Die wichtigsten technologischen Merkmale von Wasser-Kraftstoff-Suspensionen. Grundlegende technologische Eigenschaften von Polymermaterialien Anordnung des tragenden Teils des Fundaments

Die Hauptaufgabe des Technologen besteht darin, leistungsstarke technologische Prozesse zu schaffen.

Strukturell besteht der technologische Prozess aus einer Reihe von technologischen Vorgängen (TO), die für die Herstellung von Produkten gemäß den Anforderungen der behördlichen und technischen Dokumente erforderlich sind.

Der technologische Prozess ist in technologische Operationen unterteilt. Zur Aufgabe der Entwicklung eines technologischen Verfahrens gehört die Festlegung von Inhalt und Ablauf der Arbeitsschritte.

Neben den technologischen Operationen gibt es Hilfsoperationen... Dazu gehören Transport, Inspektion, Kennzeichnung usw.

Die Organisation der flexiblen Produktion unterliegt wie jede andere allgemeine Grundsätze:

• Verhältnismäßigkeit d. h. Gewährleistung der gleichen Bandbreite verschiedener GPS aufgrund der Möglichkeit einer teilweisen Umverteilung der Last zwischen ihnen;
• Spezialisierungen d.h. die Verteilung der Arbeit auf verschiedene Unternehmen, Werkstätten, Sektionen, einzelne FPS und flexible Produktionsmodule (FMP) gemäß der technologischen Herstellungsmethode;
• Standardisierung, das Hauptwerkzeug zur Reduzierung der Produktpalette, mit dem Sie die Produktpalette auf einen einzigen Zweck beschränken, den Produktionsumfang erhöhen und den Übergang vom Mehrprodukt-FMS zu einer produktiveren flexiblen automatisierten Produktion (HAP );
• Rhythmus, d.h. Sicherstellung der termingerechten Produktion von Produkten, wodurch Ausschuss reduziert wird;
• Geradlinigkeit- in diesem Fall bewegen sich alle Materialflüsse der Produktion auf dem kürzesten Weg;
• Automatik, d.h. Automatisierung aller technologischen Vorgänge, was zur Steigerung der Arbeitsproduktivität und der Qualität der Produkte beiträgt.

aber Grundprinzipien die Organisation der Produktion, die alle Fähigkeiten von GAP vollständig offenlegt, sind:

• Kontinuität der Prozesse Eliminieren oder signifikante Reduzierung verschiedener Unterbrechungen in der Produktion eines bestimmten Produkts;
• Parallelität von Prozessen- sorgt für die gleichzeitige Ausführung verschiedener Teile des Produktionsprozesses. Tatsächlich gibt es eine organische Verschmelzung von Design und technologischer Vorbereitung von Produktions-, Haupt- und Nebenprozessen. Parallelität wird auch durch die Zentralisierung und Integration von Managementprozessen sichergestellt.

Die Hauptparameter des technologischen Prozesses sind:

• Genauigkeit (der Grad der Übereinstimmung der Parameter des hergestellten Produkts mit den Parametern, die in der behördlichen und technologischen Dokumentation angegeben sind). Es sollte verstanden werden, dass der Grund für die Abweichung Produktionsfehler (systematisch oder zufällig) sind und in der Lage sein, die Ursachen ihres Auftretens und das Ergebnis ihrer Auswirkungen auf die TP zu analysieren;
• Stabilität - die Eigenschaft des technologischen Prozesses (TP), die Werte der Produktqualitätsindikatoren für eine bestimmte Zeit innerhalb der angegebenen Grenzen zu halten;
• Produktivität - die Eigenschaft von TP, die Freigabe einer bestimmten Anzahl von Produkten über einen bestimmten Zeitraum sicherzustellen. Unterscheiden Sie zwischen stündlich, schichtweise, monatlich usw .;
• die Herstellungskosten, die durch die Herstellungskosten bestimmt werden.

Ein wichtiger Parameter ist darüber hinaus auch die Herstellbarkeit des Designs von Produkten, die durch die Berechnung bestimmter Indikatoren sowohl qualitativ als auch quantitativ bewertet werden kann.

Die ersten zuverlässig bekannten technologischen Verfahren wurden im alten Sumer entwickelt - das Verfahren zur Bierherstellung wurde in Keilschrift auf einer Tontafel beschrieben. Seitdem sind die Beschreibungen von Technologien zur Herstellung von Nahrungsmitteln, Werkzeugen, Haushaltsgegenständen, Waffen und Ziergegenständen – alles, was die Menschheit geschaffen hat – um ein Vielfaches raffinierter und verbessert worden. Ein moderner technologischer Prozess kann aus Dutzenden, Hunderten oder sogar Tausenden von Einzeloperationen bestehen, er kann multivariat sein und sich je nach Bedingungen verzweigen. Die Wahl der einen oder anderen Technologie ist keine leichte Entscheidung für die eine oder andere Maschine, Werkzeug und Ausrüstung. Es ist auch notwendig, die Einhaltung der Anforderungen an technische Bedingungen, geplante und finanzielle Indikatoren sicherzustellen.

Definition und Charakterisierung

GOST gibt eine wissenschaftlich rigorose, aber in zu trockener und pseudowissenschaftlicher Sprache formulierte Definition eines technologischen Prozesses. Wenn wir in einer verständlicheren Sprache über das Konzept eines technologischen Prozesses sprechen, dann ist ein technologischer Prozess eine Reihe von Operationen, die in einer bestimmten Reihenfolge aufgereiht sind. Ziel ist es, Rohstoffe und Halbfabrikate in Fertigprodukte umzuwandeln. Dazu werden mit ihnen bestimmte Aktionen ausgeführt, die normalerweise von Mechanismen ausgeführt werden. Der technologische Prozess existiert nicht für sich allein, sondern ist der wichtigste Teil eines allgemeineren Prozesses, der im Allgemeinen die Prozesse Vertragswesen, Beschaffung und Logistik, Verkauf, Finanzmanagement, Verwaltungsmanagement und Qualitätskontrolle umfasst.

Technologen im Unternehmen nehmen eine sehr wichtige Position ein. Sie sind eine Art Vermittler zwischen den Designern, die die Idee des Produkts kreieren und seine Zeichnungen erstellen, und der Produktion, die diese Ideen und Zeichnungen in Metall, Holz, Kunststoff und andere Materialien umsetzen muss. Bei der Entwicklung eines technischen Verfahrens arbeiten Technologen nicht nur in engem Kontakt mit Designern und Produktion, sondern auch mit Logistik-, Beschaffungs-, Finanz- und Qualitätskontrolldiensten. Der technische Prozess ist der Punkt, an dem die Anforderungen all dieser Bereiche zusammenlaufen und das Gleichgewicht zwischen ihnen gefunden wird.

Die Beschreibung des technologischen Prozesses sollte in Dokumenten enthalten sein wie:

• Die Routenkarte ist eine Beschreibung auf hoher Ebene, die die Routen zum Bewegen eines Teils oder Werkstücks von einem Arbeitsplatz zu einem anderen oder zwischen Werkstätten auflistet.
• Betriebskarte - eine Beschreibung der mittleren Ebene, detaillierter, sie listet alle Betriebsübergänge, Rüstvorgänge und verwendeten Werkzeuge auf.
• Die technologische Karte ist ein Dokument der untersten Ebene, enthält die detaillierteste Beschreibung der Prozesse der Verarbeitung von Materialien, Zuschnitten, Baugruppen und Baugruppen, der Parameter dieser Prozesse, Arbeitszeichnungen und der verwendeten Ausrüstung.

