Классификация технологических схем

Технологические схемы разделяются по характеру организационной структуры, числу химических стадий, направлению технологических потоков, их числу (таблица 4.5).

Таблица 4.5

Классификация технологических схем

Периодические схемы в настоящее время почти не применяются в химической технологии, так как они уступают по ряду основных показателей схемам непрерывной структуры: по производительности, стационарности химико-технологического процесса, возможности рекуперации энергии и создания оптимальных условий процесса в каждом аппарате ввиду их пространственной разобщенности.

Технологический маршрут сырья – это направление движения сырья по технологическим аппаратам схемы. Существуют процессы с открытой цепью и циклические (круговые). В процессах с открытой цепью превращение исходного сырья в конечный продукт совершается за один проход через систему аппаратов. Циклическую схему применяют в случае низкой степени превращения сырья за один проход через реактор, когда непревращенное сырье рециркулируют в начало технологического процесса и смешивают со свежим исходным сырьем и снова направляют в процесс превращения. Такое непревращенное сырье называют рециклом, а способ его организации – принципом рециркуляции.

Циркуляционная схема имеет ряд преимуществ:

– возможность более полного использования сырья в условиях ограниченной степени превращения;

– наличие высокой скорости реакции и ее стационарности;

– возможность проведения процесса при неблагоприятных кинетических и термодинамических условиях;

– возможность управления процессом путем изменения количества, состава и температуры рецикла.

Если целевой продукт получают в одну стадию химической реакции, то такую схему называют одностадийной, если в две стадии – двухстадийной, более стадий – многостадийной. Химические стадии двух- и более стадийных непрерывных процессов могут протекать в разных реакторах, но современные технологические процессы предусматривают проведение многостадийных процессов в одном реакторе.

Рассмотренные основные закономерности и принципы химической технологии являются основой функционирования и совершенствования химических производств и позволяют намечать перспективы их развития. Из обозначившихся в последнее время таких перспективных направлений можно отметить следующие:

– повышение единичной мощности отдельных аппаратов и технологических установок в целом;

– сокращение, где это возможно, числа стадий производства;

– снижение энергозатрат путем создания энерготехнологических схем на основе максимального использования вторичных энергоресурсов;

– создание малоотходных и безотходных технологий, экологизация производства;

– создание гибких технологических схем с возможностью увеличения числа продуктовых потоков и ассортимента товарной продукции;

– использование новейших достижений науки и техники;

– комплексная автоматизация производственных процессов;

– использование модульного принципа в конструировании аппаратов.