Химические реакторы - Ивановский государственный химико

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный химико-технологический университет»
Факультет неорганической химии и технологии
Кафедра общей химической технологии
Утверждаю: декан фак-та № 1
_______________ Л.С. Кудин
«
»
2011 г.
Рабочая учебная программа дисциплины
Химические реакторы
Направление подготовки 240100 Химическая технология
Профиль подготовки - Химическая технология и оборудование отделочного
производства
- Технология электрохимических производств
-Технология переработки полимеров
-Химическая технология тугоплавких
неметаллических и силикатных материалов
-Технология и оборудование производств химических
волокон и композиционных материалов на их основе
-Химическая технология неорганических веществ
-Химическая технология материалов и изделий
электроники и наноэлектроники
-Химическая технология органических веществ
-Химическая технология синтетических биологически
активных веществ, химико-фармацевтических
препаратов и косметических средств
Квалификация (степень)
Форма обучения
Бакалавр
очная
Иваново, 2010
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины являются изучение основных закономерностей
химических процессов, протекающих в реакционных аппаратах, и основ теории химических
реакторов, рассматриваются основные методы и приемы повышения эффективности их
работы. Это одна из основных дисциплин базовой части цикла профессиональных
дисциплин, поскольку без знания принципов работы химических реакторов невозможны
сознательные и эффективные подходы к разработке и организации технологических
процессов.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к базовым дисциплинам профиля, базируется на результатах
изучения дисциплин естественно-научного цикла, в том числе общей и неорганической
химии, физической химии, а так же дисциплины профессионального цикла: «Процессы и
аппараты химической технологии». Для успешного усвоения дисциплины студент должен
знать:
- основные закономерности протекания химических процессов и характеристики
равновесного состояния;
- начала термодинамики и основные уравнения химической термодинамики, уравнения
формальной кинетики и кинетики сложных, цепных, гетерогенных реакций, основные
теории гомогенного, гетерогенного и ферментативного катализа;
- основные уравнения движения жидкостей; основы теории теплопередачи, основы теории
массопередачи в системах со свободной и неподвижной границей раздела фаз.
уметь:
- выполнять основные химические операции, определять термодинамические
характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ;
- использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и
количественные соотношения неорганической химии для решения профессиональных задач;
- прогнозировать влияние различных факторов на равновесие в химических реакциях;
- определять направленность процесса в заданных начальных условиях, прогнозировать
влияние температуры на скорость процесса;
- определять характер движения жидкостей и газов, основные характеристики процессов
тепло- и массопередачи.
владеть:
- навыками вычисления тепловых эффектов химических реакций при заданной температуре в
условиях постоянства давления или обьема; констант равновесия химических реакций при
заданной температуре;
- методами определения констант скоростей реакций различных порядков по результатам
кинетического эксперимента.
Освоение данной дисциплины как предшествующей необходимо при изучении
следующих дисциплин:
- Общая химическая технология;
- Моделирование химико-технологических процессов;
- Дисциплин цикла профессиональных дисциплин в соответствии с профилем
подготовки;
а также при выполнении квалификационной работы.
-
3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);
способен использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
2
- анализировать технологический процесс как обьект управления (ПК-17);
- использовать знания основных физических теорий для решения возникающих физических
задач, самостоятельного приобретения физических знаний, для понимания принципов
работы приборов и устройств, в том числе выходящих за пределы компетентности
конкретного направления (ПК-24);
- проектировать технологические процессы с использованием автоматизированных систем
технологической подготовки производства (в составе авторского коллектива) (ПК-28).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать: общие закономерности химических процессов; основы теории процесса в
химическом реакторе; методологию исследования взаимодействия процессов химического
превращения и явлений переноса на всех масштабных уровнях, методику выбора реактора и
расчета процесса в нем; основные реакционные процессы и реакторы химической и
нефтехимической технологии.