Eine technologische Landkarte kann selbst für ein auf den ersten Blick einfaches Produkt ein ziemlich dickes Volumen sein.

Die folgenden Merkmale werden verwendet, um Chargenproduktionsprozesse zu vergleichen und zu messen:

Das Produktionsprogramm des Unternehmens besteht aus den Produktionsprogrammen seiner Werkstätten und Sektionen. Es beinhaltet:

• Liste der hergestellten Produkte mit Angaben zu Typen, Größen, Mengen.
• Produktionspläne mit Bezug zu jedem Stichtag einer bestimmten Menge hergestellter Produkte.
• Die Anzahl der Ersatzteile für jeden Artikel im Rahmen des Produktlebenszyklus-Supportprozesses.
• Detaillierte Konstruktions- und Technologiedokumentation, dreidimensionale Modelle, Zeichnungen, Details und Spezifikationen.
• Herstellungsspezifikationen und Qualitätsmanagementtechniken, einschließlich Test- und Messprogramme und -verfahren.

Das Produktionsprogramm ist ein Abschnitt des allgemeinen Geschäftsplans des Unternehmens für jeden Planungszeitraum.

Arten von technischen Prozessen

Die Klassifizierung technischer Prozesse erfolgt nach mehreren Parametern.

Nach dem Kriterium der Wiederholungsrate bei der Herstellung von Produkten werden technologische Prozesse unterteilt in:

• ein einziger technologischer Prozess, der für die Herstellung eines in Bezug auf Design und technologische Parameter einzigartigen Teils oder Produkts geschaffen wurde;
• ein typischer technischer prozess wird für mehrere produkte des gleichen typs erstellt, die sich in ihrem design und ihren technologischen eigenschaften ähneln. Ein einzelner technischer Prozess kann wiederum aus einer Reihe typischer technischer Prozesse bestehen. Je mehr typische technische Verfahren im Unternehmen eingesetzt werden, desto geringer sind die Kosten für die Produktionsvorbereitung und desto höher die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens;
• Der gruppentechnische Prozess ist auf strukturell unterschiedliche, aber technologisch ähnliche Teile vorbereitet.

Nach dem Kriterium der Neuheit und Innovation werden solche Arten von technologischen Verfahren unterschieden als:

• Typisch. Die wichtigsten technologischen Prozesse verwenden traditionelle, bewährte Designs, Technologien und Verfahren zur Verarbeitung von Materialien, Werkzeugen und Ausrüstungen.
• Vielversprechend. Solche Prozesse verwenden die fortschrittlichsten Technologien, Materialien und Werkzeuge, die für Unternehmen typisch sind - Branchenführer.

Nach dem Kriterium des Detaillierungsgrades werden folgende Arten von technologischen Prozessen unterschieden:

• Der streckentechnische Prozess wird in Form einer Streckenkarte ausgeführt, die Informationen der obersten Ebene enthält: eine Liste der Operationen, ihre Reihenfolge, Klasse oder Gruppe der verwendeten Ausrüstung, technologische Ausrüstung und den allgemeinen Zeitstandard.
• Der technische Schritt-für-Schritt-Prozess beinhaltet eine detaillierte Verarbeitungsreihenfolge bis auf die Ebene der Übergänge, Modi und deren Parameter. Ausgeführt in Form einer Bedienkarte.

Das schrittweise technische Verfahren wurde während des Zweiten Weltkriegs in den USA angesichts des Fachkräftemangels entwickelt. Ausführliche und detaillierte Beschreibungen jeder Stufe des technologischen Prozesses ermöglichten es, Menschen ohne Produktionserfahrung für die Arbeit zu gewinnen und große Militäraufträge pünktlich zu erfüllen. Unter Friedensbedingungen und der Verfügbarkeit von gut ausgebildetem und ausreichend erfahrenem Produktionspersonal führt der Einsatz derartiger technologischer Verfahren zu unproduktiven Kosten. Manchmal kommt es vor, dass Technologen fleißig dicke Bände von Betriebskarten veröffentlichen, der technische Dokumentationsdienst sie in der vorgeschriebenen Anzahl von Kopien repliziert und die Produktion diese Talmuds nicht öffnet. In der Werkstatt haben Arbeiter und Meister durch langjährige Tätigkeit ausreichende Erfahrungen gesammelt und eine ausreichend hohe Qualifikation erworben, um selbstständig einen Arbeitsablauf durchzuführen und die Betriebsarten der Geräte auszuwählen. Für solche Unternehmen ist es sinnvoll, darüber nachzudenken, Betriebskarten aufzugeben und durch Streckenkarten zu ersetzen.

Es gibt andere Klassifizierungen von Arten von technologischen Prozessen.

TP-Stufen

Im Zuge des Entwurfs und der technologischen Vorbereitung der Produktion werden solche Phasen des Schreibens eines technologischen Prozesses unterschieden als:

• Erhebung, Verarbeitung und Untersuchung von Ausgangsdaten.
• Bestimmung der wichtigsten technologischen Lösungen.
• Erstellung einer Machbarkeitsstudie (oder Machbarkeitsstudie).
• Dokumentation des technischen Prozesses.

Es ist beim ersten Mal schwierig, technologische Lösungen zu finden, die die geplante Zeit, die erforderliche Qualität und die geplanten Kosten des Produkts gewährleisten. Daher ist der Technologieentwicklungsprozess ein multivariater und iterativer Prozess.

Sind die Ergebnisse der wirtschaftlichen Berechnungen unbefriedigend, wiederholen die Technologen die Hauptschritte der technologischen Verfahrensentwicklung, bis sie die vom Plan geforderten Parameter erreicht haben.

Die Essenz des technologischen Prozesses

Ein Prozess wird als Zustandsänderung eines Objekts unter dem Einfluss interner oder externer Bedingungen in Bezug auf das Objekt bezeichnet.

Äußere Faktoren sind mechanische, chemische, Temperatur, Strahlungseinflüsse, innere – die Fähigkeit eines Materials, Teils oder Produkts, diesen Einflüssen zu widerstehen und seine ursprüngliche Form und seinen Phasenzustand beizubehalten.

Bei der Entwicklung des technischen Verfahrens wählt der Technologe diejenigen äußeren Faktoren aus, unter deren Einfluss das Material des Werkstücks oder des Rohmaterials seine Form, Größe oder Eigenschaften so ändert, dass sie Folgendes erfüllen:

• technische Spezifikationen für das Endprodukt;
• geplante Indikatoren für den Zeitpunkt und das Volumen der Produktfreigabe;

Die Grundprinzipien gebäudetechnischer Prozesse sind seit langem entwickelt.

Das Prinzip der Betriebserweiterung

In diesem Fall wird eine größere Anzahl von Übergängen innerhalb einer Operation gesammelt. Aus praktischer Sicht können Sie mit diesem Ansatz die Genauigkeit der relativen Position der Achsen und der bearbeiteten Oberflächen verbessern. Dieser Effekt wird durch die gemeinsame Ausführung aller bei der Bedienung der Übergänge in einem Anschlag auf der Maschine oder dem Mehrachs-Bearbeitungszentrum erreicht.

Der Ansatz vereinfacht auch die interne Logistik und senkt die Produktionskosten, indem die Anzahl der Installationen und Ausrüstungskonfigurationen reduziert wird.

Dies ist insbesondere bei großen und komplexen Teilen wichtig, deren Montage zeitaufwändig ist.

Das Prinzip findet Anwendung beim Arbeiten auf Revolver- und Mehrschneiden-Drehmaschinen, Mehrachs-Bearbeitungszentren.

