

Методика эксперимента
Описание установки и объектов изучения
Поперечный разрез лабораторной установки показан на рис.3. Сжатый воздух от компрессора через коллектор 1 и воздушные трубки 2 подастся в зазор между перегородками б и обеспечивает циркуляцию пульпы в камере 5. В результате интенсивного перемешивания на поверхности пульпы образуется слой минерализованной пены с повышенным содержанием полезного компонента, которая отводится по желобам 4. Из минерализованной пены после сушки получают концентрат, а пустая порода (так называемые «хвосты») отводится из нижней части циркуляционной камеры.

Рис.3. Флотационная установка с пневматическим перемешиванием: 1 - коллектор воздуха, 2 - воздушные трубки, 3 - слой минерализованной пены, 4 - желоб для отвода минерализованной пены, 5 - циркуляционная камера, 6 – перегородки


В данной работе флотации подвергаются:

  1. природные горючие сланцы;

  1. сильвинит, т.е. смесь хлоридов калия (ГОСТ 4234-69) и натрия (ГОСТ 4233-66), используемая для получения хлорида натрия. В первом случае в качестве собирателя применяют сланцевую смолу (ТУ-6-УССР-79) в количестве 500 г на 1 т сланца, в качестве пенообразователя - сосновое масло в количестве 200 г на 1 т сланца.

Разделение второй системы можно проводить без флотореагентов в воином растворе, содержащем: КС1 - 100 г/дм3, NaCl -250 г/дм3.

В работе предусмотрено применение при флотации указанных систем и других собирателей (олеиновой кислоты - ГОСТ 10475-63, керосина, соснового масла, крезола - МРТУ 6-09-3829-67, сланцевой смолы) и подбор их оптимальных расходов, обеспечивающих максимальный выход концентрата, который определяется по формуле:



где m - масса извлеченного сухого концентрата.


Порядок выполнения работы

  1. Заполнить циркуляционную камеру водой;

  1. Засыпать в циркуляционную камеру определенное количество твердого материала по заданию преподавателя то (определяется с точностью до 0,1 г на весах WS-23, пределы измерения 0-1 кг);

  2. Добавить к твердому материалу пенообразователь и другие флотореагенты;

  1. Включить компрессор;

  1. Через некоторое время, указанное преподавателем, выключить компрессор и собрать пену на фильтр;

  2. Высушить фильтр с минерализованной пеной в сушильном шкафу до постоянного веса; температура сушки 100°С ±5°С;

  1. Вычислить выход концентрата.

По заданию преподавателя изучается влияние различных флотореагентов или продолжительности флотации на выход концентрата.
Содержание отчета
Письменный отчет о работе должен содержать: цель, описание мето­дики эксперимента и результаты экспериментальных исследований в виде таблицы.


Количество твердого материала, m0, г

Количество флотореагента

Продолжительность флотации, τ, мин.

Количество извлеченного сухого компонента, m, г

Выход концентрата, X, %

Погрешность измерений, δХ


















Погрешность измерений δХ рассчитывается по формуле



По результатам исследования следует сделать вывод по выбору фло-тореагента и влиянию па выход концентрата флотореагентов и продолжительности флотация.


Вопросы для самопроверки


  1. Что такое обогащение сырья и для чего оно производится?

  2. Сущность процесса флотации и ее применение.

  3. Физический смысл поверхностного натяжения.

  4. Что такое флотореагенты и как они влияют на величину работы адгезии в системе Т-Ж?

  5. В каких аппаратах проводится флотационное обогащение?

  6. Приемы интенсификации флотации.

  7. Что называется выходом концентрата?


Литература
1. Общая химическая технология / Под ред. И.П.Мухленова : В 2т. Т. 1. М: Высшая школа, 1984.

2. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Веренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Высшая школа, 1991.

3.Соколов, Р.С. Химическая технология: учебное пособие / Р.С. Соколов. -Т.1, 2. -М: ВЛАДОС, 2000.

4. Абалонин Б. Е. Основы химических производств: учеб. / Б. Е. Абалонин, И. М. Кузнецова, X. Э. Харламниди. - М.: Химия. - 2001. - 472 с.

5. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / В.И.Ксензенко [и др.]. – М.: КолосС, 2003. – 328с.
Лабораторная работа № 2
Анализ воды и подготовка ее к использованию в химическом производстве
Цель работы: выбор эффективного метода умягчения воды для использования ее в химико-технологическом процессе.
Основные понятия
Вода обладает универсальными свойствами и является важнейшим компонентом практически всех химико-технологических про­цессов. Она испозуется как сырье, в качестве химического реа­гента, как растворитель, тепло- и хладагент. Из воды получают водород различными способами, водяной пар; вода служит реагентом в производствах минеральных кислот, щелочей и оснований, в производствах органических продуктов -спиртов, уксусного альдегида, фенола, поликапроамида, ацетатов целлюлозы и других многочисленных реакциях. Во­ду широко применяют в промышленности как дешевый, доступный и не­огнеопасный растворитель твердых, жидких и газообразных веществ. Незаменима вода и в электрохимических процессах и производствах.

В промышленности используют главным образок природную воду (атмосферную, поверхностную, подземную). В целях экономии и рационального использования воды во многих производствах для различных нужд применяют так называемую оборотную воду, то есть воду, уже использованную однажды и возвращенную в производственный цикл после соответствующей подготовки.

Требования к воде различного назначения - не только к питьевой или дистиллированной, но и к воде хозяйственной, оросительной, сточной, технологической, определяются соответствующими стандартами - государственными, общесоюзными, отраслевыми, стандартами предприятий или техническими условиями. Пригодность воды для использования в том или ином производстве определяется ее физическими и химическими характеристиками, такими как прозрачность, цвет, запах, температура, общее солесодержание, реакция воды (рН), жесткость, окисляемость.