уметь: рассчитывать основные характеристики химического процесса; произвести
выбор типа реактора и произвести расчет технологических параметров для заданного
процесса; определить параметры наилучшей организации процесса в химическом реакторе.
владеть: методами определения оптимальных и рациональных технологических
режимов работы оборудования; методами расчета и анализа процессов в химических
реакторах; определением технологических показателей процесса; методами выбора
химических реакторов.
4. Структура дисциплины Химические реакторы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часов.
Всего
Вид учебной работы
Семестры
часов
5
6
7
Аудиторные занятия (всего)
68
68
Лекции
28
28
Практические занятия (ПЗ)
-
-
Семинары (С)
-
-
Лабораторные работы (ЛР)
40
40
Самостоятельная работа (всего)
76
76
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчетно-графич. работы
-
-
Реферат
-
-
Оформление отчетов по лабораторным работам
27
27
подготовка к текущим занятиям, коллоквиумам
30
30
Подготовка к экзамену
19
19
В том числе:
В том числе:
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
з, э
час
144
144
зач. ед.
4
4
3
8
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
1. Модуль 1. Основные понятия, определения. Общие закономерности химических
процессов, протекающих в химических реакторах.
Понятие о химическом реакторе. Нахождение уровня химического процесса и
химического реактора в иерархической структуре химического производства. Качественные
и количественные критерии оценки эффективности химического процесса, протекающего в
аппарате.
Гомогенные химические процессы. Кинетические и термодинамические
закономерности химических процессов. Влияние условий проведения процесса на степень
превращения сырья, выход продукта. Пути и способы интенсификации гомогенных
процессов.
Понятие оптимальных температур для обратимых и необратимых химических
процессов. Оборудование для проведения гомогенных процессов.
Гетерогенные химические процессы. Понятие, основные особенности и стадии
гетерогенного процесса. Наблюдаемая скорость химического превращения. Влияние
внешних условий протекания процесса на наблюдаемую скорость превращения.
Лимитирующая стадия и способы ее определения. Области протекания гетерогенных
процессов.
Гетерогенный некаталитический процесс в системе «газ-твердое тело». Кинетические
модели. Математическое описание. Уравнения для определения наблюдаемой скорости
превращения. Пути интенсификации процесса. Типы реакторов для проведения процессов в
системе «газ-твердое тело».
Гетерогенный некаталитический процесс в системе «газ-жидкость». Кинетические
модели. Математическое описание. Уравнения для определения наблюдаемой скорости
превращения. Пути интенсификации процесса. Типы реакторов для проведения процессов в
системе «газ-жидкость».
Каталитические процессы. Сущность, назначение катализа. Виды катализа.
Гомогенный катализ и его особенности.
Гетерогенный катализ на твердом катализаторе. Механизм, стадии и области
протекания гетерогенного каталитического процесса. Пути интенсификации гетерогеннокаталитических процессов. Основные технологические показатели и требования,
предьявляемые к промышленным катализаторам. Состав и способы изготовления
контактных масс. Типы реакторов для проведения гетерогенно-каталитических процессов.
2. Модуль 2. Химические реакторы.
Классификация реакторов. Требования, предьявляемые к химическому реактору.
Математическое моделирование химических реакторов.
Построение математических моделей химических реакторов с идеальной
гидродинамикой потоков, работающих в изотермическом режиме. Материальный баланс
реакторов в зависимости от стационарности процесса и гидродинамики потока: реактора
идеального смешения непрерывного действия, реактора идеального смешения
периодического действия и реактора идеального вытеснения.
Каскад реакторов идеального смешения непрерывного действия: характеристика,
назначение, уравнение материального баланса. Методики расчета обьема реакторов
непрерывного и периодического действия. Учет изменения обьема реакционной массы при
расчете реакторов. Сравнение эффективности работы реакторов, описываемых различными
моделями.
Неизотермические процессы в химических реакторах. Классификация процессов в
реакторах по тепловому режиму. Математическое описание процессов в реакторах смешения
и вытеснения с различными тепловыми режимами работы.