Das Prinzip der Zerstückelung von Operationen

Der Vorgang ist in eine Reihe von einfachsten Übergängen unterteilt, die Anpassung der Betriebsarten der Bearbeitungsausrüstung wird einmal für den ersten Teil der Reihe durchgeführt, dann werden die restlichen Teile in den gleichen Modi bearbeitet.

Dieser Ansatz ist bei großen Losgrößen und relativ unkomplizierten räumlichen Anordnungen von Produkten effektiv.

Das Prinzip bewirkt eine signifikante Verringerung der relativen Arbeitsintensität durch eine verbesserte Organisation der Arbeitsplätze, eine Verbesserung der Fähigkeiten der Arbeiter in monotonen Bewegungen zum Ein- und Auslegen von Werkstücken, zum Manipulieren von Werkzeugen und Geräten.

Gleichzeitig wächst die absolute Anzahl der Installationen, aber die Zeit zum Einrichten der Gerätemodi wird reduziert, wodurch ein positives Ergebnis erzielt wird.

Um diesen positiven Effekt zu erzielen, muss der Technologe auf den Einsatz von speziellen Geräten und Geräten achten, die ein schnelles und vor allem genaues Einstellen und Entfernen des Werkstücks ermöglichen. Die Chargengröße sollte ebenfalls signifikant sein.

Holz- und Metallverarbeitung

In der Praxis kann ein und dasselbe Teil mit gleicher Größe und gleichem Gewicht aus dem gleichen Material auf unterschiedliche, zum Teil sehr unterschiedliche Verfahren hergestellt werden.

In der Phase des Entwurfs und der technologischen Vorbereitung der Produktion erarbeiten Designer und Technologen gemeinsam verschiedene Optionen zur Beschreibung des technologischen Prozesses, der Herstellung und der Verarbeitung des Produkts. Diese Optionen werden in Bezug auf Schlüsselindikatoren verglichen, wie gut sie erfüllen:

• technische Spezifikationen für das Endprodukt;
• die Anforderungen des Produktionsplans, den Zeitpunkt und das Volumen der Lieferung;
• im Geschäftsplan des Unternehmens festgelegte finanzielle und wirtschaftliche Indikatoren.

Im nächsten Schritt werden diese Optionen verglichen und die optimale ausgewählt. Die Art der Herstellung hat großen Einfluss auf die Wahl der Option.

Bei Einzel- oder Einzelfertigung ist die Wiederholungswahrscheinlichkeit der Freigabe des gleichen Teils gering. In diesem Fall wird eine Option mit minimalen Kosten für die Entwicklung und Erstellung von Sondergeräten, Werkzeugen und Vorrichtungen mit maximalem Einsatz von universellen Maschinen und anpassbaren Geräten gewählt. Außergewöhnliche Anforderungen an die Maßgenauigkeit oder Betriebsbedingungen, wie Strahlung oder stark korrosive Umgebungen, können jedoch den Einsatz sowohl speziell angefertigter Werkzeuge als auch einzigartiger Werkzeuge erfordern.

Bei der Serienproduktion wird der Produktionsprozess in die Freigabe wiederholter Produktchargen unterteilt. Der technologische Prozess wird unter Berücksichtigung der vorhandenen Betriebsmittel, Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren optimiert. Gleichzeitig wird das Gerät mit speziell entwickelten Geräten und Geräten geliefert, die es ermöglichen, den nicht produktiven Zeitverlust um mindestens einige Sekunden zu reduzieren. Im chargenweiten Maßstab summieren sich diese Sekunden und ergeben einen ausreichenden wirtschaftlichen Effekt. Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren unterliegen einer Spezialisierung, der Maschine sind bestimmte Arbeitskreise zugeordnet.

In der Massenproduktion sind die Seriengrößen sehr hoch und die gefertigten Teile werden über längere Zeit nicht konstruktiv verändert. Die Ausrüstungsspezialisierung geht noch weiter. In diesem Fall ist es technisch und wirtschaftlich gerechtfertigt, jeder Maschine während der gesamten Produktionszeit der Serie die gleiche Operation zuzuweisen, sowie Sonderausstattungen herzustellen und ein separates Schneidwerkzeug sowie Mess- und Kontrollinstrumente zu verwenden.

In diesem Fall wird die Ausrüstung physisch in der Werkstatt bewegt und in die Reihenfolge der Vorgänge im technologischen Prozess eingeordnet.

Werkzeuge zur technologischen Prozessausführung

Der technologische Prozess existiert zuerst in den Köpfen der Technologen, dann wird er auf Papier und in modernen Unternehmen aufgezeichnet - in der Datenbank der Programme, die den Prozess des Product Lifecycle Management (PLM) bereitstellen. Der Übergang zu automatisierten Mitteln zum Speichern, Schreiben, Replizieren und Prüfen der Relevanz technologischer Prozesse ist keine Frage der Zeit, sondern eine Frage des Überlebens des Unternehmens im Wettbewerb. Gleichzeitig müssen Unternehmen den starken Widerstand hochqualifizierter Technologen des Schulwesens überwinden, die es über die Jahre gewohnt sind, technische Abläufe per Hand zu schreiben und dann zum Nachdruck zu geben.

Moderne Softwaretools ermöglichen es Ihnen, die im technischen Verfahren genannten Werkzeuge, Materialien und Geräte automatisch auf Anwendbarkeit und Relevanz zu überprüfen, bereits geschriebene technische Verfahren ganz oder teilweise wiederzuverwenden. Sie steigern die Produktivität des Technologen und reduzieren das Risiko menschlicher Fehler beim Schreiben eines technischen Prozesses erheblich.

Damit ein technologischer Prozess aus Ideen und Berechnungen Realität werden kann, braucht es physikalische Mittel zu seiner Umsetzung.

Die technologische Ausrüstung ist für die Installation, Befestigung, Orientierung im Raum und die Lieferung von Rohstoffen, Zuschnitten, Teilen, Einheiten und Baugruppen in die Bearbeitungszone bestimmt.

Dazu gehören je nach Branche Werkzeugmaschinen, Bearbeitungszentren, Reaktoren, Schmelzöfen, Schmiedepressen, Anlagen und ganze Komplexe.

Die Ausrüstung hat eine lange Lebensdauer und kann ihre Funktionen je nach Verwendung der einen oder anderen technologischen Ausrüstung ändern.

Die technologische Ausrüstung umfasst Werkzeuge, Formen, Matrizen, Vorrichtungen zum Ein- und Ausbau von Teilen, um den Zugang der Arbeiter zum Arbeitsbereich zu erleichtern. Das Zubehör ergänzt die Grundausstattung und erweitert deren Funktionalität. Es hat eine kürzere Lebensdauer und wird manchmal speziell für eine bestimmte Produktcharge oder sogar für ein einzigartiges Produkt hergestellt. Bei der Entwicklung einer Technologie ist es notwendig, universelles Zubehör zu verwenden, das für mehrere Standardgrößen des Produkts anwendbar ist. Dies ist besonders in der diskreten Industrie wichtig, wo die Werkzeugkosten nicht auf die gesamte Serie verteilt, sondern vollständig von den Kosten eines Produkts getragen werden.

Das Werkzeug ist so konstruiert, dass es eine direkte physikalische Wirkung auf das Material des Werkstücks ausübt, um dessen Form, Abmessungen, physikalische, chemische und andere Parameter an die in den technischen Bedingungen angegebenen anzupassen.

