Возникновение и развитие науки о развитие процессов и аппаратов

Содержание:

 

Введение	2
Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах	3
Развитие химического машиностроения	5
Заключение	6
Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Химическая промышленность начала создаваться на рубеже XVIII и XIX веков и за исторически короткий период, насчитывающий всего 120 – 150 лет, превратилась в развитых странах в одну из основных и ведущих отраслей народного хозяйства. С развитием химической промышленности возникла потребность в инженерной науке, обобщающий закономерности основных производственных процессов и разрабатывающий методы расчетов аппаратов на основе их рациональной классификации.

С развитием химических производств, встал вопрос о подготовке кадров для этой отрасли промышленности. Термин «инженер» - начали употреблять в Италии еще в XII в.  Термин «инженер-химик»,  впервые был введен в технический словарь в Англии в 1839 г., но целевая подготовка инженеров-химиков началась только в конце XIX в. Совершенствуя подготовку инженеров-химиков, ученые разных стран создали важнейший в системе химико-технологического образования курс «Процессы и аппараты химической технологии».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах

В нашей стране идея об общности ряда основных процессов и аппаратов, применяемых в различных химических производствах, была высказана проф. Ф. А. Денисовым еще в 1828 г. Основанная на этой идее новая учебная дисциплина по расчету и проектированию основных процессов и аппаратов была введена  проф. А. К. Крупским в конце 90 – х годов прошлого века в Петербургском технологическом институте и несколько позднее проф. И. А. Тищенко в Московском Высшем техническом училище. Цикл лекций, читавшихся этими учеными, можно рассматривать как прообраз современного курса по основным процессам и аппаратам химической технологии. Поэтому А. К. Крупский и И. А. Тищенко по праву считаются основоположниками курса «Процессы и аппараты» в нашей стране.

Книга А. К. Крупского «Начальные главы учения о проектировании по химической технологии» (1909 г.) была, по существу, одной из первых попыток  обобщения теории основных физических и физико – химических процессов независимо от отрасли химической промышленности, в которой они используются. В США аналогичный труд Уокера, Льюиса и Мак – Адамса «Принципы науки о процессах и аппаратах» вышел в свет в 1923 году.

В 1935г. вышел учебник проф. А. Г. Касаткина «Основные процессы и аппараты химической технологии», который выдержал 9 изданий (последние два издания: 8-е в 1971 г. и 9-е в 1873 г., после смерти автора), переведен и издан во многих странах мира. Многие десятилетия этот труд А. Г. Касаткина был настольной книгой инженеров-химиков и основным учебником студентов химико-технологических вузов. Он сыграл большую роль в подготовке многих поколений отечественных инженеров-химиков. В развитие и совершенствование курса процессов и аппаратов большой вклад внесли профессора Н. И. Гельперин, С. 3. Каган, В. В. Кафаров, В. Б. Коган, Н. Н. Липатов, П. И. Николаев, А. Н. Плановский, В. М. Рамм, П. Г. Романков, А. И. Скобло, В. Н. Стабников и др.

Благодаря усилиям многих ученых, как российских, так и зарубежных - курс «Процессы и аппараты химической технологии» к середине нынешнего столетия из описания отдельных процессов оформился в научную дисциплину и является основным при подготовке инженеров-химиков в химико-технологических институтах.

Большой вклад в разработку отдельных разделов науки о процессах  и аппаратах внесли И. А. Тищенко, автор теории расчета выпарных аппаратов, Д. П. Коновалов, заложивший основы теории перегонки жидких смесей, Л. Ф. Фокин и К. Ф. Павлов, создавшие оригинальные и глубокие по содержанию монографии по основным процессам и аппаратам. Из зарубежной литературы, посвященной принципам расчета основных процессов, устройству и расчету типовых аппаратов, можно отметить выпущенную в США (1931 г.) книгу В. Бэджера и В. Мак – Кэба, изданную на русском языке в 1933 году под названием «Основные процессы и аппараты химических производств».

В течении последних пятидесяти лет наука о процессах и аппаратах непрерывно развивалась. Ее роль и значение в разработке на научных основах аппаратурно – технологического оформления химических производств, их интенсификации, а также в создании новых производств неизменно возрастали. Так, еще в 30 – х годах жидкостная экстракция использовалась в химической технологии в основном для препаративных и аналитических целей и не рассматривалась в литературе по процессам и аппаратам того времени как один из основных процессов. В настоящее время этот перспективный метод разделения жидких смесей получило значительное промышленное применение и для его осуществления разработана разнообразная аппаратура интенсивного действия.

