Autor: Józef Szarawara, Jerzy Piotrowski
ISBN: 978-83-204-3580-1
Ilość stron: 630
Data wydania: 02/2010
Twarda oprawa
Jest to obszerne opracowanie o charakterze podręcznika akademickiego z zakresu podstaw teoretycznych technologii chemicznej.
Omówiono w nim takie zagadnienia jak: • ogólne zasady projektowania i realizacji procesów technologii chemicznej • stechiometrię reakcji chemicznych, • zasady tworzenia globalnych bilansów masowych i cieplnych procesów przebiegających w reaktorach chemicznych, • analizę termodynamiczną reakcji chemicznych i przemian fazowych, • analizę kinetyczną procesów chemicznych jedno- i wielofazowych ze szczególnym uwzględnieniem kinetyki procesów kontaktowych, • metody modelowania matematycznego i analizy ilościowej procesów chemicznych w podstawowych typach reaktorów, • problematykę badania i oceny ilościowej wpływu rozkładów czasu przebywania płynu w reaktorach przepływowych na ich właściwości procesowe, • elementy autotermiczności i stabilności stanów stacjonarnych w obiektach autotermicznych, • kryteria wyboru typu reaktora chemicznego i ogólne zasady doboru warunków pracy reaktorów chemicznych.
Po każdym rozdziale zamieszczono liczne przykłady rachunkowe będące cennym elementem dydaktycznym.
Podręcznik ten będzie przydatny dla studentów technologii chemicznej, inżynierii chemicznej i procesowej oraz dla inżynierów i pracowników naukowych tych specjalności.
Ponadto może stanowić literaturę uzupełniającą dla studiujących chemię, technologię paliw, ochronę środowiska na politechnikach i uniwersytetach.
Rozdziały: Wykaz ważniejszych oznaczeń
1. Projektowanie i realizacja procesu technologicznego 1.1. Wprowadzenie 1.2. Koncepcja chemiczna metody 1.2.1. Przeprowadzenie reakcji chemicznej w elektrolizerze 1.2.2. Prowadzenie procesów chemicznych przy podwyższonym ciśnieniu 1.2.3. Prowadzenie procesów chemicznych przy obniżonym ciśnieniu 1.2.4. Przeprowadzenie procesu w wyniku wielu samorzutnych reakcji pośrednich 1.2.5. Stosowanie układu reakcji sprzężonych 1.2.6. Metoda Solvaya 1.2.7. Procesy złożone 1.3. Koncepcja technologiczna metody 1.3.1. Dobór rodzaju, kolejności i sposobu realizacji czynności jednostkowych 1.3.2. Opracowanie schematu blokowego i technologicznego procesu 1.3.3. Badania modelowe 1.3.4. Dobór typów i wielkości aparatów i urządzeń 1.3.5. Dobór tworzywa konstrukcyjnego 1.4. Zasady technologiczne 1.4.1. Zasada najlepszego wykorzystania różnic potencjałów 1.4.2. Zasada najlepszego wykorzystania surowców 1.4.3. Zasada najlepszego wykorzystania energii 1.4.4. Zasada najlepszego wykorzystania aparatury 1.4.5. Zasada umiaru technologicznego 1.5. Ocena zgodności koncepcji z Najlepszymi Dostępnymi Technikami (BAT) 1.6. Koncepcja wstępna instalacji produkcyjnej 1.7. Projekt procesowy 1.8. Koncepcja programowo-przestrzenna 1.9. Projekt podstawowy (Basic Engineering) 1.10. Projekt budowlany 1.11. Projekt wykonawczy (Detail Engineering) 1.12. Budowa inwestycji 1.13. Rozruch