Bei der Auswahl eines Werkzeugs sollte ein Technologe nicht nur den Kaufpreis, sondern auch Ressourcen und Vielseitigkeit berücksichtigen. Es kommt oft vor, dass ein teureres Tool es ermöglicht, ein Mehrfaches von Produkten zu veröffentlichen, ohne es zu ersetzen, als ein billigeres Analogon. Darüber hinaus werden moderne vielseitige und schnelllaufende Werkzeuge auch die Bearbeitungszeiten reduzieren, was auch direkt zu Kosteneinsparungen führt. Technologen erwerben jedes Jahr mehr und mehr wirtschaftliche Kenntnisse und Fähigkeiten, und das Schreiben eines technischen Prozesses aus einer rein technologischen Angelegenheit wird zu einem ernsthaften Instrument zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens.

Eine Reihe von Techniken, die durchgeführt werden, um ein Produkt mit vorbestimmten Eigenschaften aus einem Ausgangsmaterial zu erhalten, werden als . bezeichnet technologischer Prozess.

Um einen einzelnen technologischen Prozess zu beschreiben oder mit anderen Prozessen zu vergleichen, werden verschiedene Indikatoren verwendet oder Optionen technologischer Prozess.

Materialeigenschaften des technologischen Prozesses yavl. technologische Parameter. Parameter können mechanische, elektrische, thermische, temporäre oder andere Größen sein.

Alle Parameter des technologischen Prozesses werden herkömmlicherweise in drei Gruppen unterteilt:

- private Parameter, ermöglicht, technologische Prozesse zu vergleichen, die dieselben Produkte herstellen und dieselbe Technologie verwenden. Zu den besonderen Parametern gehören: die Zusammensetzung und Konzentration des Einsatzmaterials, die Merkmale der verwendeten Geräte und Werkzeuge, die Verfahrensweisen (Temperatur, Druck) usw .;

- einzelne Parameter, So können Sie technologische Prozesse vergleichen, die die gleichen Produkte herstellen, aber unterschiedliche Technologien verwenden. Zu den Einheitsparametern gehören Ressourcenparameter (Materialintensität, Arbeitsintensität, Energieintensität, Kapitalintensität) sowie ein integraler Indikator wie die Kosten, der die tatsächlichen Kosten der Ressourcen in Geld für die Herstellung und den Verkauf von Produkten ausdrückt;

- generalisierte Parameter, mit denen Sie verschiedene technologische Verfahren vergleichen können. Dazu gehören in erster Linie konkrete, d.h. pro Produktionseinheit, monetär gerechnet, die Lebenshaltungskosten (menschliche) Arbeit und vergangene (materielle) Maschinenarbeit.

Werkzeuge, Arbeitsgegenstand für seltene exkl. nicht gefunden. im Posten. Kontakt, daher ist es notwendig. räumliche Bewegung ist gegeben. dieser Kontakt und Interaktion. Somit der Hauptteil des elementaren Aktes der Transformationen. Gegenstand der Arbeit in Produkte yavl. Prozess der direkten. die Auswirkung des Werkzeugs auf das Thema Arbeit. Dieser elementare Teil der Tech. Prozessbenennung. Arbeitshub. Der Arbeitszug führt zum Verrat. Eigenschaften des Arbeitsgegenstandes hin zum fertigen Produkt. Der Hilfsteil des Konverters. Gegenstand der Arbeit in ein Produkt yavl. die Räumlichkeit der Kombination mit dem Thema Arbeit. Dieser Teil ist hilfsweise. Prozessbenennung. Hilfs- Fortschritt.

Der Satz von Arbeits- und Hilfsbewegungen bildet einen technologischen Übergang.

Aufführen. technologisch den übergang ist es in der regel notwendig, ihre gruppe der hilfskräfte zu verwirklichen. Aktionen, aber ein höherer Lv. Es umfasst Aktionen zum Schließen von Werkzeugen und Teilen, zum Wechseln von Geräten usw. Diese Aktionen werden aufgerufen. Hilfs- Überleitung.

Technologisch und hilfs. der Übergang von einer technologischen Operation. Es zu tun. brauchen auch hilfsmittel. Aktionen Technologische. die Operation geht dem Transport des Arbeitsgegenstandes von einem Gerät zum anderen, Laden und Freigeben, Bewegen voraus. eins, das Sichern und Entfernen von Teilen. Diese Gruppe ist eine Hilfsgruppe. Aktionsname. Hilfs- Betrieb.

Nach dem Durchlaufen einer Reihe von technologischen. und hilfs. Operationen Gegenstand der Arbeit transformieren. in das Produkt, d.h.

die Menge der Operationen führt zur Produktion. Produkt, das yavl. Direkte. Ziel

Zur Durchführung technologischer Prozesse werden Apparate und Maschinen eingesetzt. Gerät ist ein Gerät oder eine Vorrichtung, die dazu bestimmt ist, einen bestimmten technologischen Prozess auszuführen (Fermenter, Kessel usw.). Unter dem Begriff "Auto" einen Mechanismus (oder eine Kombination von Mechanismen und Zubehör) verstehen, der dazu bestimmt ist, mechanische Energie in nützliche Arbeit umzuwandeln.

Technologische Prozesse können in allgemeine (grundlegende) und spezifische Prozesse unterteilt werden. Bei aller Vielfalt technologischer Prozesse in der Lebensmittel- oder Chemieindustrie sind viele von ihnen gemeinsames für verschiedene Branchen. Bei jeder Produktion findet beispielsweise eine Vermischung statt, die notwendig ist, um den Kontakt zwischen den Reaktionspartnern zu gewährleisten. In Zucker, alkoholischen Getränken, alkoholischen Getränken und vielen anderen Industrien wird die Verdampfung verwendet, um die Konzentration von Trockensubstanzen in Lösungen zu erhöhen. Der Trocknungsprozess ist der letzte Schritt bei der Herstellung von Zwieback, Teigwaren, Zucker, vielen Süßwaren, trockenen Milchprodukten, Gemüse und Obst, Vitaminen, nassem Getreide usw. Bei der gesamten Lebensmittelproduktion werden Kühl- und Heizprozesse verwendet.

Die Position eines Elements im Periodensystem, d.h. die Struktur der Elektronenhüllen von Atomen und Ionen bestimmt letztlich alle grundlegenden chemischen und eine Reihe von physikalischen Eigenschaften der Materie. Ein Vergleich der katalytischen Aktivität von Feststoffen mit der Position der sie bildenden Elemente im Periodensystem führte daher zur Identifizierung einer Reihe von Gesetzmäßigkeiten bei der Auswahl der Katalysatoren.

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Klassifizierung der technologischen Indikatoren von Katalysatoren. Grundlegende technologische Eigenschaften von heterogenen Katalysatoren. Labormethoden zu ihrer Bestimmung.

3.1 Klassifizierung der technologischen Indikatoren von Katalysatoren.

In der Katalyse sind die fruchtbarsten Konzepte diejenigen, die die chemische Entsprechung des Katalysators und der katalysierten Reaktion berücksichtigen.

Die Position eines Elements im Periodensystem, d.h. die Struktur der Elektronenhüllen von Atomen und Ionen bestimmt letztlich alle grundlegenden chemischen und eine Reihe von physikalischen Eigenschaften der Materie. Ein Vergleich der katalytischen Aktivität von Feststoffen mit der Position der sie bildenden Elemente im Periodensystem führte daher zur Identifizierung einer Reihe von Gesetzmäßigkeiten bei der Auswahl der Katalysatoren.

Für eine allgemeine Orientierung bei der Auswahl von Katalysatoren ist es sinnvoll, katalytische Verfahren nach dem Mechanismus der Katalysatorwirkung zu klassifizieren.

