Кимёвий технологик жараён

Кимёвий технологик жараён (КТЖ) хакида тушунча. Уларнинг классификацияси. КТЖ нинг таркибий кисмлари. КТЖ тезлиги. Кимёвий технологияда катализ. Режа: Кимёвий технологик жараён. Технологик жараёнларнинг синфлари. Кимёвий технологик жараённинг таркиби. Кимёвий технологик жараённинг тезлиги. Кимёвий технологик жараённинг мувозанати. Кимёвий технологик жараённи жадаллаштириш. Гомоген кимёвий жараёнлар. Гомоген реакцияларни асосий хусусиятлари. Гетероген жараёнлар. Каталитик жараёнлар. Катализни синфлари. Катализни умумий принциплари. Гомоген ва гетероген катализ. Катализаторлар Адабиётлар: И.П.Мухленова. «Общая химическая технология», Часть 1, Москва, «Высшая школа», 1977 г. З.Салимов, И.Туйчиев. «Химиявий технология процесслари ва аппаратлари», Т.: «Укитувчи», 1987. В.В.Кафаров. «Методы кибернетики в химии и химической технологии», М.: «Химия», 1971 г. С.К.Огородникова. Справочник нефтехимика. В дувух томах. Т.1 / Под.ред. – Л.: «Химия» , 1978. Нефт кимёси саноатида турли-туман технологик жараёнлар ишлатилади. Бундай жараёнлар айрим белгиларига асосан бир неча синфларга булинади. Технология жараёнларини уларни харакатлантирувчи кучига кура турларга булиш максадга мувофик. Шунга кура асосий жараёнлар 5 гурухга булинади: Механик жараёнлар; Гидромеханик жараёнлар; Иссиклик алмашиниш жараёнлари; Модда алмашиниш жараёнлари; Кимёвий жараёнлар. 1) Кимёвий технологияда механик жараёнлар алохида ахамиятга эга. Механик жараёнларнинг тезлиги каттик жисм механикаси конунлари билан ифодаланади. Бундай жараёнлар материалларга механик куч таъсир килишига асосланади. Механик жараёнлар (майдалаш, классларга ажратиш, саралаш, аралаштириш, эзиш, узатиш ва хоказо) кимё ва бошка саноат корхоналарида куп ишлатилади. Моддаларнинг диффузияси билан боглик булган жараёнларнинг тезлиги фазаларнинг узаро таъсир килиш юзасига боглик. Узаро таъсир юзасининг катта булиши фазаларнинг ичидаги модда таркалишини ва модда бир фазадан иккинчи фазага утишини тезлатади. Юза каттарок булса, кимёвий жараён хам тезлашади. Айникса, кимёвий ёки диффузион жараёнда каттик фаза катнашса, узаро таъсир юзасини купайтириш алохида ахамиятга эга. Каттик фазанинг юзасини купайтиришга ташки куч таъсирида заррачаларни майдалаш йули билан эришилади. Майдалаш пайтида материал булакларининг улчами анча камаяди. 2) Нефт кимёси саноатининг барча тармокларида гидромеханик жараёнлар куп ишлатилади. Бундай жараёнлар каторига куйидагилар киради: а) суюкликлар, газлар ва уларнинг аралашмаларини трубопроводлар ва курилмалар оркали силжитиш; б) турли жинсли системаларни турли усуллар билан ажратиш (чуктириш, фильтрлаш, центрифугалаш); в) суюк мухитларни аралаштириш; г) каттик жисмларни хаво окими ёрдамида узатиш (пневмотранспорт); д) мавхум кайнаш катламининг хосил булиши. Бу жараёнларнинг тезлиги гидромеханика конунлари билан ифодаланади. Гидромеханика – суюкликнинг мувозанати ва харакатини хамда суюклик билан унга тула ёки кисман чуктирилган жисм уртасидаги узаро таъсирини урганувчи фан. Саноат курилмаларида олиб бориладиган иссиклик ва модда алмашиниш жараёнларининг тезлиги купинча гидромеханика конуниятларига боглик булади. Гидромеханика