1. Окисляемость воды – количество кислорода (мг/л), потребное для окисления веществ, присутствующих в ней. Обусловлена наличием органических веществ (в незначительной степени – быстроокисляющимися соединениями железа, сероводорода, нитритов). Ее величина используется для косвенной количественной характеристики концентрации органических загрязнений. В артезианских водах окисляемость 1-3 мг/л О2; в речных водах – колеблется в широких пределах, доходя до 60 мг/л О2 и более.

2. Активная реакция воды, т.е. степень ее кислотности или щелочности. Количетсвенно характеризуется концентрацией водородных ионов или значением рН. Для большинства природных вод величина рН изменяется в пределах 6,5-8,5. На рН воды влияет загрязнение водоема стоками промышленных предприятий. При рН = 7 вода считается нейтральной, при рН  7 – воду называют кислой, при рН  7 – щелочной.

3. Жесткость воды – один из важнейших показателей ее качества. Она обусловлена наличием в воде солей кальция и магния. Различают три вида жесткости: временную, постоянную и общую.



Временная (карбонатная или устранимая) жесткость (ЖК) обусловлена присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния Са(НСО3)2 и Мg(НСО3)2, которые при кипячении переходят в нерастворимые соли и выпадают в виде накипи:

Са(НСО3)2 → СаСО3↓ + Н2О + СО2↑;

2 Мg(НСО3)2 → МgСО3∙ Мg(ОН)2↓ + Н2О + 3СО2↑;

Постоянная (некарбонатная или неустранимая) жесткость (ЖН) обусловлена содержанием в воде хлоридов, нитратов кальция и магния, остающихся при кипячении в растворенном состоянии.

Сумма временной и постоянной жесткости называется общей жесткостью (ЖО).

По общей жесткости (моль/л) природные воды подразделяются на:

- мягкую (ЖО2);

- среднюю (ЖО=210);

- жесткую (ЖО10).

Для того чтобы поступающая для нужд химических производств природная вода соответствовала тем требованиям, которые установлены регламентами различных технологических процессов, она подвергается операциям водоподготовки - очистке, нейтрализации, дегазации, умягче­нию, обессоливанию и другим.

Промышленная водоподготовка включает использование механических, химических и физико-химических методов.

1) Механические методы реализуются путем:

- отстаивания и осветления вследствие удаления воды грубодисперсных взвешенных примесей, осаждающихся под действием силы тяжести;

- коагуляции – высокоэффективного процесса разделения гетерогенных систем. Для этого в воду добавляют элетролиты Аl2(SO4)3 и FeSO4, которые, адсорбируясь на поверхности заряженной коллоидной частицы, нейтрализуют ее заряд. В результате – отдельные частицы сливаются и легко выпадают в осадок.

- фильтрации через слои зернистого инертного материала (например, речного или кварцевого песка).

Механические методы являются предварительной стадией подготовки.

2) Химические (реагентные) методы по сути состоят в связывании имеющихся в воде ионов кальция и магния при помощи реагентов в нерастворимые и легкоудаляемые вещества. По применяемым реагентам различают следующие химические способы умягчения воды:

– известковый (реагент – гашеная известь);

- содовый (кальцинированная сода);

- натронный (едкий натр);

- фосфатный (тринатрийфосфат).

Химические способы отличаются высокой эффективностью, дешевизной и легкостью аппаратурного оформления. Наиболее эффективным является использование комбинированного способа умягчения, направленного на удаление как временной, так и постоянной жесткости, удаление ионов железа, связывание СО2, коагуляция примесей. Таким способом, например, является известково-содовый в сочетании с фосфатным:

а) обработка гашеной известью для устранения временной жесткости, удаления ионов железа и связывания СО2:

Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 → СаСО3 + 2Н2О

FeSO4 + Са(ОН)2 → Fe(ОН)2↓ + Са SO4

4Fe(ОН)2 + О2 + 2Н2О → 4Fe(ОН)2

СО2 + Са(ОН)2 → СаСО3↓+ Н2О.
б) обработка кальцинированной содой для устранения постоянной жесткости:

MgSO4 MgCO3↓ + Na2SO4

MgCl2 + NaCO3 → MgCO3↓ + 2NaCl

CaSO4 CaCO3↓ + Na2SO4


в) обработка тринатрийфосфатом для более полного удаления ионов кальция и магния:

3Са(НСО3)2 + 2Na(РО4) → Ca3(РО4)2↓ + 6NaНСО3

3MgCl3 + 2Na(РО4) → Mg3(РО4)2↓ + 6NaCl

Такое сочетание методов приводит к умягчению воды до 0,03-0,3 г-экв/л.

3) Физико-химические методы умягчения воды включают ионообменные и электрохимические:

- метод ионного обмена основан на способности некоторых твердых веществ (ионитов) обменивать свои ионы на ионы солей, растворимых в воде. Иониты подразделяются на катиониты (с подвижным катионом) и аниониты (с подвижным анионом). Подвижными катионитами чаще всего являются Na+- и Н+-катионы, а анионами – ОНанионы.

Например: Na-катионит (алюмосиликат состава Na2О∙Al2O3∙2SiO2∙nH2O) в природе глауконит, цеолит, пермутит;

Н-катионит – сульфированный уголь, фенолформальдегидная смола;

ОН-анионит – искусственные смолы (карбамидные).

Процесс очистки воды методом ионного обмена можно представить следующим образом (если в воде присутствуют соли Са(НСО3)2, СаCl):

Na2[кат] + CaCl2 → CaО[кат] + 2NaCl и

Н2[кат] + Са(НСО3)2 → Ca[кат] + 2Н2О + 2СО2,

где [кат] – неучаствующая в обмене часть молекулы.