Bei der Herstellung eines neuen Feststoffkatalysators oder der Aufrüstung eines bestehenden Katalysators sollten die folgenden grundlegenden Parameter für Katalysatoren berücksichtigt werden:

Physikalisch und mechanisch;

Chemisch;

Operativ und wirtschaftlich.

Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften oder Parameter des Katalysators umfassen Porosität, Schüttdichte, wahre Dichte, spezifische Oberfläche, durchschnittliches Porenvolumen und Porenradialverteilung, fraktionierte Zusammensetzung, Partikelgröße, Amorphität oder Kristallinität, Partikelform, Wärmekapazität, Hitzebeständigkeit oder Wasser- Dampfhitzebeständigkeit. , die Fähigkeit zu vergiften und zu regenerieren.

Zu den chemischen Parametern von Katalysatoren gehören die chemische Zusammensetzung, der Gehalt an Verunreinigungen, die Fähigkeit zur Aktivierung (Förderung, Modifizierung) und Vergiftung, die Bildung von Legierungen, Modifikationen und Phasen sowie das Aufpfropfen von Aktivatoren auf die Oberfläche fester Katalysatoren.

Betriebswirtschaftliche und wirtschaftliche Indikatoren oder Eigenschaften von Katalysatoren sind Aktivität und Selektivität, leichte Regenerierbarkeit aus verschiedenen Ablagerungen und Einschlüssen (Koks, Oxide, reversible Gifte), die Möglichkeit, einfache Methoden zur Katalysatorsynthese im industriellen Maßstab zu schaffen, erhöhte Wärmekapazität, Schüttdichte, geringe Giftempfindlichkeit, lange Betriebsdauer im Reaktor ohne Regenerierung, gute Transport- und Lagerfähigkeit, leichte Abtrennung aus dem Reaktionsgemisch, Rohstoffverfügbarkeit für die Katalysatorherstellung und Umweltfreundlichkeit.

Technologische Eigenschaften fester Katalysatoren.

Die Auswahl von Katalysatoren für industrielle Prozesse ist eine äußerst schwierige Aufgabe. Katalysatoren sind hinsichtlich verschiedener chemischer Reaktionen sehr spezifisch. Bestehende Katalysetheorien erklären diese Spezifität durch eine Reihe energetischer und geometrischer Faktoren, wodurch ein gegebener Katalysator die Geschwindigkeit nur einer Reaktion oder einer sehr engen Gruppe von Reaktionen beeinflusst. Eine streng wissenschaftliche Auswahl eines spezifischen Katalysators für einen gegebenen chemisch-technologischen Prozess ist nicht immer möglich, obwohl die Theorie der katalytischen Prozesse in den letzten Jahrzehnten stark weiterentwickelt wurde und durch viele neue Errungenschaften gekennzeichnet ist.

Feste Katalysatoren sind in der Regel hochporöse Stoffe mit einer entwickelten inneren Oberfläche, die sich durch eine bestimmte poröse und kristalline Struktur, Aktivität, Selektivität und eine Reihe weiterer technologischer Eigenschaften auszeichnen.

3.2 Die Hauptmerkmale fester Katalysatoren.

3.2.1 Aktivität.

Beim Vergleich verschiedener Katalysatoren wird in der Regel der aktivere gewählt, wenn er die grundlegenden technologischen Anforderungen erfüllt.

Die Katalysatoraktivität ist ein Maß für die Beschleunigungswirkung in Bezug auf eine gegebene Reaktion.

Um die Aktivität in einer industriellen Umgebung zu quantifizieren, bestimmen Sie:

- allgemeine Umwandlung des Ausgangsmaterials;

- die Ausbeute des Zielprodukts;

- die Umwandlungsrate einer bestimmten Menge von Rohstoffen pro Zeiteinheit;

– pro Masseneinheit des Katalysators;

– pro Einheitsvolumen des Katalysators;

- pro Oberflächeneinheit des Katalysators;

- für ein einzelnes aktives Zentrum, das als objektives Kriterium zum Vergleich der Aktivität gleicher oder unterschiedlicher Katalysatoren von wissenschaftlichem Interesse ist.

Aufgrund der Vielzahl katalytischer Prozesse gibt es kein einziges quantitatives Kriterium für die Aktivität. Dies liegt daran, dass die Verwendung verschiedener Katalysatoren, selbst für dieselbe chemische Reaktion, ihren Mechanismus auf unterschiedliche Weise ändern kann. Der Einsatz eines Katalysators führt in der Regel zu einer Änderung der Reaktionsordnung, der Aktivierungsenergie und des präexponentiellen Faktors.

Ein quantitatives Kriterium für die Aktivität eines Katalysators bei einer gegebenen Reaktion kann beispielsweise die Geschwindigkeitskonstante sein, die für verschiedene Katalysatoren unter vergleichbaren Bedingungen gemessen wird (Standard). Dieser Ansatz ist anwendbar, wenn die Reaktionsordnung für alle verglichenen Katalysatoren einer gegebenen Gruppe gleich bleibt.

Wenn die katalytische Reaktion von derselben Ordnung ist wie die nichtkatalytische, d. h. ihre Geschwindigkeitskonstanten k kt und k - die gleichen Maßeinheiten haben, dann kann die Aktivität von Katalysator A als Verhältnis der Konstanten bestimmt werden

wobei E ° und E die Aktivierungsenergien von katalytischen und nichtkatalytischen Reaktionen sind, exp ist ein exponentieller Faktor.

Aus der exponentiellen Abhängigkeitsgleichung folgt, dass die Aktivität umso höher ist, je stärker die Aktivierungsenergie in Gegenwart eines Katalysators abnimmt. Dabei ist jedoch zu beachten, dass sich in Gegenwart eines Katalysators nicht nur die Aktivierungsenergie, sondern auch der präexponentielle Faktor ändert. Die Aktivitätszunahme aufgrund einer Abnahme der Aktivierungsenergie wird durch eine Abnahme der gehemmt

K ca. km im Vergleich zu KÖ (es tritt der sogenannte Ausgleichseffekt ein).

Manchmal werden Katalysatoren nach der Reaktionsgeschwindigkeit oder dem Umwandlungsgrad der Reaktanten unter Standardbedingungen verglichen, je nach der Menge der Reaktanten, die pro Zeiteinheit pro Oberflächeneinheit des Katalysators interagieren (Produktivität oder Spannung, Katalysator), usw. .

Die Aktivität eines Katalysators für ein im kinetischen Bereich ablaufendes Verfahren wird zuallererst durch die Art der Reaktanten und die Spezifität der Katalysatoren bestimmt, d.h. die Aktivität des Katalysators entspricht seiner Aktivität bei einer chemischen Reaktion.

In Fällen jedoch, in denen die Geschwindigkeiten der chemischen und diffusen Katalysestufen vergleichbar sind, stimmt die Aktivität des Katalysators nicht mit seiner Aktivität in der chemischen Reaktion überein.

Um die Aktivität eines Katalysators bei einer Reaktion unter verschiedenen Bedingungen zu vergleichen, wird die Intensität des Prozesses an einem bestimmten Katalysator als Maß für die Aktivität verwendet. Sie wird durch die Produktmenge ausgedrückt, die pro Zeiteinheit aus einem Katalysatorvolumen gewonnen wird.

A = G pr. / (V Kat.t) 3,2

Oder pro Gewichtseinheit

A schlägt = G pr / (G cat t) 3.3

Der Vergleich der Aktivität verschiedener Katalysatoren bei diesem Verfahren unter diesen Standardbedingungen erfolgt nach Maßgabe des Umsetzungsgrades der Grundsubstanz und die Bestimmung der Aktivität nach Maßgabe des Umsetzungsgrades.