2. Stechiometria procesowa 2.1. Proces chemiczny, reakcja chemiczna 2.2. Mieszanina reakcyjna i jej skład 2.3. Równanie stechiometryczne 2.4. Reakcje niezależne 2.5. Parametry postępu reakcji 2.6. Bilanse stechiometryczne 2.6.1. Procesy proste homogeniczne 2.6.2. Procesy złożone 2.6.3. Procesy heterogeniczne 2.7. Wydajność i selektywność procesu 2.8. Zdolność produkcyjna reaktora 2.9. Przykłady
3. Bilans materiałowy procesu chemicznego 3.1. Wprowadzenie 3.2. Równania bilansu masowego 3.3. Zasady bilansowania procesów fizycznych i chemicznych 3.4. Przykłady
4. Bilans cieplny procesu chemicznego 4.1. Zależności podstawowe 4.2. Bilans cieplny procesu spalania 4.3. Przykłady
5. Analiza termodynamiczna procesu chemicznego 5.1. Wprowadzenie 5.2. Równania stanu gazów 5.2.1. Równanie stanu gazu doskonałego 5.2.2. Równania stanu gazów rzeczywistych 5.2.3. Mieszanina gazów rzeczywistych 5.3. Dane termodynamiczne 5.3.1. Wartości standardowych funkcji termodynamicznych 5.3.2. Ciepło molowe 5.3.3. Ciepło przemian fazowych 5.4. Funkcje termodynamiczne substancji 5.5. Funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych 5.5.1. Entalpia reakcji chemicznej 5.5.2. Entropia reakcji chemicznej 5.5.3. Entalpia swobodna reakcji chemicznej 5.5.4. Ciepło reakcji 5.6. Ciepło rozpuszczania 5.6.1. Bilansowanie cieplne procesów mieszania przebiegających bez reakcji chemicznych 5.6.2. Bilansowanie cieplne procesów mieszania z reakcjami chemicznymi przebiegającymi w roztworze 5.6.3. Przypadki szczególne 5.7. Termodynamiczna charakterystyka roztworów 5.7.1. Wprowadzenie 5.7.2. Wielkości cząstkowe molowe 5.7.3. Potencjał chemiczny, aktywność 5.7.4. Współczynnik aktywności ciśnieniowej 5.7.5. Reguła Lewisa-Randalla (L-R) 5.7.6. Funkcje mieszania i funkcje nadmiarowe 5.7.7. Równania Margulesa, van Laara, Redlicha-Kistera 5.7.8. Równania Wilsona 5.7.9. Równania Scatcharda-Hildebranda (S-H) 5.7.10. Aproksymacja funkcji Q(x1, x 2 ), yi (x1,x2 ) 5.8. Powinowactwo chemiczne 5.9. Równowaga chemiczna 5.9.1. Stałe równowagi chemicznej 5.9.2. Wpływ temperatury i ciśnienia na stan równowagi chemicznej 5.9.3. Wpływ stężenia reagentów na kierunek reakcji chemicznej 5.9.4. Obliczanie stałych równowagi 5.10. Skład równowagowy mieszaniny reakcyjnej 5.10.1. Metody niestechiometryczne 5.10.2. Metody stechiometryczne 5.11. Wydajność termodynamiczna, wykresy równowagi 5.11.1. Równowaga procesów nieizotermicznych 5.12. Stan równowagi z narzuconymi warunkami 5.13. Przykłady