Анионный обмен осуществляется следующим образом:

2[Ан]ОН + Н2SO4 →[Ан]2SO4 + 2Н2O.

Т.е. процесс умягчения воды методом ионного обмена заключается в предварительном пропускании воды через катионит и удалении катионов кальция и магния и последующим прохождении освобожденной от катионов воды через анионит с удалением анионов (рис. 1).

Регенерация ионитов производится растворами щелочи и кислоты.

Рис.1. Схема умягчения воды методом ионного обмена:

1 - Н-катноннтовый фильтр; 2 - ОН-анионитовый фильтр; 3 - дегазатор; 4 - приемник очищенной воды
- электродиализ применяется для опреснения воды, т.е. для удаления растворенных минеральных солей, кислот, щелочей, а также радиоактивных веществ из стоячих вод. Это процесс разделения ионов соединений, проводимый в многокамерном мембранном аппарате (электродиализаторе) под действием постоянного электрического тока. Электродиализатор разделен чередующимися катионитовыми и анионитовыми мембранами, образующими чередующиеся камеры. Простейшая конструкция электродиализатора (рис. 2,а) состоит из трех камер, отделенных одна от другой мембранами.

В среднюю камеру заливают раствор, а в боковые, где расположены электроды – чистую воду. Анионы током переносятся в анодное пространство. На аноде выделяется кислород и образуется кислота. Одновременно катионы переносятся в катодное пространство. На катоде выделяется водород и образуется щелочь. По мере прохождения тока концентрация солей в средней камере уменьшается до тех пор, пока не станет близкой к нулю.

За счет диффузии в среднюю камеру поступают ионы Н+ и ОН-, образуя воду. Этот процесс замедляет перенос ионов соли к соответствующим электродам.

При использовании электрохимически активных (ионообменных) диафрагм повышается эффективность процесса и снижается расход электроэнергии. Ионообменные мембраны проницаемы только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных ионов. В электродиализаторе (рис.2, б) имеется две мембраны. Одна из них анионообменная и пропускает в анодную зону анионы. Другая мембрана - катионообменная расположена со стороны катода и пропускает катионы в катодное пространство.



а) б)


Рис.2. Схемы электродиализаторов с пористыми диафрагмами (а) и ионитовыми мембранами (б)
Обычно электролизеры делают многокамерными (100-200 камер) с чередующимися катионо- и анионопроницаемыми мембранами. Электроды помещают в крайних камерах. В многокамерных аппаратах достигается наибольший выход по току.
Порядок проведения работы
1. Определение температуры воды
В стеклянный стакан емкостью 50 мл налить 25-30 мл воды, данной для анализа. Стакан подвести под закрепленный в штативе термометр. Последний опустить в стакан так, чтобы вода покрыла весь ртутный шарик термометра.

Через 3 минуты снять показания термометра и записать в тетрадь. Точность отсчета температуры не ниже 0,10С.

Воду в стаканчике использовать для определения реакции воды (пункт 3).
2. Определение общего солесодержания
Взять фарфоровую чашку, тщательно вымыть ее хромовой смесью, сполоснуть сначала водой из-под крана, затем дистиллированной и поме­тить и сушильный шкаф, нагретый до температуры 150-200 С. Через 30 мин. чашку вынуть из шкафа тигельными щипцами и поместить в эксикатор на 15 мин.

По истечении 15 мин эксикатор открыть, извлечь чашку и взвесить се на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. Результат взвешивания записать в тетрадь.

Налить в чашку 5-7 мл анализируемой воды, взвесить чашку с водой на аналитических весах с той же точностью, записать результат в тетрадь и поставить чашку для выпаривания на плитку.

НЕ ДОВОДИТЬ ДО КИПЕНИЯ!

После испарения всей воды чашку выдержать на горячей плитке 10 мин, затем охладить чашку в эксикаторе и взвесить (в том же порядке, как и для пустой).

Общее солесодержание определить по формуле:

где mВ - масса чашки после выпаривания воды, г;



mС - масса чашки с водой до выпаривания, г;

mЧ - масса чистой сухой чашки, г.
3. Определение реакции воды
Реакция воды, т.е. содержание в ней ионов водорода Н+, оценивается с помощью прибора рН-метра марки рН-340 (или аналогичного ему). Для определения рН анализируемой воды прибор необходимо к работе подготовить, для чего:

1)переключатель прибора «Род работы» установить в положение «рН», переключатель «Размах» - в положение «15рН»;



  1. включить прибор в сеть;

  2. переключатель «Температура» установить на определенное значение температуры анализируемой воды (п.1);

  3. дать прибору прогреться в течение 30 мин.;

  4. отвести стаканчик с буферным раствором от электродов. Электроды обмыть окунанием в стаканчик с дистиллированной водой, промокнуть фильтровальной бумагой;

  5. поставить на штативный столик рН-метра стаканчик с водой, которая использовалась для определения температуры. Столик подвести под электроды и поднять так, чтобы последние оказались погруженными в воду;

  1. переключатель «Размах» установить в положение «3рН», а переключатель диапазонов - на интервал «5-8»;

  2. произвести отсчет показаний по верхней шкале прибора, считан, что крайнее левое деление шкалы соответствует значению рН=5, а крайнее правое - значению рН=8. Результат измерения записать в тетрадь;

  3. переключатель «Размах» после измерения вернуть в положение «15рН». Выключить прибор из сети;

  4. отвести стаканчик с анализируемой водой от электродов, обмыть последние дистиллированной водой, промокнуть фильтрованной бумагой и подвести под электроды стаканчик с буферным раствором.