конунлари ва улардан амалиётда фойдаланиш усуллари гидравлик фанида урганилади. Гидравлика икки асосий кисмдан: суюкликларнинг мувозанат конунларини урганадиган гидростатика ва суюкликларнинг харакат конунларини урганадиган гидродинамикадан иборат. Суюклик ва газларнинг харакат тезликлари товуш тезлигидан паст булгани учун уларнинг харакат конунлари бир хил. Шунинг учун гидравликада суюклик дейилганда газ хам, суюклик хам тушунилади. Уларни бир-биридан ажратиш учун суюкликлар томчиси, газлар эса эластик суюклик деб каралади. Суюклик ва газлар куйидаги хоссалари билан бир-бирига ухшайди: 1)суюкликлар худди газлар каби маълум шаклга эга эмас, унинг физик хоссалари барча йуналишда бир хил, яъни изотропдир; 2) газларнинг ковушкоклиги кичик булиб, суюкликларникига якинлашади; 3) критик хароратдан юкори хароратда суюкликлар билан газлар борасидаги фарк йуколади. Суюкликларнинг мувозанат ва харакат конунлари дифференциал тенгламалар билан ифодаланади. Бошка сохаларда булгани каби гидравликада хам назарий тадкикотлар натижаларини соддалаштириш максадида идеал суюклик моделидан фойдаланилади. 3) Хар хил хароратга эга булган жисмларда иссиклик энергиясининг биридан иккинчисига утиши иссиклик алмашиниш жараёни деб аталади. «Иссик» ва «совук» жисмларнинг харорати уртасидаги фарк иссиклик алмашинишининг харакатлантирувчи кучи хисобланади. Хароратлар фарки булганда термодинамиканинг иккинчи конунига кура иссиклик энергияси харорати юкори булган жисмдан харорати паст булган жисмга уз-узидан утади. Жисмлар уртасидаги иссиклик алмашиниши эркин электрон, атом ва молекулаларнинг узаро энергия алмашиниши хисобига содир булади. Иссиклик алмашинишида катнашадиган жисмлар иссиклик ташувчилар деб аталади. Иссиклик утказиш жараёнлари (иситиш, совитиш, бугларни конденслаш, буглатиш) кимё саноатида кенг таркалган. Иссиклик таркалишининг учта принципиал тури бор: иссиклик утказувчанлик, конвекция ва иссикликнинг нурланиши. Бир-бирига тегиб турган кичик заррачаларнинг тартибсиз харакати натижасида юз берадиган иссикликнинг утиш жараёни иссиклик утказувчанлик дейилади. Газ ва томчили суюкликларда молекулалардан харакати натижасида ёки каттик жисмларда кристалл панжарадаги атомларнинг тебраниши таъсирида ёхуд металларда эркин электронларнинг диффузияси окибатида иссиклик утказувчанлик жараёни содир булади. Каттик жисмларда ва газ ёки суюкликларнинг юпка катламларида иссиклик асосан иссиклик утказувчанлик оркали таркалади. Газ ёки суюкликларда микроскопик хажмларнинг харакати ва уларни аралаштириш натижасида юз берадиган иссиклкнинг таркалиши конвекция деб аталади. Конвекция икки хил (эркин ва мажбурий) булади. газ ёки суюклик айрим кисмларидаги зичликнинг фарки натижасида хосил буладиган иссикликнинг алмашиниши табиий ёки эркин конвекция дейилади. Ташки кучлар таъсирида (масалан, суюкликларни насослар ёрдамида узатиш ёки уларни механик аралаштиргичлар аралаштириш пайтида) мажбурий конвекция пайдо булади. 