Понятие тепловой устойчивости работы химического реактора. Способы повышения
степени превращения реагентов в случае проведения реакции в адиабатическом РИС-н.
4
Способы поддержания оптимального температурного режима в случае протекания
обратимой экзотермической реакции.
Реальные химические реакторы. Причины отклонения от идеальности. Модели
реальных реакторов. Функции распределения времени пребывания в проточных реакторах.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
№ разделов данной дисциплины,
необходимых для изучения
обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
1.
Общая химическая технология
+
+
2.
Моделирование химико-технологических
+
+
процессов
3.
Дисциплины цикла
профессиональных дисциплин в
соответствии с профилем
подготовки
+
+
4.
Квалификационная работа бакалавра
+
+
5.3. Разделы дисциплины и виды занятий
1.
Химические процессы
12
-
12
-
15
Всего
час.
39
2.
Химические реакторы
16
-
28
-
42
86
№
Наименование раздела дисциплины
п/п
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
Семин
СРС
6. Лабораторный практикум
Модуль 1. Лабораторные занятия: 12 час.
- технологические критерии оценки эффективности процессов, протекающих в
химических реакторах.
- определение лимитирующей стадии процесса восстановления диоксида углерода
углем.
- определение лимитирующей стадии гетерогенного процесса обжига сульфида цинка
(компьютерный вариант).
Модуль 2. Лабораторные занятия: 28 час.
- сравнение эффективности работы проточных реакторов, описываемых различными
моделями (РИС-Н, РИВ, КРИС-Н), в изотермическом режиме по производительности
(интенсивности) их работы.
- сравнение эффективности работы проточных реакторов, описываемых различными
моделями (РИС-Н, РИВ, КРИС-Н), в изотермическом режиме по селективности
процесса получения целевого продукта (по выходу продукта).
- Исследование влияния температурного режима на работу химических реакторов
(компьютерный вариант).
- Реактор периодического действия.
5
- Каскад реакторов смешения непрерывного действия.
- Экспериментальное исследование работы реактора вытеснения.
- Моделирование работы реактора вытеснения
7. Практические занятия (семинары)
Не планируются
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты или работы данной дисциплине не планируются
9. Образовательные технологии и методические рекомендации по организации
изучения дисциплины
Чтение лекций по данной дисциплине рекомендуется проводить с использованием
мультимедийных презентаций. Слайд-конспект курса лекций четко структурировать
материал лекции, экономить время, затрачиваемое на рисование на доске схем, написание
формул и других сложных объектов, что дает возможность увеличить объем излагаемого
материала. Кроме того, презентация позволяет очень хорошо иллюстрировать лекцию не
только схемами и рисунками, которые есть в учебном пособии, но и полноцветными
фотографиями, рисунками, портретами ученых и т.д. Электронная презентация позволяет
отобразить физические и химические процессы в динамике, что позволяет улучшить
восприятие материала.
При проведении лабораторного практикума необходимо создать условия для
максимально самостоятельного выполнения лабораторных работ. Поэтому при проведении
лабораторного занятия преподавателю рекомендуется:
1. Провести экспресс-опрос (устно или в тестовой форме) по теоретическому материалу,
необходимому для выполнения работы (с оценкой).
2. Проверить план выполнения лабораторной работы, подготовленный студентом дома.
3. Выдать студенту вариант задания, соответствующего тематике выполняемой
лабораторной работы.
4. Оценить работу студента в лаборатории и полученные им данные.
5. Проверить и выставить оценку за отчет по лабораторной работе, выполненной студентом
на предыдущем занятии.
При организации внеаудиторной самостоятельной работы по данной дисциплине
преподаватель должен рекомендовать студентам использовать следующие формы:
- подготовка к коллоквиумам, изучение литературных источников.
- ознакомление с целями и с порядком выполнения лабораторных работ
- выполнение индивидуальных заданий, направленных на развитие у студентов
самостоятельности и инициативы.