Die Hauptfaktoren, die die Aktivität von Katalysatoren beeinflussen.

Katalysatorkonzentration - es gibt fast immer einen Überschuss an Katalysator im Reaktionssystem, weil ein Teil der Masse des Katalysators nimmt entweder gar nicht oder nur unwesentlich an der Reaktion teil.

Konzentration des Aktivators oder Promotors – wenn die Menge des Aktivators oder Promotors groß ist, werden einige der aktiven Zentren des Katalysators ausgesiebt und die Gesamtaktivität nimmt ab.

Die Konzentration der Ausgangsstoffe – weichen sie stark von den benötigten Stoffen in der Reaktion ab, können die Grenzstufen des Verfahrens ersetzt werden, d.h. beispielsweise der Übergang vom externen Diffusionsbereich zum kinetischen Bereich oder umgekehrt.

Konzentration der resultierenden Produkte – normalerweise verlangsamt eine Konzentrationserhöhung die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit, weil in diesem Fall verschiebt sich das Adsorptionsgleichgewicht und die vom Produkt eingenommene Katalysatoroberfläche nimmt zu. Diese Oberfläche wird entweder vom weiteren Betrieb des Katalysators abgesperrt oder, schlimmer noch, es treten an ihr sekundäre Nebenreaktionen auf.

Ein starker Anstieg der Produktkonzentration führt manchmal zu einer vollständigen Vergiftung des Katalysators. Manchmal treten diese Phänomene so schnell auf, dass der Katalysator nach 5 - 15 Minuten inaktiv wird und eine Regeneration erfordert.

Beispiel: Katalytisches Cracken, Verweilzeit 15 - 30 Minuten.

Verunreinigungskonzentration – Verunreinigungen verlangsamen immer die Reaktionsgeschwindigkeit. Wenn die Verunreinigungen inert sind, ist diese Abnahme nicht signifikant, sind es "Kontaktgifte", dann ist ihr Einfluss sehr stark, eine Vorreinigung des Rohstoffs ist erforderlich.

Mediumstemperatur und -druck – dieser Einfluss ist für jede Reaktion auf seine Weise mehrdeutig.

T – hat einen signifikanten Einfluss auf die Geschwindigkeit des Prozesses, der sowohl in den kinetischen als auch in den Diffusionsbereichen abläuft.

Bei erhöhtem Druck werden eine Reihe von katalytischen Verfahren durchgeführt, um das Gleichgewicht zum Produkt hin durchzumischen.

Strukturelle Eigenschaften von Katalysatoren – allgemeiner Trend – feinporige Katalysatoren werden bevorzugt.

Das Molekulargewicht der Ausgangsstoffe - dieser Faktor hat beim Fließen im kinetischen Bereich fast keinen Einfluss, unbedeutend - im äußeren Diffusionsbereich und stark - im Intra-Diffusionsbereich.

3.2.2 Selektivität (Selektivität) von Katalysatoren.

Die Selektivität ist besonders wichtig für Mehrwege-Parallelreaktionen sowie für Reaktionen einer Reihe von sequentiellen Transformationen.

Komplexe katalytische Reaktionen können entlang mehrerer thermodynamisch möglicher Richtungen unter Bildung einer Vielzahl unterschiedlicher Produkte ablaufen. Der überwiegende Reaktionsverlauf hängt vom verwendeten Katalysator ab, und der Prozess ist nicht immer beschleunigt, der thermodynamisch günstigste von mehreren möglichen.

Von einer Reihe thermodynamisch möglicher Reaktionen sollte ein selektiver Katalysator die Reaktion nur beschleunigen, um das Zielprodukt zu erhalten. Typischerweise wird durch den selektiven Katalysator die Zielumwandlungstemperatur gesenkt und dadurch Nebenreaktionen unterdrückt.

Selektivität oder Selektivität eines Katalysators ist seine Fähigkeit, die Zielreaktion in Gegenwart mehrerer Nebenwirkungen selektiv zu beschleunigen.

Quantitativ kann die Selektivität des Katalysators als Selektivität des Prozesses abgeschätzt werden - integral oder differentiell. Wenn mehrere parallele Reaktionen gleichzeitig ablaufen, können für jede dieser Reaktionen unterschiedliche selektive Katalysatoren ausgewählt werden.

Beispiel: In Gegenwart von Aluminiumoxid oder Thoriumoxid zersetzt sich Ethanol hauptsächlich in Ethylen und Wasser:

C 2 H 5 OH ---> C 2 H 4 + H 2 O

In Gegenwart von Silber, Kupfer und anderen Metallen findet praktisch nur die Reaktion der Alkoholdehydrierung unter Bildung von Acetaldehyd statt:

C 2 H 5 OH ---> CH 3 CHO + H 2

In Gegenwart eines Mischkatalysators (A1 2 Unzen + ZnO ) mit ausreichend hoher Selektivität finden Dehydratisierungs- und Dehydrierungsreaktionen unter Bildung von Butadien statt:

2 C 2 H 5 OH ---> C 4 H 6 + 2H 2 O + H 2,

Die Selektivität hängt nicht nur vom gewählten Katalysator ab, sondern auch von den Prozessbedingungen, vom Bereich des heterogenen katalytischen Prozesses (kinetisch, externe oder interne Diffusion) etc.

Ein Beispiel für die selektive Wirkung von Katalysatoren ist die Oxidation von Ammoniak bei der Herstellung von Salpetersäure.

Mehrere parallele und sequentielle Reaktionen sind möglich:

1. 4 NH 3 + 3 O 2 = 2 N 2 + 6 H 2 O + 1300 KJ;
2. 4 NH 3 + 4 O 2 = 2 N 2 O + 6 H 2 O + 1100 KJ;
3. 4 NH 3 + 5 O 2 = 4 N O + 6 H 2 O + 300 KJ;

3. Reaktion ist aktiver bei Pt Katalysator; Oxidkatalysator 1 und 2 sind gleich.

Die Selektivität wird nach folgender Formel bewertet:

A -> B + C,

Wo B das Ziel ist, ist C das Sekundäre.

S =,

Die Gesamtselektivität des Katalysators kann durch das Verhältnis der Menge des Zielprodukts (B) zur Gesamtmenge der Ziel- und Nebenprodukte (C) ausgedrückt werden.

Die Selektivität wird von denselben Parametern beeinflusst wie die Aktivität, aber die Art des Einflusses der Parameter ist etwas anders:

Die Selektivität nimmt in der Regel mit zunehmender Kontaktzeit der Reaktanden mit dem Katalysator ab, d.h. mit einer Verringerung der volumetrischen Zufuhrrate von Rohstoffen, insbesondere für diejenigen Reaktionen, bei denen das Zielprodukt ein Zwischenprodukt ist: A --- B --- C.

Die Volumengeschwindigkeit bestimmt die Gleichgewichtseinstellung im System, die Reaktionsrichtung und die Produktausbeute.

Es ist das Verhältnis des Volumens des Gasgemisches, reduziert auf Normalbedingungen (NU), das pro Zeiteinheit passiert, zum Schüttvolumen des Katalysators.

V = V g.c. / V-Kat. 3,4

Beispiel:

Betrachten Sie Systeme zur Umwandlung von n-Paraffinen.

Bei hohen Temperaturen und niedrigen Drehzahlen von n-Paraffinen C 6 - C 8 einbiegen in Pt - Katalysatoren, die Hauptreaktion ist die Reaktion der Aromatisierung oder Dehydrocyclisierung von n-Paraffinen.