6. Analiza termodynamiczna przemian fazowych 6.1. Ogólne właściwości równowagi fazowej 6.1.1. Reguła faz 6.1.2. Prawo równowagi fazowej 6.2. Równowaga parowania 6.3. Równowaga ciecz-para (destylacyjna) 6.3.1. Obliczanie punktu wrzenia 6.3.2. Obliczanie punktu rosy 6.3.3. Rozkład fazowy w procesie destylacji rzutowej 6.3.4. Przypadki szczegółowe 6.4. Równowaga absorpcyjna 6.5. Równowaga rozpuszczania cieczy 6.5.1. Układy dwuskładnikowe 6.5.2. Układy trójskładnikowe 6.5.3. Proces ekstrakcji 6.6. Równowaga rozpuszczania ciał stałych 6.6.1. Wykresy fazowe 6.7. Równowaga fazowa z reakcją chemiczną 6.8. Przykłady
7. Analiza kinetyczna procesu chemicznego 7.1. Wprowadzenie 7.2. Szybkość reakcji chemicznej 7.2.1. Pojęcie szybkości reakcji 7.2.2. Proces okresowy 7.2.3. Proces przepływowy 7.2.4. Zastępczy czas przebywania i objętościowa szybkość przepływu 7.2.5. Doświadczalne wyznaczanie szybkości procesu 7.3. Równanie kinetyczne 7.3.1. Wprowadzenie 7.3.2. Zależność szybkości reakcji od temperatury 7.3.3. Zależność szybkości reakcji od stężenia 7.3.4. Różne formy równania kinetycznego 7.3.5. Interpretacja danych kinetycznych 7.3.6. Reakcje rozkładu 7.3.7. Analiza funkcji rA =f(T, aA) 7.4. Reakcje złożone 7.4.1. Wprowadzenie 7.4.2. Reakcje następcze 7.4.3. Reakcje równoległe 7.4.4. Reakcje łańcuchowe 7.4.5. Reakcje katalityczne homogeniczne 7.4.6. Reakcje autokatalityczne 7.5. Reakcje heterogeniczne 7.5.1. Wprowadzenie 7.5.2. Transport masy 7.5.3. Obszar procesu heterogenicznego 7.5.4. Absorpcja 7.5.5. Reakcje typu gaz-ciało stałe 7.6. Przykłady
8. Analiza kinetyczna procesów kontaktowych 8.1. Wiadomości ogólne 8.1.1. Wprowadzenie 8.1.2. Właściwości fizyczne katalizatorów stałych 8.1.3. Pojęcie szybkości ogólnej procesu i etapu kontrolującego 8.2. Kinetyka procesu powierzchniowego 8.2.1. Wprowadzenie 8.2.2. Statyka i kinetyka sorpcji 8.2.3. Równanie kinetyczne procesu powierzchniowego 8.3. Dyfuzja zewnętrzna 8.3.1. Wprowadzenie 8.3.2. Ujęcie ilościowe 8.3.3. Różnica temperatury między rdzeniem fazy gazowej a zewnętrzną powierzchnią ziarna 8.4. Dyfuzja wewnętrzna 8.4.1. Wprowadzenie 8.4.2. Dyfuzja w kontaktach porowatych 8.4.3. Moduł Thielego 8.4.4. Współczynnik efektywności kontaktu dla procesu izotermicznego 8.4.5. Zmiana energii aktywacji i rzędu reakcji w obszarze dyfuzji wewnętrznej 8.4.6. Proces nieizotermiczny w porowatym ziarnie katalizatora 8.5. Równanie kinetyczne procesów kontaktowych 8.6. Dezaktywacja katalizatorów 8.6.1. Chemizm dezaktywacji 8.6.2. Kinetyka dezaktywacji 8.6.3. Aktywność katalizatora jako funkcja czasu trwania reakcji 8.6.4. Aktywność katalizatora jako funkcja stężeń reagentów oraz koksu 8.7. Przykłady
9. Podstawowe zależności inżynierii reaktorów chemicznych 9.1. Klasyfikacja reaktorów chemicznych 9.2. Podstawowe charakterystyki reaktorów chemicznych 9.2.1. Reaktory okresowe 9.2.2. Reaktory przepływowe 9.2.3. Reaktory półprzepływowe 9.2.4. Reaktory kontaktowe 9.2.5. Reaktory barbotażowe, zawiesinowe, trójfazowe 9.2.6. Reaktory fluidyzacyjne 9.3. Pojęcie reaktora idealnego 9.3.1. Idealny reaktor okresowy 9.3.2. Idealny reaktor zbiornikowy 9.3.3. Idealny reaktor rurowy lub wieżowy 9.4. Podstawowe równania inżynierii reaktorowej 9.4.1. Bilans masowy (BM) 9.4.2. Bilans cieplny (BC) 9.4.3. Równanie projektowe 9.5. Podstawy obliczeń projektowych