- подготовка к зачету, экзамену.
10.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Всего по текущей работе студент может набрать 50 баллов, в том числе:
- лабораторные работы - 36 балла;
- домашнее задание– 14 баллов.
Минимальное количество баллов по каждому из видов текущей работы составляет половину
от максимального.
Для самостоятельной работы используются задания и задачи, приведенные в
перечисленных ниже учебных пособиях:
1.Кунин Б.Т., Репкин Г.И., Исаева В.А.. Усачева Т.Р., Михеев С.В. Сборник лабораторных
работ по общей химической технологии. Иваново, изд. ИГХТУ, 2010.
6
2.Кунин Б.Т., Репкин Г.И., Исаева В.А., Михеев С.В. Расчеты химических
реакторов.Иваново, изд. ИГХТУ, 2010.
3.Михеев С.В., Кунин Б.Т., Репкин Г.И., Исаева В.А., Шарнин В.А. Расчеты материальных
балансов. Иваново, изд. ИГХТУ, 2004
Комплект контрольно-измерительных материалов для текущего, промежуточного и
итогового контроля
Варианты тестовых заданий для контроля учебных достижений студентов
ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
1.К каким веществам относится понятие степень превращения ?
а) к полупродуктам;
б) к отходам производства;
в) к концентрату;
г) к сырью .
2.К каким веществам относится понятие степень конверсии?
а) к полупродуктам;
б) к отходам производства;
в) к концентрату;
г) к сырью
3.Что обозначает технологический показатель ХА:
а) неизвестное количество вещества А;
б) выход продукта А;
в) количество прореагировавшего вещества А;
г)степень превращения реагента А
4.Степень превращения реагента рассчитывается по уравнению:
N  NA
N Ao
N
N
а) X A  A ;
б) X A  Ao
;
в) X A 
;
г) X A  Ao ;
N Ao
N Ao
N Ao  N A
NA
5.Выход продукта рассчитывается по уравнению:
N
 NR
N R max
NR
а)  R  R max
; б)  R 
;
в)  R 
;
N R max
N R max  N R
N R max
г)  R 
N R max
;
NR
6.Что обозначает технологический показатель φ R:
а) количество полученного продукта R;
б) выход продукта R;
в) долю прореагировавшего сырья;
г) селективность переработки реагента А в продукт R.
7.Что означает понятие «дифференциальная селективность»?
а) Долю от переработанного сырья, пошедшего на получение целевого продукта при
проведении сложных реакций;
б) Отношение скоростей прямой и обратной реакций при проведении простой обратимой
реакции;
в) Отношение скорости переработки реагента А по одной из реакций к общей скорости его
переработки по всем одновременно идущим реакциям;
г) Отношение скорости переработки реагента А к скорости образования целевого продукта.
8.Что в технологических критериях эффективности ХТС характеризует понятие
интегральная селективность?
а) Долю переработанного сырья при проведении простой необратимой реакции;
б) Долю переработанного сырья при проведении простой обратимой реакции;
в) Суммарную долю переработанного сырья при проведении сложных параллельных
реакций;
г) Долю от переработанного сырья, пошедшего на получение целевого продукта при
проведении сложных реакций;
7
9.Интегральная селективность процесса рассчитывается по уравнению:
N AR
N
N A
N A
а)  R 
;
б)  R  A ;
в)  R 
;
г)  R 
;
N A
N A
N Ao
N A Ê
10.Какое уравнение описывает связь между технологическими критериями для необратимых
сложных реакций?
X
X
а)  R  A ;
б)  R  X A ;
в)  R   R X A ;
г)  R   R A ;
X Ap
X Ap
11.Какое уравнение описывает связь между технологическими критериями для обратимых
сложных реакций?
X
X
а)  R  A ;
б)  R  X A ;
в)  R   R X A ;
г)  R   R A ;
X Ap
X Ap
12.Какое уравнение описывает связь между технологическими критериями для необратимых
простых реакций?