Bei hohen Temperaturen und mittleren Geschwindigkeiten Pt - Katalysatoren, die Hauptreaktion ist die Isomerisierungsreaktion, n-Paraffine werden in Olefine umgewandelt und isomerisiert. Da die Geschwindigkeit im 1. Fall höher ist, hat die Zyklisierung keine Zeit zum Auftreten.

Bei hohen Temperaturen und hohen Geschwindigkeiten erfolgt der Hydrocrackprozess - Paraffine werden gespalten, Olefinradikale werden mit Wasserstoff gesättigt und in andere Paraffine umgewandelt, aber da die Geschwindigkeiten hoch sind, haben die gebildeten Paraffine keine Zeit zum Isomerisieren und Cyclisieren.

Die Temperatur beeinflusst diese Prozesse ähnlich wie die Raumgeschwindigkeit. Bei hohen Temperaturen - monozyklisches A R Kohlenwasserstoffe, wenn die Temperatur auf 500 . ansteigtÖ C - bicyclisches A r Kohlenwasserstoffe.

Die Wechselwirkung zwischen Katalysator und Medium beschränkt sich nicht auf den Einfluss des Katalysators auf die Reaktionspartner, sondern es findet auch eine Rückkopplung zwischen Medium und Katalysator statt. Wir können über die katalytische Aktivität des gesamten Systems sprechen, einschließlich der Kontaktmasse und der Reaktionsmischung.

In einem Katalysator kann sich unter dem Einfluss der Umgebung ändern: der Zustand der Oberfläche; strukturelle Eigenschaften der Kontaktmasse; chemische Zusammensetzung und Eigenschaften des gesamten Katalysatorvolumens ohne Bildung neuer Phasen; chemische Zusammensetzung unter Bildung neuer Phasen.

3.2.3 Zündtemperatur.

Ein wichtiges technologisches Merkmal neben der Aktivität und Selektivität ist die Katalysatorzündtemperatur Tzag.

Das Konzept der "Zündung" bedeutet, dass, wenn die Temperatur über den Grenzwert von Tcg ansteigt, die Reaktionsgeschwindigkeit steil und abrupt ansteigt. Die Zündung kann auch bei nicht-katalytischen Reaktionen erfolgen.

Die Zündtemperatur ist die Mindesttemperatur, bei der sich der technologische Prozess mit einer für praktische Zwecke ausreichenden Geschwindigkeit zu bewegen beginnt.

Die Katalysatorzündtemperatur ist die Mindesttemperatur, bei der der Katalysator eine ausreichende Aktivität aufweist, um einen autothermen Prozess in einer industriellen Umgebung durchzuführen.

Dieser Faktor wird hauptsächlich bei der Durchführung von reversiblen Hochtemperaturreaktionen in adiabatischen Festbettreaktoren berücksichtigt.

Ein adiabatischer Reaktor ist ein System, dem die Möglichkeit genommen wird, ihn von außen zuzuführen oder in die Umgebung abzuführen.

Beim grafischen Lösen des Gleichungssystems der Stoff- und Wärmebilanzen eines Durchflussreaktors bei der Durchführung einer exothermen Reaktion darin. Angenommen, die relative Position der Linien, die die Stoff- und Wärmebilanzgleichungen beschreiben, entspricht der in der Zeichnung gezeigten, d. Dann eine kleine Änderung der Anfangstemperatur am Eintritt in den Reaktor von T 1 - T bis T 1 - T führt zu einer abrupten Änderung des im Reaktor erreichten Umsatzes von X A; 1 bis X A, 2 ... Dies bedeutet, dass bei gleichen Werten des Reaktorvolumens und des Volumenstroms der Reagenzien durch ihn ein starker Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeit (und gleichzeitig der Geschwindigkeit der Wärmefreisetzung) auftrat.

Daher ist die Temperatur T 1 und ist die Zündtemperatur. Numerischer Wert von T 1 in der Zeichnung (und dementsprechend die Position von Punkt A) wird hauptsächlich durch die kinetischen Merkmale der Reaktion bestimmt, die die Position der Linie 1 der Stoffbilanzgleichung beeinflussen. Da jeder Katalysator durch seine eigenen kinetischen Parameter gekennzeichnet ist, sind die Zündtemperaturen für verschiedene Katalysatoren unterschiedlich.

Zeichnung. Gemeinsame Lösung der Stoff- und Wärmebilanzgleichungen eines Durchflussreaktors:

1 - die Linie der Materialbilanzgleichung; 2 — Linie der Wärmebilanzgleichung

Aus technologischer Sicht ist es besser, Katalysatoren mit niedriger Zündtemperatur zu verwenden, wodurch der Energieverbrauch für die Vorwärmung des Reaktionsgemisches reduziert werden kann.

Für exotherme Reaktionen kann der Begriff "Zündtemperatur" quantitativ spezifiziert werden. Je niedriger die Temperatur des Prozesses ist, desto geringer ist die Reaktionsgeschwindigkeit und desto weniger Wärme wird freigesetzt. Bei einer bestimmten Mindesttemperatur (Zündtemperatur) wird die Wärmefreisetzungsrate gleich der Wärmeabfuhrrate (Wärmeverbrauch zum Erwärmen des anfänglichen Reaktionsgemisches und Wärmeabfuhr mit den Reaktionsprodukten). Somit ist die Zündtemperatur für exotherme Reaktionen die Mindesttemperatur, bei der der Prozess autothermisch ohne Wärmezufuhr von außen durchgeführt werden kann.

Besonders wichtig ist eine niedrige Zündtemperatur des Katalysators bei der Durchführung von reversiblen exothermen Reaktionen, denn niedrige Temperaturen während des Prozesses ermöglichen es, das Gleichgewicht der Reaktion in Richtung ihrer Produkte zu verschieben.

3.2.4 Lebensdauer des Katalysators.

Die Katalysatorlebensdauer ist in einer Laborumgebung extrem schwer abzuschätzen, weil Die katalytische Aktivität ist durch viele Faktoren gekennzeichnet, die im Labor schwer zu berücksichtigen sind, zum Beispiel: Verkokung; chemische Vergiftung; Rekristallisation im Fall der Verwendung eines Trägers mit einer kristallinen Struktur.

Das Katalysatorleben kann wie folgt ausgedrückt werden:

1. In Zeiteinheiten (zum Beispiel: für katalytisches Cracken - mehrere Sekunden und Ammoniaksynthese - mehrere Jahre);
2. In der Zwischenzeit zwischen Regeneration oder Gesamtdauer bis zum vollständigen Aktivitätsverlust.

Beständigkeit gegen oxidative Regeneration: Gesamtlebensdauer des Katalysators geteilt durch die Regenerationszeit.

1. Die während des gesamten Betriebs des Katalysators erhaltene Masse des Produkts.

Manchmal ist es vorteilhafter, einen Katalysator mit Restaktivität zu ersetzen, als ihn im Reaktor zu belassen, bis er vollständig deaktiviert ist.

Kosten für das Nachladen des Katalysators

Dauer der Arbeit

Je mehr der Katalysator gearbeitet hat, desto geringer sind die Kosten für den Austausch, dies sollte jedoch mit der Aktivität des Katalysators korrelieren, er nimmt mit der Betriebsdauer ab.

Beim Austausch eines Katalysators durch einen neuen oder bei der Suche nach einer Intensivierung sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:

1. Einfach beim Austausch des Katalysators;
2. Abmessungen von Industriereaktoren;
3. Die Kosten für den Austausch von Katalysatoren;
4. Verluste, die mit einer Abnahme der Gesamtleistung der Katalysatoren verbunden sind;
5. Die Komplexität der Herstellung neuer aktiver Katalysatoren.