4. Определение карбонатной жесткости воды
Отмерить цилиндром по 100 см3 воды в три конических колбы емкостью 200 - 250 см3. Добавить в воду 2-3 капли раствора фенолфталеина. При появлении розового окрашивания воду титровать 0,1 Н раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания содержимого колбы и занести в таблицу 1 объем израсходованной кислоты Vф - текущее значение.

Добавить в эту же колбу 2-3 капли раствора метилового оранжевого и продолжить титрование 0,1 Н раствором соляной кислоты до перехода окраски из желтой в розовую. Записать в таблицу 1 общий расход кислоты Vобщ, т.е. расход по фенолфталеину и метилоранжу в сумме.

То же проделать с пробами воды в двух других колбах. Карбонатную жесткость рассчитать по формуле
мг-экв/дм3,

где Nк – нормальность соляной кислоты;



VВ – объем воды, взятой для титрования, см3.

Примечание: для расчета использовать среднее арифметическое Vобщ и Vф из трех параллельных опытов.
5. Определение общей и некарбонатной жесткости воды
В три буферные колбы емкостью 200-250 см3 отмерить по 100 см3 исследуемой воды, добавить в каждую колбу по 5 см3 аммиачного буферного раствора, 5-7 капель индикатора хромового темно-синего, который при наличии в воде ионов кальция и магния окрасит ее в фиолетово-малиновый цвет.

Содержимое каждой колбы титровать 0,05 Н раствором трилона Б до изменения окраски на голубовато-синюю.

Общую жесткость воды рассчитать по формуле:

мг-экв/дм3,

где VT - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, мл;



NT - нормальность раствора трилона Б;

VB - объем исследуемой воды, мл.

Примечание: для расчета использовать среднее арифметическое VT из всех параллельных опытов.

Некарбонатную жесткость воды Жнк рассчитывают как разность между общей и карбонатной жесткостью:



мг-экв/дм3,

Данные анализов жесткости занести в таблицу 1.


Таблица 1

Результаты анализов жесткости воды



Объем пробы воды, VB

Объем кислоты, см3

Объем, см3

Жесткость воды, мг-экв/дм3

по фенолфталеину, Vф

по метилоранжу, Vобщ

пробы воды, VB

трилона Б, VT

общая, Жобщ

карбонатная, ЖК

текущий

средний

текущий

средний





























Умягчение воды
Известково-содовый метод. Для возможно более полного удаления из воды солей жесткости по известково-содовому методу требуется провести предварительный расчет необходимого количества соды и извести.

Расчет необходимого количества извести в виде водного раствора Vизв проводится исходя из величины карбонатной жесткости по формуле:



см3,

где Nизв- нормальность раствора извести;

VВ - объем воды, взятой для умягчения, см3.

Расчет необходимого количества соды в виде водного раствора проводится исходя из величины некарбонатной жесткости по формуле:



см3,

где Nc - нормальность раствора соды.

Провести умягчение воды. Для этого в колбу емкостью 500 cm3 отмерить цилиндром 250 см3 исследуемой воды, добавить туда рассчитанные объемы извести и соды.

Поместить колбу в кипящую водяную баню, нагреть содержимое колбы до кипения и выдержать в этих условиях 5 мин. Охладить колбу под струей водопроводной воды до комнатной температуры.

Отфильтровать содержимое колбы через плотный складчатый фильтр, отобрать в конические колбы три пробы фильтрата по 75 см3 и определить общую жесткость воды комплексонометрическим методом (с помощью трилона Б) по методике, описанной выше.

Ионообменный метод. Ионообменный метод умягчения воды заключается в пропускании ее через ионитовые колонки или фильтры.

Провести умягчение воды с помощью катионита, для чего 250-300 см3 исследуемой воды медленно фильтровать через колонку с катионитом. При этом фильтрат разделить на три пробы по 75 см3 и определить для каждой пробы остаточную общую жесткость комплексонометрическим методом.

Рассчитать степень умягчения воды, достигнутой в каждом методе, и полученные данные занести в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты умягчения воды

Известково-содовый метод

Ионообменный метод

Примечания

Объем пробы воды, VВ, см3

Расчетное количество извести, Vизв, см3

Расчетное количество соды, VС, см3

Объем трилона Б, VТ, см3

Остаточная общая жесткость воды, мг-экв/дм3

Степень умягчения воды, %

Объем пробы воды, VВ, см3

Объем трилона Б, VТ, см3

Остаточная общая жесткость воды, мг-экв/дм3

Степень умягчения воды, %



































Вопросы дли самопроверки


  1. Какую роль играет вода в осуществлении химико-технологических процессов?

  2. Перечислите технологические характеристики воды и дайте им определение.

3. Что такое жесткость воды? В чем отличие жесткости временной от жесткости постоянной?

  1. Перечислите основные операции промышленной водоподготовки и поясните их назначение.

  2. Напишите уравнения химических реакций, используемых для умягчения воды в промышленности.


Литература
1. Общая химическая технология / Под ред. И.П.Мухленова : В 2т. Т. 1. М: Высшая школа, 1984.

2. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Веренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Высшая школа, 1991.

3.Соколов, Р.С. Химическая технология: учебное пособие / Р.С. Соколов. -Т.1, 2. -М: ВЛАДОС, 2000.

4. Абалонин Б. Е. Основы химических производств: учеб. / Б. Е. Абалонин, И. М. Кузнецова, X. Э. Харламниди. - М.: Химия. - 2001. - 472 с.

5. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / В.И.Ксензенко [и др.]. – М.: КолосС, 2003. – 328с.