10. Projektowanie reaktorów chemicznych 10.1. Reaktor okresowy 10.1.1. Wprowadzenie 10.1.2. Równanie projektowe 10.1.3. Równanie bilansu cieplnego 10.1.4. Proces izotermiczny 10.1.5. Proces adiabatyczny 10.1.6. Proces politropowy 10.1.7. Proces złożony 10.1.8. Przykłady 10.2. Reaktory przepływowe - rurowy i wieżowy 10.2.1. Wprowadzenie 10.2.2. Równanie projektowe 10.2.3. Równanie bilansu cieplnego 10.2.4. Proces izotermiczny 10.2.5. Proces politropowy 10.2.6. Proces złożony 10.2.7. Zmiany ciśnienia w reaktorach przepływowych 10.2.8. Absorbery 10.2.9. Przykłady 10.3. Reaktor przepływowy zbiornikowy 10.3.1. Wprowadzenie 10.3.2. Projektowanie reaktora pojedynczego 10.3.3. Kaskada reaktorów zbiornikowych 10.3.4. Reaktor z recyrkulacją 10.3.5. Przykłady 10.4. Reaktor półprzepływowy 10.4.1. Wprowadzenie 10.4.2. Równanie projektowe 10.4.3. Równanie bilansu cieplnego 10.4.4. Obliczenia projektowe 10.4.5. Przykłady 10.5. Reaktor kontaktowy 10.5.1. Wprowadzenie 10.5.2. Model pseudohomogeniczny jednowymiarowy 10.5.3. Model dwuwymiarowy 10.5.4. Przykłady
11. Rozkład rzeczywistego czasu przebywania w reaktorach 11.1. Wprowadzenie 11.2. Funkcje rozkładu 11.3. Funkcje rozkładu w reaktorach idealnych 11.3.1. Reaktor rurowy 11.3.2. Reaktor zbiornikowy 11.3.3. Kaskada reaktorów 11.3.4. Reaktor z przepływem uwarstwionym 11.4. Funkcje rozkładu w reaktorach rzeczywistych 11.4.1. Przepływ dyspersyjny 11.4.2. Przepływ segregacyjny 11.5. Metody obliczeń reaktorów rzeczywistych 11.5.1. Metoda kaskady zastępczej 11.5.2. Metoda analityczna 11.5.3. Metoda przepływu segregacyjnego 11.6. Przykłady
12. Stabilność i autotermiczność procesu przepływowego 12.1. Wprowadzenie 12.2. Wielokrotne stany stacjonarne w reaktorach przepływowych 12.2.1. Reaktor zbiornikowy 12.2.2. Reaktor rurowy 12.3. Autotermiczność procesu przepływowego 12.4. Przykłady
13. Zagadnienie wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego 13.1. Kryteria doboru reaktora 13.1.1. Kryteria technologiczne 13.1.2. Kryteria kinetyczne 13.2. Reakcje pojedyncze 13.2.1. Wprowadzenie 13.2.2. Końcowy stopień przemiany i natężenie przepływu substratów 13.2.3. Typ reaktora 13.2.4. Reakcje autokatalityczne 13.2.5. Parametry reakcji 13.2.6. Wyprowadzenie ze środowiska reakcji jednego z produktów w postaci odrębnej fazy 13.3. Reakcje złożone 13.3.1. Wprowadzenie 13.3.2. Reakcje równoległe z jednym substratem 13.3.3. Reakcje równoległe z dwoma substratami 13.3.4. Reakcje następcze 13.3.5. Reakcje szeregowo-równoległe 13.4. Czułość parametryczna procesu 13.5. Przykłady
14. Tablice i wykresy Najniższa cena z 30 dni przed obniżką 89,30zł
Podstawy teoretyczne technologii chemicznej
|