3.2.5 Wärmeleitfähigkeit von Katalysatorkörnern.

Wärmeleitfähigkeit von Katalysatorkörnern - hilft beim Temperaturausgleich im Katalysatorbett und verringert die Temperaturdifferenz im adiabatischen Reaktor.

Ist die thermische Wirkung sehr hoch, so ist neben der Aktivität die Wärmeleitfähigkeit des Katalysators der wichtigste Faktor, da ein solcher Katalysator in der Lage ist, lokale Überhitzungen, die zu einer Abnahme der Produktausbeute führen, aufgrund darauf, dass im Abschnitt (bei isothermer) Koksbildung auftritt.

Und bei exothermen Prozessen führt eine geringe Wärmeleitfähigkeit zu Folgendem: Die Adsorption von Rohstoffen an Katalysatorkörnern wird gestört und es beginnt die kapillare Kondensation von Rohstoffdämpfen, Reagenzien in den Poren des Katalysators – alles ist in einem Festbett essentiell.

3.2.6 Festigkeit und Haltbarkeit.

Festigkeit und Haltbarkeit - müssen den normalen Betrieb des Katalysators über mehrere Jahre gewährleisten.

In einem Katalysatorfestbett treten Festigkeitsverluste aus folgenden Gründen auf:

1. aufgrund von Temperaturänderungen;

2. aufgrund der Erosion des Katalysatorkorns durch einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom von Reagenzien;

3. aufgrund des Drucks der Schicht der darüber liegenden Katalysatorkörner.

Die Druckfestigkeit der Festbettkatalysatoren sollte 0,7 - 11 MPa betragen.

Unter Festigkeit versteht man in einem Katalysator-Wanderbett die Verschleißfestigkeit des Katalysatorkorns bei Reibung und Aufprall gegeneinander, gegen die Wände des Reaktors, Regenerators, Aufzugs oder der Rohrleitung.

Abriebfestigkeit wird durch zwei Gründe charakterisiert: Abriebfestigkeit und Spaltfestigkeit.

Das Verhältnis zwischen Festigkeit und Spaltung bestimmt die Fließbettfestigkeit des Katalysators.

Führen Sie das Konzept „Katalysatorverbrauch pro Tonne Rohmaterial“ oder Katalysatorverbrauch pro Tonne frisch beladenen Katalysators ein.

3.2.7 Katalysatorkosten.

Die Kosten des Katalysators machen einen kleinen Prozentsatz der Kosten des resultierenden Produkts aus.

Der Reforming-Katalysator kostet 300.000 - 0,01% aller Reforming-Kosten.

Katalysatorkomponenten sind sehr teuer - Pt.

Möglichkeiten zur Kostenreduzierung:

1. Aufbringen einer teuren Komponente des Katalysators auf den Träger;

2. Rationale Technologie seiner Herstellung.

Alle diese Verbrauchereigenschaften werden durch zwei Faktoren bestimmt:

1. Die Zusammensetzung der Kontaktmassen;
2. Poröse Struktur.

Die Möglichkeit, dieses oder jenes Material für die Herstellung verschiedener Produkte zu verwenden, wird durch eine ganze Reihe von Qualitäten und Eigenschaften bestimmt. Die Hauptrolle bei der Wahl des Verarbeitungsverfahrens spielen die technologischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen, die die Möglichkeit ihrer Verwendung zur Herstellung eines bestimmten Produkts bestimmen.

Grundeigenschaften von Metallen

Alle grundlegenden Eigenschaften von Metallen und ihren Legierungen lassen sich nach einer Reihe von Indikatoren klassifizieren, von denen jeder einen erheblichen Einfluss auf den Umfang des Materials hat.

• Zu den physikalischen Eigenschaften von Metallen gehören ihr Gewicht, ihre Wärmekapazität, ihre Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten und andere ähnliche Indikatoren. Jeder versteht, dass die Verwendung von beispielsweise Gusseisen im Flugzeugbau unmöglich ist und jedes Metall, das den Strom perfekt leitet, für die Herstellung von Isolatoren nicht geeignet ist.
• Die mechanischen Eigenschaften werden durch die Fähigkeit bestimmt, verschiedenen Belastungen standzuhalten, einschließlich Härte, Duktilität, Elastizität und vielen anderen Eigenschaften.
• Die Leistung kennzeichnet die Möglichkeit, Metall für den Betrieb unter verschiedenen Bedingungen zu verwenden - Abriebfestigkeit, hohe und niedrige Temperaturen usw.
• Die chemischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen werden durch die Fähigkeit ihrer Bestandteile bestimmt, mit anderen Stoffen zu reagieren. So weiß zum Beispiel jeder, dass Gold nicht für die Einwirkung von Säuren geeignet ist, was von anderen Metallarten nicht gesagt werden kann.
• Die technologischen Eigenschaften des Materials bestimmen die Liste der Produktionsverfahren, die auf das Metall in der Weiterverarbeitung anwendbar sind.

Metalle - technologische Eigenschaften

Zu den wichtigsten technologischen Eigenschaften gehören die folgenden Eigenschaften:

• Flüssiges Fließvermögen (Gießen) - die Fähigkeit eines Materials im geschmolzenen Zustand, eine Gießform zu füllen, ohne Hohlräume zu hinterlassen.
• Schweißbarkeit - die Fähigkeit, unter dem Einfluss verschiedener Schweißarten (Gas, Elektro, Druck) dauerhafte Verbindungen von Teilen herzustellen.
• Formbarkeit (Verformbarkeit) - die Fähigkeit, die Form eines Produkts im heißen Zustand oder bei normaler Temperatur unter Druckeinfluss zu ändern.
• Härtbarkeit - die Fähigkeit, verschiedene Eigenschaften eines Metalls durch Abschrecken in unterschiedlichen Tiefen zu verbessern.
• Die Fähigkeit zur Metallbearbeitung mit Schneidegeräten zeigt die Fähigkeit, Dreh- und Fräsoperationen durchzuführen.

All diese technologischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen in Kombination bestimmen den weiteren Anwendungsbereich.

Technologische Eigenschaften von Stahl

Stahl gilt als eines der am häufigsten verwendeten Metalle, seine technologischen Eigenschaften hängen von der chemischen Zusammensetzung ab, verschiedene darin enthaltene Verunreinigungen können diese Eigenschaften verbessern oder verschlechtern.

Zu den negativen Verunreinigungen, die die technologischen Eigenschaften erheblich beeinflussen, gehören Schwefel und Phosphor. Ein Überschuss dieser Stoffe kann zu Rot- bzw. Kaltsprödigkeit führen. Das heißt, Stahl mit einem Überschuss an Schwefel wird beim Erhitzen spröde, und wenn er viel Phosphor enthält, bricht er bei niedrigen Temperaturen. Deshalb werden beim Schmelzen von Stahl viele Anstrengungen unternommen, um diese Verunreinigungen im Metall zu reduzieren, aber leider ist es unmöglich, sie vollständig zu entfernen.

Wie Sie sehen, haben die chemischen Bestandteile des Stahls eine große Bedeutung für seine technologischen Eigenschaften, daher muss bei der Wahl des Verarbeitungsverfahrens eine gründliche Analyse der Legierungszusammensetzung durchgeführt werden, da sonst Probleme auftreten können, sowohl bei der Herstellung als auch während der Verarbeitung Betrieb des Produkts.