Лабораторная работа № 3


Оценка эффективности работы химического реактора
Цель работы: изучение закономерностей работы реакторов идеального смешения и вытеснения.
Основные понятия
Химический реактор (ХР) – аппарат, в котором осуществляются химические превращения. Для ХР классификации используют:

- фазовый признак (ХР для гомогенных и гетерогенных процессов);

- условия теплообмена (адиабатические реакторы, т.е. такие, в которых температурный режим поддерживается только за счет тепла химической реакции; изотермический реактор – это такой тип реактора, в котором температурный режим поддерживается путем подвода тепла из вне или отвода тепла; смешанные реакторы – это такие, в которых температурный режим создается частично за счет тепла химических превращений, а частично за счет подвода тепла из вне);

- способ организации процесса (ХР периодического действия, когда все отдельные стадии процесса протекают последовательно в разное время; ХР непрерывного действия, когда все отдельные стадии процесса осуществляются параллельно, одновременно; реакторы полупериодического и полунепрерывного действия характеризуются тем, что сырье поступает в аппарат непрерывно или определенными порциями через равные промежутки времени, а продукты реакции выгружаются периодически);

- гидродинамическую обстановку (ХР смешения – емкостные аппараты с перемешиванием, ХР вытеснения – трубчатые аппараты в виде колонны или трубы).

В теории ХР рассматривают идеальные варианты аппаратов:

- РИС – ХР идеального (полного) смешения;

- РИВ – ХР идеального (полного) вытеснения.

В предлагаемой работе рекомендуется сравнить эффективность работы РИС и РИВ на примере проведения в них реакции омыления этилацетата (ЭА) щелочью:

СН3СООС2Н5 + NаОН  СН3СООNа + С2Н5ОН

В работе следует изучить химические превращения в различных типах реакторов и проанализировать модели реакторов с выбором наиболее целесообразной. В связи с изложенным первая часть работы посвящена изучению химического превращения в РИВ, вторая – в РИС и каскаде РИС.


  1. Реактор идеального вытеснения

Материальный баланс (математическая модель реактора) идеального штеенения для стационарного режима записывается в виде уравнения



(1)

где Са- изменение концентрации основного исходного компонента А, моль/дм3,



ω - линейная скорость потока, м/с;

Н - изменение высоты (длины) реактора, м;



Ua - скорость реакции, моль/(м3с).

Из уравнения (1) вытекает условие стационарности процесса: скорость поступления вещества А равна скорости расходования этого вещества по химической реакции.

Для расчета реактора идеального вытеснения используют уравнение выведенное на основании материального баланса реактора:

(2)

τ – время пребывания основного реагента А;

Сао - начальная концентрация компонентам, моль/дм3;

Ха - степень превращения.

В режиме, близком к идеальному вытеснению, работают проточные трубчатые реакторы с отношением длины реактора к диаметру, большим 10.


1.1. Описание установки и методика проведения работы
Исходные реагенты подаются в реактор 17 (рис. 1) из термостатов 8 (0,1Н NaOH) и 9 (0,1Н этилацетат). В термостатах при помощи регуляторов поддерживается уровень жидкости. Для задания и регулировки температуры в термостатах 8 и 9 установлены контактные термометры 15 и 16. Реагенты поступают в реактор самотеком.

Рис. 1. Схема установки для анализа эффективности работы реактора

вытеснения
Необходимая скорость подачи реагентов в реактор регулируется вентилями 11 и 13 и фиксируется при помощи ротаметров 10 и 12 (или объемным методом).

Реагенты с заданным расходом подаются в реактор вытеснения 17, представляющий собой трубку диаметром 8 мм. Для ввода реагентов в реактор и вывода их из него имеются краны 14. Для поддержания постоянной температуры с точностью 20 в ректоре он помещен в термостат 18, через который циркулирует теплоноситель с заданной температурой.

Реагенты - раствор NaOH и раствор этилацетата - реагируют по мере прохождения через реактор. Для измерения концентрации NaOH по длине реактора установлены ячейки 2-6 с кранами. Концентрация NaOH определяется по изменению электропроводности смеси. Измерения производят при помощи реохордного моста Р-38 (7), что позволяет непрерывно контролировать ход процесса без отбора проб.

Работа выполняется в следующем порядке. При закрытых вентилях 11 и 13 заливают в термостаты 8 и 9 исходные реагенты: раствор NaOH и раствор этилацетата. Включают термостаты 8 и 9 и устанавливают при помощи контактных термометров 15 и 16 заданную температуру (в диапазоне 20-400С). Такую же температуру устанавливают в термостате 18. Закрывают кран 1 и краны ячеек 2-5 и открывают кран 14 и кран ячейки 6. Вентилем 11 устанавливают по ротаметру 10 необходимый расход раствора NaOH, а вентилем 13 по ротаметру 12 - этилацетат. После установления температуры в системе производят замер электропроводности в последней ячейке 6 с помощью реохордного моста Р-38 (7). Замер повторяют несколько раз через 2-3 мин до получения постоянной величины электропроводности, свидетельствующей об установлении режима в реакторе. Затем измеряют электропроводность в следующей ячейке. Для этого сначала открывают кран на ячейке 5,только потом закрывают кран на ячейке 6, а не наоборот, чтобы не нарушить режим движения жидкости в реакторе. Аналогично измеряют электропроводность во всех ячейках. В каждой ячейке замер повторяют 2-3 раза. Чередование ячеек в процессе измерения может быть любым.

Начальные концентрации щелочи и этилацетата на входе в реактор рассчитывают, исходя из концентраций реагентов в исходных растворах и соотношения их объемных расходов.

Объем реактора рассчитывают по формуле



(4)

где d - внутренний диаметр трубки реактора, равный 0,8 см;



l - длина трубки реактора (измеряется перед опытом), см.

