Перегонка жидкостей. Ректификация.
Физическая сущность процессов перегонки жидкостей и ектификации. Фазовое равновесие в системе жидкость – пар для бинарных смесей.
Материальный и тепловой балансы простой перегонки и ректификации. Флегмовое число. Уравнение рабочих линий. Кинетика ректификации. Периодическая и непрерывная ректификация. Азеотропная и экстрактивная ректификация. Ректификация многокомпонентный смесей. Принципиальные схемы процесса ректификации.
Дистилляция. Однократное испарение, простая перегонка и перегонка с дефлегмацией, перегонка в токе водяного пара.
Виды аппаратов для проведения процессов ректификации: пленочные, насадочные, тарельчатые колоны и специальные виды аппаратуры. Схемы расчетов аппаратов для проведения процессов ректификации.
Экстракция
Процессы экстракции в системах жидкость – жидкость. Методы экстракции. Равновесие в процессах экстракции. Материальный баланс. Диаграммы процессов экстракции. Кинематические закономерности процесса экстракции. Принципиальные схемы процессов экстракции. Экстракционная аппаратура. Схемы расчета экстракторов.
Процессы экстракции и растворения в системах твердое тело – жидкость. Равновесие и скорость процессов экстракции и растворения. Способы экстракции и растворения. Устройство экстракционных аппаратов. Расчет экстракционных аппаратов.
Адсорбция
Физическая сущность процесса адсорбции. Равновесие в процессе адсорбции. Теплота адсорбции. Характеристики адсорбентов и их виды. Скорость адсорбции. Условия десорбции. Материальный баланс процесса. Кинетика адсорбции. Устройство адсорберов. Принципиальные схемы адсорбционных установок. Схемы расчетов адсорберов.
Сушка
Способы тепловой сушки. Основные параметры влажного воздуха. Равновесная влажность и связь влаги с материалом. Свойства влажного воздуха. Построение I–x диаграммы. Материальный и тепловой балансы сушки. Изображение процессов сушки на диаграмме влажного воздуха. Принципиальные схемы процессов сушки и их расчет по I–x диаграмме. Определение расходов воздуха и тепла. Скорость сушки. Устройство сушилок. Схема расчета сушилок. Специальные виды сушки.
Ионнообмен
Физическая сущность процесса ионнообмена. Иониты: катиониты и аниониты. Реакции при ионном обмене. Материальный баланс ионноообменного процесса. Равновесие при ионнообменном процессе. Изотерма ионного обмена. Кинетика ионнообменного процесса. Способы проведения ионнообменных процессов. Схема расчета ионнообменной аппаратуры.
Кристаллизация
Физическая сущность процесса кристаллизации. Кристаллизация из растворов и расплавов. Равновесие при кристаллизации. Фазовая диаграмма температура – состав. Материальный баланс и тепловой балансы.
Раздел 6. Мембранные процессы и аппараты
Физическая сущность процесса и его применение в химической технологии. Микропористые и полимерные мембраны. Мембранное разделение жидкостей, газов, мембранное испарение. Обратный осмос и ультрафильтрация. Теории проницания вещества через мембраны. Аппаратура для осуществления процесса: аппараты с плоскокамерными и трубчатыми фильтрующими элементами, фильтрующими элементами рулонного типа и с полыми волокнами. Схемы расчетов аппаратов.
Примерный перечень практических занятий
В процессе практических занятий ставится задача по обучению студентов методике расчета и проектированию химической аппаратуры путем рассмотрения примеров и решения конкретных задач по разделам:
Гидромеханические процессы.
Теплопередача.
Выпаривание.
Абсорбция.
Перегонка и ректификация.
Адсорбция.
Экстракция.
Сушка.