4) Модда алмашиниш жараёнлари. Кимё ва озик-овкат махсулотлари ишлаб чикариш технологиясига модда алмашиниш жараёнлари мухим урин эгаллайди. Бундай жараёнлар бир фазадан иккинчи фазага моддалардан утишига асосланган. Фазалар суюк, каттик, газ ва буг холатида булиши муикин. Саноатда куйидаги модда алмашиниш жараёнлари ишлатилади: 1. Адсорбция. Газ аралашмасидан бирор модданинг суюк фазага утиши адсорбция деб аталади. Ютувчи суюклик адсорбент дейилади. Тескари жараён, яъни ютилган компонентларнинг суюкликдан ажралиб чикиши десорбция деб аталади. 2. Суюкликларни экстракциялаш. Бирор суюкликда эриган моддани бошка суюклик ёрдамида ажратиб олиш жараёни экстракциялаш деб аталади. Бундай жараёнда бир ёки бир неча компонент бир суюк фазадан иккинчи суюк фазага утади. 3. Суюкликларни хайдаш. Суюк ва буг фазалар орасида компонентларнинг узаро алмашиниши йули билан суюклик аралашмаларини ажратиш жараёни хайдаш деб аталади. Бу жараён иссиклик таъсирида олиб борилади, оддий хайдаш (дистиллаш) ва мураккаб хайдаш (рефтификация) жараёнлари бор. 4. Адсорбция. Газ, буг ёки суюклик аралшамаларидан бир хил ёки бир неча компонентларнингн говаксимон каттик моддага ютилиш жараёни адсорбция дейилади. Актив юзага эга булган каттик материаллар адсорбентлар деб аталади. Тескари жараён, яъни десорбция адсорциядан кейин олиб борилади ва купинча ютилган компонентни адсорбентдан ажратиб олиш учун (ёки адсорбентни регенрация килиш учун) хизмат килади. Ион алмашиниш жараёни адсорбциянинг бир тури булиб, айрим каттик моддалар (ионитлар_ узларидан харакатчан ионларини электролит эритмалардаги ионларга алмаштириш кобилиятига асосланган. 5. Куритиш. Каттик материаллари таркибидаги намликни асосан буглатиш йули билан ажратиб чикариш куритиш дейилади. Бу жараён иссиклик ва намлик ташувчи агентлар (иситилган хаво, тутунли газлар) ёрдамида олиб борилади. Куритиш жараёнида намлик каттик фазадан газ (ёки буг) фазага утади. 6. Каттик моддаларни эритиш ва экстракциялаш. Каттик фазанинг суюкликка (эритувчига) утиши эритиш жараёни деб аталади. Каттик говаксимон материаллар таркибидан бир ёки бир неча компонентларни эритувчи ёрдамида ажратиб олиш жараёни экстракциялаш дейилади. Агар эритиш жараёнида каттик фаза тула суюк фазага утча, экстракциялаш пайтида эса каттик фаза амалий жихатжан узгармай колади, факат унинг таркибидаги тегишли компонент суюк фазага утади. 7. Кристалланиш. Суюк эритмалар таркибидаги каттик фазани кристаллар холатида ажратиш жараёни кристалланиш деб юритилади. Бу жараён эритмаларни ута туйинтириш ёки ута совитиш натижасида содир булади. кристалланиш пайтида модда суюк фазадан каттик фазага утади. Моддаларни утказиш мураккаб жараён булиб, бир ёки бир неча компонентни бир фазадан иккинчи фазага фазаларни ажратувчи юза оркали утишини белгилайди. Моддаларнинг бир фаза ичида таркалиши моддаларнинг берилиши деб юритилади. Моддаларни берилиш интенсивлиги коэффициент  оркали ифодаланади. Моддаларни утказиш процессининг тезлиги эса коэффициент К билан белгиланади. Фазаларни ажратувчи юза кузгалувчан ва кузгалмас булади. газ-суюклик (адсорбция), буг-суюклик (хайдаш), суюклик-суюклик (экстракциялаш) системаларида борадиган модда алмашиниш жараёнларидаги фазаларни ажратувчи юза кузгалувчан булади. каттик фаза иштироки билан борадиган жараёнларда (адсорбция, куритиш, экстракциялаш, кристалланиш) фазаларни ажратиувчи юза кузгалмас булади.