Время пребывания реагентов в реакторе определяется по формуле:



(5)

где V - объем реактора, дм3;



v - объемный расход реагентов, дм3/ч.

Концентрацию NaOH определяют по калибровочным кривым зависимости сопротивления от концентрации. Концентрация этилацетата рассчитывается с учетом его начальной концентрации и его количества, вступившего в реакцию. Последнее эквивалентно количеству прореагировавшей NaOH, которое можно определить по начальной и текущей концентрации NaOH. Степень превращения реагента ХА определяют по формуле:



(6)

При проведении работы выполняют одно из следующих заданий:

изучают зависимости основных параметров процесса (концентрации и степени превращения NaOH и этилацетата по длине реактора) от различных режимов;

определяют влияние объемной скорости подачи реагентов, соотношения объемных расходов NaOH и этилацетата (т.е. начальных концентраций NaOH и этилацетата) и температуры на показатели процесса и по полученным данным строят графики.



Объемный расход реагентов может иметь значения 3, 4, 5, 6, 7 л/ч; отношение объемного расхода щелочи и этилацетата 1:2; 1:3; 1:4; 1:5, температура 20, 25, 30, 35, 40°С. Концентрация реагентов в исходных растворах (в баках) составляет для NaOH 0,1 моль/л, для этилацетата 0,1 моль/л.

Моделируют процесс омыления этилацетата в реакторе идеального вытеснения. При составлении математического описания процесса принимают уравнение для идеального реактора (2) и кинетическое уравнение

UA=kCNaOH CЭА (7)

При сильном разбавлении реакцию омыления этилацетата можно считать практически необратимой. Значение константы скорости к получают при работе на периодическом реакторе или берут из литературных источников.

Определяют степень отклонения от идеальности при фиксированной степени превращения ХА, сравнивая время пребывания τ реагентов в реальном реакторе, рассчитанное по экспериментальным данным, со временем τид пребывания в идеальном реакторе, рассчитанном теоретически по модели на ЭВМ. Строят зависимость степени отклонения от идеальности τ/τид от линейной скорости прохождения реагентов через реактор ω для фиксированной степени превращения ХА. Рассчитывают теоретически по модели на ЭВМ концентрации и степени превращения NaOH и этилацетата по длине реактора идеального вытеснения при известных температурах, начальных концентрациях NaOH и этилацетата и объемном расходе реагентов. Сравнивают теоретическое распределение параметров по длине реактора с экспериментальным.

При оформлении отчета о работе следует начертить схему установки. Исходные, полученные и рассчитанные данные сводят в таблицу 1 по образцу:

Расход 0,1 HNaOH, дм3

Расход 0,1 Н этилацетата, дм3

Общий расход реагентов, дм3

Начальная концентрация щелочи на входе в реактор, моль/дм3

Начальная концентрация этилацетата на входе в реактор, моль/дм3

Температура опыта, °С\

Таблица 1

Расстояние от входа в реактор (от точки смешения реагентов до точки замера), см

Объем части реактора от входа в реактор до точки замера, дм3

Время пребывания реагента в реакторе, τ, ч

Концентрация в растворе моль/дм3

Степень превращения, Х,%

NaOH

ЭА

NaOH

ЭА





















В зависимости от конкретного задания строят графики изменения концентрации NaOH, этилацетата, степени превращения NaOH и этилацетата по длине реактора, а также зависимость степени отклонения от идеальности τ/τид от степени превращения реагентов или объемного расхода их. На основании полученных результатов делают выводы о выборе оптимальных условий ведения процесса.




  1. Реактор идеального смешении

Для периодического реактора характерна единовременная загрузка реагентов в аппарат. Концентрация реагентов изменяется во времени. Однако благодаря интенсивному перемешиванию концентрация одинакова во всех точках реактора в данный момент времени. Реагенты пребывают в реакторе до тех пор, пока не будет достигнута заданная степень превращения их, после чего аппарат разгружают, затем вновь заполняют реагентами и цикл повторяют. В периодическом реакторе продолжительность реакции можно измерить непосредственно (по часам), т.к. параметры процесса изменяются во времени. Для расчета продолжительности процесса в периодическом реакторе используют уравнение



или (8)

Зная или задаваясь тремя величинами, входящими в уравнение (8), всегда можно рассчитать четвертую.

В этой части работы решают следующие задачи:


  • Применение периодического реактора для исследования кинетики реакций.

  • Использование кинетических закономерностей химических реакций для выбора и расчета реакторов.

  • Изучение влияния гидродинамического режима в реакторе на показатели процесса.


2.1. Описание установки и методика проведения работы

Реактор (рис.2) представляет собой цилиндрический стеклянный сосуд 3, снабженный мешалкой 1 и помещенный в другой сосуд 4, служащий термостатом. Для обеспечения заданной температуры в рубашку между сосудами 3 и 4 непрерывно поступает из термостата вода заданной температуры. Температура реактора устанавливается при помощи контактного термометра.


Рис.2. Схема реактора полного смешения периодического действия


Реагенты: 0,1Н раствор амилацетата и 0,1Н раствор NaOH загружают в реактор через отверстие в крышке реактора. По мере протекания реакции концентрация NaOH снижается. Изменение концентрации NaOH во времени измеряют реохордным мостом Р-38 по электропроводности реакционной массы. С уменьшением концентрации щелочи сопротивление раствора растет. По величине сопротивления определяют концентрацию щелочи в различные моменты времени и на основании полученных данных производят анализ работы периодического реактора.