В качестве другого примера  можно указать на процессы адсорбции  для разделения газовых и паро – газовых смесей. Со времени изобретения акад. Н. Д. Зелинским универсального угольного противогаза (1915 г.) адсорбция применялась в промышленности главным образом для рекуперации из воздуха производственных помещений паров летучих растворителей – бензола, ацетона и т. п. Еще двадцать пять лет тому назад процесс проводится только в громоздких периодически действующих аппаратах с неподвижным слоем зернистого адсорбента (активированного угля). В настоящее время успешно внедряются высокоэффективные непрерывно действующие адсорбционные установки с движущимся и кипящим слоем адсорбента, а процессы адсорбции широко применяются для выделения индивидуальных газов из газовых смесей (этилена, метана, ацетилена и др.), обогащения  слабых нитрозных газов и т. д. Адсорбционные процессы и аппараты получают дальнейшее развитие в связи с использованием для разделения газов пористых кристаллов (молекулярных сит) и ионо – обменных смол (ионитов).

Еще одним наглядным примером достижений науки о процессах  и аппаратах является создание за последние годы высокопроизводительной аппаратуры с псевдоожиженным (кипящим) слоем зернистого материала, позволяющий интенсифицировать не только процессы адсорбции, но и ряд других гетерогенных процессов (сушка, кристаллизация и др.).

Разработка указанных  выше основных процессов и аппаратов, а также других прогрессивных  методов разделения и очистки  веществ стимулируется непрерывно расширяющимся за последние годы промышленным использованием атомной  энергии, значительным развитием производств  изотопов некоторых элементов (урана, водорода и др.), полупроводниковых  материалов, мономеров, полупродуктов  для синтетических материалов и  т. д. Эти отрасли новой техники  предъявляют повышенные требования к чистоте продуктов и четкости разделения смесей. Для решения подобных проблем разрабатываются процессы пленочной ректификации, молекулярной дистилляции, экстракционного разделения и другие.

Значительные теоретические  и экспериментальные исследования проводятся в области моделирования  процессов и аппаратов на основе принципов теории подобия.

Химические аппараты и  машины очень часто работают при  больших скоростях рабочих сред, высоких давлениях, достигающих 6 · 10⁸ н/м² (6000 ат) и более в широком диапазоне температур (примерно от – 200 до + 1000⁰С) и в сильно агрессивных средах. Для таких условий необходимы аппараты надежной конструкции, изготовленные из разнообразных конструкционных материалов, включая легированные, кислотостойкие и жаропрочные стали, керамику и др. необходима также автоматизация работы химического оборудования и дистанционное управление им (особенно во вредных и взрывоопасных химических производствах). В связи с этим для внедрения достижений науки о процессах и аппаратах важное значение имеет развитие химического машиностроения.

 

Развитие химического  машиностроения

В настоящее время отечественное  химическое машиностроение освоило  производство широкой номенклатуры машин и аппаратов. Так, например, для сжатия азотоводородной смеси в производстве аммиака выпускаются шестирядные компрессоры производительностью 16 600 м³/ч, давлением 3,2 · 10² н/м² (320 ат) и мощностью привода 5000 квт, а для производства полиэтилена разработаны компрессоры на давление 3 · 10⁸ н/м² (3000 ат). Налажен выпуск автоматических непрерывно действующих центрифуг большой производительности (до 50 т/ч и более), герметизированных взрывоопасных центрифуг для полимерных материалов и др. В связи с широким использованием природного газа в качестве химического сырья и значительным расширением производства азотных удобрений созданы воздухоразделительные установки производительностью 15 000 м³/ч азота высокой степени чистоты (99,998% N₂) и 8 000м³/ч кислорода. Производительность кислородных установок в близжайшем будущем превысит 70 000 м³/ч О₂.

Приведенные примеры характеризуют значительно возросший технический уровень химического машиностроения. Однако дальнейшее химической промышленности выдвигает перед наукой о процессах и аппаратах и химическим машиностроением еще более сложные задачи, связанные с внедрением новой, прогрессивной технологии и строительством производственных агрегатов большой мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Наука о процессах и  аппаратах призвана сыграть большую  роль в дальнейшем ускорении темпов развития химической промышленности и  тем самым способствовать решению  основной исторической задачи – созданию материально – технической базы коммунизма в нашей стране.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, изд. 8 – е, Изд. «Химия», Москва, 1971.
2. Плановский А. Н., Рамм В. М., Каган С. З., Процессы и аппараты химической технологии, изд. 5 – е, Изд. «Химия», 1968.