X
X
а)  R  A ;
б)  R  X A ;
в)  R   R X A ;
г)  R   R A ;
X Ap
X Ap
13.Какое уравнение описывает связь между технологическими критериями для обратимых
простых реакций?
X
X
а)  R  A ;
б)  R  X A ;
в)  R   R X A ;
г)  R   R A ;
X Ap
X Ap
14.Математическое выражение скорости гомогенного процесса имеет вид:
dN 1 1
dN 1 1
а) WJ   J
б) WJ   J
d S j
d V j
dC 1 1
dC 1 1
в) WJ   J
г) WJ   J
d S j
d V j
15.Уравнение скорости реакции второго порядка типа 2АГ ДГ + СГ имеет вид:
 E RT
C Ao (1  X A )
б) W A  k o e
а) WA  kCACB
 E RT
C Ao (1  X A )(C Bo  C Ao X A )
в) W A  k o e
г) W A  k
C Ao (1  X A )
д) W A  k о е
(1   A X A )
е) WA  koe
E
RT
Е
RT
2
C Ао
(1  X A ) 2
(1   A X A ) 2
CAo (1  X A )CBo  CAo X A )
16.Уравнение скорости реакции первого порядка типа АГ ДГ + СГ имеет вид:
а) WA  kCACB
б) W A  k o e
8
 E RT
C Ao (1  X A )
в) W A  k o e
г) WA  kо е
E
RT
 E RT
C Ao (1  X A )(C Bo  C Ao X A )
C Ao (1  X A )
(1   A X A )
д) WA  kое
Е
RT
2
C Ао
(1  X A )2
(1   A X A )2
E
е) WA  koe RT CAo (1  X A )CBo  CAo X A )
17.Уравнение скорости реакции второго порядка типа Аг+ Вг  Дг имеет вид:
а) WA  k1CACB  k2CR
б) W A  k1o e
в) WA  k1
г) WA  k
 E RT
C Ao (1  X A )(C Bo  C Ao X A )  k 2o C R
C Ao (1  X A )(CBo  C Ao X A )
C X
 k2 Ao A
2
(1   A X A )
1 AX A
C Ao (1  X A )(CBo  C Ao X A )
(1   A X A ) 2
д) WA  koe
E
RT
CAo (1  X A )CBo  CAo X A )
18.Уравнение скорости реакции первого порядка типа АЖ ДЖ + СЖ имеет вид:
б) W A  k o e
а) WA  kCACB
 E RT
C Ao (1  X A )
 E RT
C Ao (1  X A )(C Bo  C Ao X A )
в) W A  k o e
г) W A  k
C Ao (1  X A )
д) WA  kое
(1   A X A )
E
Е
RT
C Ao (1  X A ) 2
(1   A X A ) 2
е) WA  koe RT CAo (1  X A )2
19.Уравнение скорости реакции второго порядка типа 2АЖ ДЖ + СЖ имеет вид:
2
 E RT
C Ao (1  X A )
б) W A  k o e
а) WA  kCACB
 E RT
C Ao (1  X A )(C Bo  C Ao X A )
в) W A  k o e
г) W A  k
C Ao (1  X A )
д) WA  kое
(1   A X A )
е) WA  koe
E
RT
Е
RT
C Ao (1  X A ) 2
(1   A X A ) 2
CAo (1  X A )2
2
20.Уравнение скорости реакции типа Аж+ Вж+ Кат (ж)  Rж имеет вид:
а) WA  k1CACB  k2CR
б) W A  k1o e
 E RT
C Ao (1  X А )(C Bo  C Ao X A )  k 2o C R
в) W A  k o e
 E RT
C Ao (1  X A )(C Bo  C Ao X A )
г) W A  k o e
 E RT
C Ao (1  X А )(C Bo  C Ao X A )С кат
9
21.Скорость гомогенного процесса, протекающего в жидкой фазе, можно увеличить, если:
а) уменьшить температуру, б) увеличить давление, в) уменьшить давление, г) увеличить
температуру.