Работа выполняется в следующем порядке: включают термостат 4. Устанавливают контактным термометром заданную температуру. Заливают в реактор через воронку необходимое количество 0,1Н этилацетата и включают мешалку 1. Подготавливают мост Р-38 к проведению замеров и помещают в реактор электроды 2. Быстро заливают в реактор требуемое количество 0,1Н NaOH. Одновременно с началом слива реагентов включают секундомер. Замеряют сопротивление реакционной массы кондуктометром. Четыре-пять первых измерений проводят через каждые 30-40 с, следующие - через 1 мин., затем несколько измерений через 2мин. При проведении работы выполняют одно из следующих заданий: определяют изменение концентрации и степени превращения NaOH и этилацетата во времени при заданной температуре (20, 30 и 40°С) и определяют влияние температуры на скорость омыления этилацетата. Исходные растворы: 0,1 Н этилацетата; 0,1 Н NaOH. Опыты проводят при отношениях объемов щелочи к этилацетату 1:2, 1:3, 1:4, 1:5. Общий объем реагентов 1 дм3. Строят кинетические кривые. Используя полученные результаты, определяют константу скорости и порядок реакции омыления этилацетата щелочью. Рассчитывают энергию активации реакции. Определяют при одной из заданных температур (20, 30 или 40°С) зависимость производительности реактора от степени превращения NaOH. Степень превращения NaOH 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7. Производительность реактора рассчитывают по формуле



G = m / (τ + τвсп ) (9)

где G - производительность реактора по одному из продуктов реакции (ацетату натрия), моль/ч;



m - количество полученного ацетата натрия за одну операцию, моль;

τ - рабочее время (время проведения реакции), ч;

τвсп - вспомогательное время (время на непроизводительные операции: загрузка, выгрузка реагентов, пуск и остановка реактора), ч.

При оформлении отчета о работе следует начертить схему установки. Исходные, полученные и рассчитанные данные свести в таблицу 2.

Объем 0,1Н NaOH, дм3

Объем 0,1Н этилацетата, дм3

Общий объем раствора, дм3

Начальная концентрация щелочи в реакторе, моль/дм3

Начальная концентрация этилацетата, моль/дм3

Температура опыта, °С

Таблица 2

Время начала опыта τ, с

Сопротивление раствора R, Ом

Текущая концентрация раствора, моль/дм3

Степень превращения

Скорость реакции U, моль/(дм3×мин)

Константа скорости реакции k, дм3(моль×мин)

NaOH

ЭА

NaOH

ЭА
























Строят графики изменения концентрации и степени превращения NaOH и этилацетата во времени. На основании полученных результатов делают выводы об условиях эффективного использования периодического реактора.




  1. Каскад реакторов идеального смешения

При стационарном режиме все параметры в реакторе идеального смешения постоянны во времени и в пространстве (во всем объеме). Для расчета реактора полного смешения используют характеристическое урав­нение, выведенное на основе материального баланса реактора:


(10)

или


(11)

В единичном реакторе полного смешения концентрация исходных реагентов невелика, т.к. мгновенно падает до конечного значения. Поэтому в нем малы скорость химического превращения и степень превращения. Для повышения этих показателей применяют ряд последовательно расположенных реакторов полного смешения - каскад реакторов. Концентрация исходных реагентов СА в такой системе изменяется ступенчато. При этом изменение концентрации происходит мгновенно при входе реакционной смеси в каждый реактор. Для каждого отдельно взятого реактора каскада справедливо уравнение для единичного реактора полного смешения, записанное для n-го реактора:



(12)

Концентрация СА в каскаде реакторов выше, чем в единичном реакторе смешения, и приближается с увеличением числа реакторов по величине к концентрации в реакторе вытеснения. Поэтому для достижения од­ной и той же степени превращения ХА с увеличением числа реакторов в каскаде уменьшается общий объем системы (при постоянном объеме каскада с увеличением числа реакторов растет ХА).

Для расчета числа реакторов в каскаде, необходимых для получения заданной ХА, широко применяется графический метод, основанный на решении системы двух уравнений для каждого реактора каскада. Одно из них - кинетическое уравнение реакции

(13)

Другим является уравнение реактора полного смешения



(14)

Уравнение (14) показывает, что зависимость между концентрацией компонента А и скоростью его превращения в реакторе полного смешения линейна. Графически уравнение (14) представляет собой прямую с тангенсом угла наклона, равным – 1/τn.

Для определения числа реакторов в каскаде (рис.3) строят кинетическую зависимость - UA от СA (13). Затем от начальной точки со значением САО проводят прямую tgα=-l/ τn, графически отображающую уравнение (14).

Рис.3. Определение числа реакторов в каскаде


Точка пересечения кривой (13) и прямой (14) соответствует значению концентрации в первом реакторе. Затем определяют концентра­цию во втором реакторе, учитывая, что концентрация в первом реакторе является входной для второго. Поскольку τn в каскаде одинаковы, все прямые, определяемые уравнением (14), параллельны. Операции повторяют до тех пор, пока в очередном реакторе не будет получена конечная концентрация.
3.1. Описание установки и методика проведения работы
Исходные реагенты подаются в реактор 14 или каскад реакторов 11-14 (рис.4) из термостата 5 (для 0,1Н NaOH) и 6 (для 0,1Н этилацетата). В термостатах при помощи регулировки поддерживается постоянный уровень жидкости. Для задания и регулировки температуры б термостатах 5-6 установлены контактные термометры. Реагенты поступают в реакторы ! 1-14 самотеком. Необходимая скорость подачи реагентов в реактор регули­руется вентилями 1 и 2 и фиксируется ротаметрами 3 и 4. Реагенты с заданным расходом подаются в систему реакторов. Для ввода реагентов в реактор и вывода из него предусмотрены краны 8, 10, 15 и 16. Чтобы поддержать постоянную температуру в реакторе, его помещают в рубашку, по которой циркулирует теплоноситель с заданной температурой.