22.Уравнение изобары Вант-Гоффа имеет вид:
а)
в)
d ln X Aаав.
Q

dT
RT 2
d ln K p
dP

d ln K p
б)

RT 2
г)
d ln K p
dT

dT
H
RT 2

H
;
RT
д) G   RT ln K p
23.Уравнение показывающее влияние давления на константу равновесия имеет вид::
а)
в)
d ln X Aаав.
Q

dT
RT 2
d ln K p
dP


RT
б)
г)
d ln K p
dT

d ln K p
dР
H
RT 2

H
;
RT
д) G   RT ln K p
24.Уравнение изобары Вант-Гоффа дает зависимость между:
а) Р и Т;
б) ХА равн. и Р ;
в) Н и Т ;
г) КР и Т ;
д) G и КР
Итоговый экзамен по дисциплине проводится в двух вариантах (по усмотрению
студента):
- тестовый экзамен (32 закрытых задания, каждое задание оценивается в 1 балл), на
котором студент должен набрать не менее 26 баллов – оценка «удовлетворительно»;
- письменный экзамен, который проводится по вопросам, приводимым ниже.
Экзаменационный билет включает пять вопросов из приводимого ниже перечня. Ответ на
каждый вопрос оценивается из 10 баллов. Студент на письменном экзамене может набрать
до 50 баллов.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ по дисциплине ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ
1. Технологические критерии оценки эффективности протекания процесса в
химическом реакторе: степень превращения реагента, выход продукта, связь между
ними.
2. Технологические критерии оценки эффективности процесса, протекающего в
химическом реакторе: селективность процесса получения продукта, расходные
коэффициенты по сырью. Связь селективности со степенью превращения и выходом
продукта.
3. Уровень химического процесса и уровень химического реактора в иерархической
структуре химического производства.
4. Общая характеристика гомогенных процессов. Аппаратурное оформление
гомогенных некаталитических процессов.
5. Гомогенные некаталитические процессы: термодинамические закономерности
влияния температуры на степень превращения реагента (выход продукта).
6. Гомогенные некаталитические процессы: термодинамические закономерности
влияния давления на степень превращения реагента (выход продукта).
7. Гомогенные некаталитические процессы: термодинамические закономерности
влияния концентраций реагентов, продуктов и инертных примесей на равновесие
реакций.
10
8. Гетерогенные процессы: общая характеристика и особенности. Аппаратурное
оформление гетерогенных некаталитических процессов в системе «газ-твердое тело»,
«газ-жидкость».
9. Кинетические закономерности гетерогенных процессов. Пути интенсификации
гетерогенных процессов.
10. Гетерогенные некаталитические процессы «газ-твердое тело»: квазигомогенная
модель, ее характеристика.
11. Гетерогенные некаталитические процессы в системе «газ-твердое тело»: модель с
фронтальным перемещением зоны реакции, ее характеристика.
12. Гетерогенные некаталитические процессы в системе «газ-твердое тело»: вывод
уравнения скорости процесса, его анализ.
13. Гетерогенные некаталитические процессы «газ-твердое тело»: кинетические
закономерности, пути интенсификации, их теоретическое обоснование.
14. Гетерогенные некаталитические процессы в системе «газ-твердое тело»:
лимитирующая стадия, способы ее определения.
15. Гетерогенные некаталитические процессы в системе «газ-жидкость»: пленочная
модель, ее характеристика.
16. Гетерогенные некаталитические процессы «газ-жидкость»: кинетические
закономерности, пути интенсификации, их теоретическое обоснование.
17. Промышленный катализ: сущность, механизм, назначение.
18. Виды каталитических процессов, их характеристика.
19. Стадии гетерогенно-каталитического процесса на твердом катализаторе.
20. Технологические характеристики твердых катализаторов.
21. Состав и способы изготовления контактных масс. Аппаратурное оформление
гетерогенных каталитических процессов.
22. Классификация химических реакторов.
23. Моделирование химических реакторов: понятие об элементарном объеме и
элементарном промежутке времени, уравнение материального баланса химического
реактора (в общем виде) и его анализ.
24. Общая характеристика идеальных моделей химических реакторов (допущения об
идеальности, характер изменения параметров в зависимости от объема реактора и от
времени).
25. Уравнение материального баланса РИС-Н. Вывод характеристического уравнения.
26. Уравнение материального баланса РИС-П. Вывод характеристического уравнения.
27. Уравнение материального баланса РИВ. Вывод характеристического уравнения.
28. КРИС-Н: характеристика, назначение. Уравнение материального баланса КРИС-Н.
29. Графический метод расчета КРИС-Н.
30. Аналитический метод расчета КРИС-Н.
31. Методика расчета объема РИС-П.
32. Сравнение эффективности работы химических реакторов, описываемых различными
моделями (по объему и интенсивности работы).
33. Сравнение эффективности работы химических реакторов, описываемых различными
моделями (по селективности протекания целевой реакции).
34. Сравнение эффективности работы химических реакторов, описываемых различными
моделями (по выходу продукта).
35. Уравнение теплового баланса химического реактора в общем виде, его анализ.
Тепловые режимы работы реакторов.
36. Математическое описание РИС-Н в различных тепловых режимах.
37. Математическое описание РИС-П в различных тепловых режимах.
38. Математическое описание РИВ в различных тепловых режимах.
39. Тепловая устойчивость работы реакторов (на примере адиабатического РИС-Н).
40. Способы повышения степени превращения реагентов в случае проведения процесса в
адиабатическом РИС-Н.
11
41. Способы поддержания оптимального температурного режима в случае протекания
обратимой экзотермической реакции.
42. Причины отклонения от идеальности в реальных реакторах. Характеристика и
уравнение материального баланса однопараметрической диффузионной модели.
43. Причины отклонения от идеальности в реальных реакторах. Характеристика ячеечной
модели.
44. Интегральная и дифференциальная функции распределения времени пребывания в в
идеальных и реальных проточных реакторах.
45. Сущность экспериментального метода изучения функций распределения путем
исследования «кривых отклика».
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
основная литература:
1.Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология: Учебник для вузов. –
М.:«Академкнига», 2003 – 528 с.
2.Бесков В.С. Общая химическая технология: Учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига»,
2005. – 452 с.
3.Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов. – М.: Изд-во «Химия»,
1969. – 624 с.
в) программное обеспечение
- Системные программные средства: Microsoft Windows XP, Microsoft Vista
- Прикладные программные средства: Microsoft Office 2007 Pro, FireFox
- Специализированная программа «Гетерогенная реакция (обработка эксперимента)»
- Специализированная программа «ОХТ- reactor»
12.
Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Лаборатория оснащена ПЭВМ типа Pentium, стендами и установками для исследования
- характеристик работы реактора смешения периодического действия;
- характеристик работы каскада реакторов смешения непрерывного действия;
- характеристик работы реактора вытеснения;
- влияния внешних параметров на скорость протекания гетерогенного процесса в системе
«газ-твердое тело».
Перечень оборудования на каждой установке приводится сборнике лабораторных работ:
Кунин Б.Т., Репкин Г.И., Исаева В.А.. Усачева Т.Р., Михеев С.В. Сборник лабораторных
работ по общей химической технологии. Иваново, изд. ИГХТУ, 2010.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и
ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки .
Автор _________________________
(Исаева В.А..)
Заведующий кафедрой ___________ (Шарнин В.А.)
Рецензент (ы) ___________________
(подпись, ФИО)
Программа одобрена на заседании научно-методического совета факультета неорганической
химии и технологии ИГХТУ от «_____» ________ 201__ года, протокол № ____.
Председатель НМС
_______________ (ФИО)
12