Рис. 4. Схема установки для анализа эффективности работы

каскада реакторов смешения
Реагенты - раствор NaOH и раствор этилацетата - реагируют по мере прохождения через каскад реакторов. Для определения концентрации NaOH между реакторами установлены ячейки с электродами 9 для измерения концентрации NaOH по изменению электропроводности смеси при помощи прибора КСМ-4.

Работа выполняется в следующем порядке: при закрытых вентилях 15, 16 и 8 заливают в термостаты 5 и 6 исходные реагенты: раствор NaOH и раствор этилацетата. Включают термостаты 5 и 6 и устанавливают при помощи контактных термометров заданную температуру. Закрывают кран 10 и открывают краны 15, 16 и 8. Вентилем 1 устанавливают по ротаметру 3 необходимый расход раствора NaOH, а вентилем 2 по ротаметру 4 - расход этилацетата. По показаниям КСМ-4 во всех реакторах каскада замеряют сопротивление, по которому определяют концентрацию NaOH в реакцион­ной смеси. На основании полученных данных производят анализ работы как отдельного проточного реактора смешения, так и каскада таких реакторов.

Время пребывания реагентов определяется по формуле (5). Концентрацию этилацетата рассчитывают по начальному содержанию и количеству этилацетата, вступившего в реакцию и эквивалентного количеству прореагировавшей NaOH. Степень превращения реагента ХА определяют по формуле (6).

При проведении работы выполняют одно из следующих заданий; определяют изменения концентрации и степени превращения этилацетата и NaOH в единичном реакторе идеального смешения и в каскаде реакторов. При проведении опытов изменяют значения следующих параметров:



  1. объемного расхода реагентов υ (от 3 до 7 л/ч);

  2. отношение объемного расхода едкого натра к расходу этилацетата υNaOH : υЭА (от 1:2 до 1:5);

  3. температуру (20-400С).

Концентрации исходных реагентов: 0,1Н раствор NaOH и 0,1 Н раствор этилацетата.

Строят зависимости изменения основных параметров процесса -концентрации и степени превращения NaOH и этилацетата по объему единичного реактора полного смешения и каскада реакторов. Определяют влияние скорости подачи реагентов, соотношения расходов NaOH и этилацетата и температуры на показатели процесса. Не меняя времени пребывания, проводят реакцию в одних и тех же условиях, но изменяя число реакторов в системе от одного до четырех. (Сохранение постоянного времени пребывания при увеличении числа реакторов осуществляют увеличением расхода реагентов). Делают выводы о влиянии числа реакторов в каскаде на показатели процесса. Моделируют процесс омыления этилацетата в единичном реакторе идеального смешения и каскаде реакторов. При составлении математического описания принимают уравнение для идеального реактора (12) и кинетическое уравнение (7). Значения константы скорости получают при работе на периодическом реакторе (см. работу «Периодический реактор идеального смешения») или берут из справочной литературы.

Определяют степень отклонения от идеальности при фиксированной степени превращения ХА, сравнивая время пребывания в реальном реакторе τ, рассчитанном по экспериментальным данным, со временем пребывания в идеальном реакторе τид, рассчитанным теоретически по модели на ЭВМ. Сравнивают теоретическое распределение по модели на ЭВМ с полученным экспериментально.

При оформлении отчета о работе следует начертить схему установки: исходные, полученные экспериментально и рассчитанные данные свести в таблицу 3 по образцу:

Таблица 3

Номер реактора

Объем n реакторов

Время пребывания в системе из n реакторов τ, мин

Концентрация в растворе, моль/дм3

Степень превращения










NaOH

ЭА

NaOH

ЭА





















Строят графики изменения концентрации NaOH, этилацетата, степени превращения NaOH и этилацетата от объема единичного реактора и каскада реакторов. Требования к масштабу: СNaOH и СЭА - 0,01Н в 1см, V -0,05дм3 в 1см; ХА -10% в 1см, υ -1 л/ч в 1см; τ -30мин в 1см.

Приводят графические зависимости степени отклонения от идеальности τ/τид от степени превращения реагентов и объемного расхода их.

На основании полученных результатов делают выводы о выборе оптимальных условий ведения процесса.


Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение понятия «химический реактор».

2. Какие требования предъявляются к химическим реакторам?

3. Какова классификация химических реакторов?

4.Сравните реакторы идеального вытеснения и идеального смешения.

5. Для каких целей применяется каскад реакторов?
Литература
1. Общая химическая технология / Под ред. И.П.Мухленова : В 2т. Т. 1. М: Высшая школа, 1984.

2. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Веренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Высшая школа, 1991.

3.Соколов, Р.С. Химическая технология: учебное пособие / Р.С. Соколов. -Т.1, 2. -М: ВЛАДОС, 2000.

4. Абалонин Б. Е. Основы химических производств: учеб. / Б. Е. Абалонин, И. М. Кузнецова, X. Э. Харламниди. - М.: Химия. - 2001. - 472 с.

5. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / В.И.Ксензенко [и др.]. – М.: КолосС, 2003. – 328с.

Содержание







Введение

2

Лабораторная работа №1. Концентрирование твердого сырья флотационным способом

3

Лабораторная работа №2. Анализ воды и подготовка ее к использованию в химическом производстве

7

Лабораторная работа №3. Оценка эффективности работы химического реактора

14

ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Методические указания

к лабораторному практикуму



Часть I

Составили: ОВЧИННИКОВА Галина Петровна



КАДЫКОВА Юлия Александровна

ПЛАКУНОВА Елена Вениаминовна


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница