Glavne tehnološke karakteristike suspenzija vode i goriva. Glavne tehnološke karakteristike polimernih materijala Izgled konstruktivnog dijela temelja

Glavni zadatak tehnologa je stvaranje tehnoloških procesa visokih performansi.

Strukturno, tehnološki se proces sastoji od skupa tehnoloških operacija (TO) potrebnih za proizvodnju proizvoda u skladu sa zahtjevima regulatornih i tehničkih dokumenata.

Tehnološki proces se dijeli na tehnološke operacije. Utvrđivanje sadržaja i slijeda operacija uključeno je u zadatak izrade tehnološkog procesa.

Osim tehnoloških operacija, postoje pomoćne operacije. To uključuje transport, kontrolu, označavanje itd.

Organizacija fleksibilne proizvodnje, kao i svaka druga, podliježe takvoj generalni principi:

• proporcionalnost, odnosno osiguravanje iste propusnosti različitih GPS-a zbog mogućnosti djelomične preraspodjele opterećenja između njih;
• specijalizacije, odnosno raspodjela posla između razna poduzeća, radionice, sekcije, individualni FMS i fleksibilni proizvodni moduli (FPM) prema tehnološkom načinu izrade;
• standardizacija, koji je glavni alat za smanjenje asortimana proizvedenih proizvoda, koji vam omogućuje da ograničite asortiman proizvoda za jednu svrhu, povećate opseg proizvodnje i olakšate prijelaz s višeproizvodnog FMS-a na produktivniji fleksibilniji automatizirana proizvodnja(GAP);
• ritam, tj. osiguravanje puštanja proizvoda u raspored, što doprinosi smanjenju braka;
• izravni tok- u ovom slučaju svi materijalni tokovi proizvodnje pokreću se najkraćim putem;
• automatizam, tj. automatizacija svih tehnoloških operacija, što doprinosi povećanju produktivnosti rada i kvalitete proizvoda.

ali Osnovni principi organizacija proizvodnje, koja otkriva sve mogućnosti GAP-a, su:

• kontinuitet procesa, otklanjanje ili značajno smanjenje različitih prekida u proizvodnji pojedinog proizvoda;
• paralelizam procesa- omogućuje istovremeno izvođenje različitih dijelova proizvodnog procesa. Naime, dolazi do organskog spajanja projektantske i tehnološke pripreme proizvodnje, glavnih i pomoćnih procesa. Paralelizam je također osiguran centralizacijom i integracijom procesa upravljanja.

Glavni parametri tehnološkog procesa su:

• točnost (stupanj usklađenosti parametara proizvedenog proizvoda s parametrima navedenim u regulatornoj i tehnološkoj dokumentaciji). Treba razumjeti da su uzrok odstupanja proizvodne pogreške (sustavne ili nasumične), te znati analizirati uzroke njihovog nastanka i rezultat njihovog utjecaja na tehnološki proces;
• stabilnost - svojstvo tehnološkog procesa (TP) da zadrži vrijednosti pokazatelja kvalitete proizvoda u određenim granicama određeno vrijeme;
• produktivnost - svojstvo TP-a da osigura puštanje određenog broja proizvoda u određenom vremenskom razdoblju. Razlikovati produktivnost po satu, smjeni, mjesečno, itd.;
• trošak proizvodnje, koji je određen troškom njegove proizvodnje.

Osim toga, važan parametar je i produktivnost dizajna proizvoda, koja se može ocijeniti i kvalitativno i kvantitativno - izračunom određenih pokazatelja.

Prvi pouzdano poznati tehnološki procesi razvijeni su u starom Sumeru - na glinenoj pločici u klinastom pismu opisan je postupak pravljenja piva u operacijama. Od tada su se načini opisivanja tehnologija za proizvodnju hrane, alata, kućanskih potrepština, oružja i nakita – svega što je čovječanstvo izradilo, znatno zakomplicirali i poboljšali. Suvremeni tehnološki proces može se sastojati od desetaka, stotina, pa čak i tisuća pojedinačnih operacija, može biti multivarijatan i granan ovisno o različitim uvjetima. Izbor ove ili one tehnologije nije lak izbor određenih strojeva, alata i opreme. Također je potrebno osigurati usklađenost tehnički podaci, planski i financijski pokazatelji.

Definicija i karakterizacija

GOST daje znanstveno rigoroznu, ali previše suhoparnu i znanstveno formuliranu definiciju tehnološkog procesa. Ako govorimo o konceptu tehnološkog procesa, više prostim jezikom, tada je tehnološki proces skup operacija raspoređenih određenim redoslijedom. Usmjeren je na pretvorbu sirovina i zaliha u gotove proizvode. Da bi to učinili, izvode određene radnje, koje se obično izvode mehanizmima. Tehnološki proces ne postoji sam za sebe, već je najvažniji dio općenitijeg, koji općenito uključuje i procese ugovaranja, nabave i logistike, prodaje, upravljanja financijama, administrativnog upravljanja i kontrole kvalitete.

Tehnolozi zauzimaju vrlo važnu poziciju u poduzeću. Oni su svojevrsni posrednik između dizajnera koji kreiraju ideju proizvoda i izrađuju njegove crteže, te proizvodnje, koja će te ideje i crteže morati pretočiti u metal, drvo, plastiku i druge materijale. Prilikom razvoja tehničkog procesa, tehnolozi rade u bliskom kontaktu ne samo s projektantima i proizvodnjom, već i s logistikom, nabavom, financijama i kontrolom kvalitete. Tehnički proces je točka u kojoj se konvergiraju zahtjevi svih ovih odjela i između njih postoji ravnoteža.

Opis tehnološkog procesa trebao bi biti sadržan u dokumentima kao što su:

• Karta rute je opis visoke razine koji navodi rute za premještanje dijela ili obratka s jednog radnog mjesta na drugo ili između radionica.
• Operativna karta - opis srednje razine, detaljniji, na njoj su navedeni svi operativni prijelazi, operacije instalacije-demontaže, korišteni alati.
• Tehnološka karta - dokument najniže razine, sadrži najdetaljniji opis procesa obrade materijala, zaliha, jedinica i sklopova, parametre tih procesa, radne nacrte i opremu koja se koristi.

Tehnološka karta, čak i za naizgled jednostavan proizvod, može biti prilično debeo volumen.

Za usporedbu i mjerenje tehnoloških procesa masovne proizvodnje koriste se sljedeće karakteristike:

Proizvodni program poduzeća sastoji se od proizvodnih programa njegove radionice i mjesta. Sadrži:

• Popis proizvedenih artikala s pojedinostima o vrstama, veličinama, količinama.
• Rasporedi puštanja vezani uz svaki ključni datum određene količine proizvedenih proizvoda.
• Broj rezervnih dijelova za svaki artikl kao dio procesa podrške životnom ciklusu proizvoda.
• Izvedba projektne i tehnološke dokumentacije, 3D modeli, crteži, detalji i specifikacije.
• Specifikacije za proizvodnju i metode upravljanja kvalitetom, uključujući programe i metode ispitivanja i mjerenja.

Proizvodni program je dio općeg poslovnog plana poduzeća za svako plansko razdoblje.

Vrste tehničkih procesa

Klasifikacija tehničkih procesa provodi se prema nekoliko parametara.

Prema kriteriju učestalosti ponavljanja u proizvodnji proizvoda, tehnološki se procesi dijele na:

• stvara se jedinstveni tehnološki proces za proizvodnju dijela ili proizvoda koji je jedinstven u pogledu dizajna i tehnoloških parametara;
• stvara se tipičan tehnički proces za određeni broj proizvoda iste vrste, sličnih po dizajnu i tehnološkim karakteristikama. Jedan tehnički proces, zauzvrat, može se sastojati od skupa standardnih tehničkih procesa. Što se više standardnih tehničkih procesa koristi u poduzeću, to je niži trošak predproizvodnje i veći ekonomska učinkovitost poduzeća;
• grupni tehnički proces priprema se za dijelove koji su strukturno različiti, ali tehnološki slični.

Prema kriteriju novosti i inovativnosti, razlikuju se sljedeće vrste tehnoloških procesa:

• Tipično. Glavni tehnološki procesi koriste tradicionalne, provjerene dizajne, tehnologije i operacije za obradu materijala, alata i opreme.
• Obećavajuće. Takvi procesi koriste najnaprednije tehnologije, materijale, alate, tipične za vodeće industrije.

Prema kriteriju stupnja detaljnosti razlikuju se sljedeće vrste tehnoloških procesa:

• Tehnički proces usmjeravanja izvodi se u obliku karte rutiranja koja sadrži informacije najviše razine: popis operacija, njihov redoslijed, klasu ili skupinu korištene opreme, tehnološku opremu i opće vremensko ograničenje.
• Proces korak po korak sadrži detaljan slijed obrade do razine prijelaza, načina rada i njihovih parametara. Izvodi se u obliku operativne kartice.

Tehnologija procesa korak po korak razvijena je tijekom Drugog svjetskog rata u Sjedinjenim Državama zbog nedostatka kvalificiranih radna snaga. Detaljni i detaljni opisi svake faze tehnološkog procesa omogućili su da se u posao uključe ljudi koji nisu imali iskustva u proizvodnji i da se na vrijeme ispune velike vojne narudžbe. U mirnodopsko vrijeme i dostupnost, dobro obučen i dovoljno iskusan proizvodno osoblje korištenje ove vrste tehnološkog procesa dovodi do neproduktivnih troškova. Ponekad nastane situacija u kojoj tehnolozi marljivo objavljuju debele sveske operativnih karata, služba tehničke dokumentacije ih replicira u propisanom broju primjeraka, a proizvodnja ne otvara te Talmude. U radionici su radnici i majstori stekli dovoljno iskustva tijekom višegodišnjeg rada i stekli dovoljno visoke kvalifikacije za samostalno obavljanje niza operacija i odabir načina rada opreme. Za takva poduzeća ima smisla razmišljati o napuštanju operativnih kartica i zamjeni ih karticama ruta.

Postoje i druge klasifikacije vrsta tehnoloških procesa.

Faze TP

U procesu projektiranja i tehnološke pripreme proizvodnje razlikuju se faze pisanja tehnološkog procesa kao:

• Prikupljanje, obrada i proučavanje početnih podataka.
• Definicija glavnih tehnoloških rješenja.
• Izrada studije izvodljivosti (ili studije izvodljivosti).
• Procesna dokumentacija.

Teško je prvi put pronaći tehnološka rješenja koja osiguravaju i planirane rokove i traženu kvalitetu, te planirani trošak proizvoda. Stoga je proces razvoja tehnologije multivarijatan i iterativni proces.

Ako su rezultati ekonomskih proračuna nezadovoljavajući, tada tehnolozi ponavljaju glavne faze razvoja tehnološkog procesa sve dok ne dostignu parametre koje zahtijeva plan.

Bit tehnološkog procesa

Proces je promjena stanja objekta pod utjecajem unutarnjih ili vanjskih uvjeta u odnosu na objekt.

Vanjski čimbenici bit će mehanički, kemijski, temperatura, utjecaji zračenja, unutarnji - sposobnost materijala, dijela, proizvoda da se odupru tim utjecajima i zadrži svoj izvorni oblik i fazno stanje.

Tijekom razvoja tehnološkog procesa tehnolog odabire one vanjske čimbenike pod čijim utjecajem će materijal izratka ili sirovine promijeniti svoj oblik, veličinu ili svojstva na način da zadovolji:

• tehničke specifikacije za konačni proizvod;
• planirani pokazatelji za vrijeme i obujam proizvodnje proizvoda;

Dugo su se razvijali osnovni principi za konstruiranje tehnoloških procesa.

Načelo konsolidacije poslovanja

U tom se slučaju prikuplja veći broj prijelaza unutar jedne operacije. S praktične točke gledišta, takva kampanja poboljšava točnost relativnog položaja osi i obrađenih površina. Ovaj učinak postiže se izvođenjem svih prijelaza kombiniranih u operaciji u jednom zaustavljanju do stroja ili višeosnog obradnog centra.

Pristup također pojednostavljuje internu logistiku i smanjuje troškove unutar trgovine smanjenjem broja instalacija i prilagodbi načina rada opreme.

To je osobito važno za velike i složene dijelove, čija instalacija traje dosta vremena.

Princip se primjenjuje pri radu na revolverskim i višereznim tokarilicama, višeosnim obradnim centrima.

Načelo podjele operacija

Rad je podijeljen na niz jednostavnih prijelaza, podešavanje načina rada opreme za obradu vrši se jednom, za prvi dio serije, zatim se preostali dijelovi obrađuju u istim načinima.

Ovaj pristup je učinkovit za velike serije i relativno jednostavnu prostornu konfiguraciju proizvoda.

Princip ima značajan učinak na smanjenje relativnog intenziteta rada zbog poboljšane organizacije radnih mjesta, poboljšanja vještina radnika u monotonim pokretima postavljanja i uklanjanja obradaka, manipulacije alatima i opremom.

Istodobno raste apsolutni broj instalacija, ali se smanjuje vrijeme za postavljanje načina rada opreme, zbog čega se postiže pozitivan rezultat.

Da bi se postigao ovaj pozitivan učinak, tehnolog će se morati pobrinuti za korištenje specijalizirane opreme i uređaja koji vam omogućuju brzu i, što je najvažnije, točnu instalaciju i uklanjanje izratka. Veličina serije također mora biti značajna.

Obrada drveta i metala

U praksi se isti dio, iste veličine i težine, od istog materijala može izraditi različitim, ponekad vrlo različitim metodama.

U fazi projektiranja i tehnološke pripreme proizvodnje dizajneri i tehnolozi zajednički razrađuju nekoliko opcija za opisivanje tehnološkog procesa, slijeda proizvodnje i obrade proizvoda. Ove opcije se uspoređuju prema ključnim pokazateljima, koliko dobro zadovoljavaju:

• specifikacije za konačni proizvod;
• zahtjevima plan proizvodnje, uvjeti i količine otpreme;
• financijski i ekonomski pokazatelji uključeni u poslovni plan poduzeća.

U sljedećoj fazi, te se opcije uspoređuju i od njih se odabire optimalna. Vrsta proizvodnje ima veliki utjecaj na izbor opcije.

U slučaju jednokratne ili diskretne proizvodnje, vjerojatnost ponavljanja proizvodnje istog dijela je mala. U ovom slučaju odabire se opcija uz minimalne troškove za razvoj i izradu posebne opreme, alata i učvršćenja, uz maksimalnu upotrebu univerzalnih strojeva i prilagodljive opreme. Međutim, iznimni zahtjevi za točnost dimenzija ili radni uvjeti, kao što su zračenje ili jako korozivna okruženja, mogu nametnuti korištenje i posebno izrađenih alata i jedinstvenih alata.

Kod serijske proizvodnje proizvodni proces se dijeli na proizvodnju ponovljenih serija proizvoda. Tehnološki proces optimiziran je uzimajući u obzir postojeću opremu, alatne strojeve i obradne centre u poduzeću. Istodobno, oprema je opremljena posebno dizajniranom opremom i uređajima koji omogućuju smanjenje neproduktivnih vremenskih gubitaka barem za nekoliko sekundi. Na ljestvici cijele igre, ove sekunde će se zbrajati i dati dovoljno ekonomski učinak. Alatni strojevi i obradni centri podvrgnuti su specijalizaciji, a stroju su dodijeljene određene skupine operacija.

U masovnoj proizvodnji, veličine serija su vrlo velike, a proizvedeni dijelovi ne prolaze kroz promjene dizajna dovoljno dugo. Specijalizacija opreme ide još dalje. U tom je slučaju tehnološki i ekonomski opravdano svakom stroju dodijeliti isti rad za cijelo razdoblje proizvodnje serije, kao i izradu posebne opreme i korištenje posebnog reznog alata te mjerno-kontrolnih instrumenata.

Oprema se u ovom slučaju fizički premješta u radionicu, postavljajući je u red operacija u tehnološkom procesu.

Sredstva izvođenja tehnoloških procesa

Tehnološki proces postoji prvo u glavama tehnologa, zatim se fiksira na papiru i na modernih poduzeća- u bazi programa koji osiguravaju proces upravljanja životnim ciklusom proizvoda (PLM). Prijelaz na automatizirana sredstva pohranjivanja, zapisivanja, repliciranja i provjere relevantnosti tehnoloških procesa nije pitanje vremena, to je pitanje opstanka poduzeća u konkurenciji. U isto vrijeme, poduzeća moraju svladati jak otpor visokokvalificiranih tehnologa građevinske škole, koji su godinama navikli pisati tehničke procese ručno, a zatim ih davati u dotisak.

Suvremeni softverski alati omogućuju automatsku provjeru alata, materijala i opreme spomenutih u tehničkom procesu na primjenjivost i relevantnost, ponovno korištenje prethodno napisanih tehničkih procesa u cijelosti ili djelomično. Povećavaju produktivnost tehnologa i značajno smanjuju rizik od ljudske pogreške pri pisanju tehničkog procesa.

Kako bi se tehnološki proces pretvorio iz ideja i proračuna u stvarnost, potrebna su fizička sredstva za njegovu provedbu.

Tehnološka oprema namijenjena je za ugradnju, fiksiranje, orijentaciju u prostoru i dovod u zonu obrade sirovina, zaliha, dijelova, sklopova i sklopova.

Ovisno o industriji, to uključuje alatne strojeve, obradne centre, reaktore, peći za taljenje, kovačke preše, instalacije i cijele komplekse.

Oprema ima dugi vijek trajanja i može mijenjati svoje funkcije ovisno o korištenju određene tehnološke opreme.

Tehnološka oprema uključuje alate, kalupe, kalupe, uređaje za ugradnju i demontažu dijelova, kako bi se olakšao pristup radnicima u područje rada. Oprema nadopunjuje glavnu opremu, proširujući njezinu funkcionalnost. Ona ima više kratkoročno koristiti, a ponekad i posebno izrađene za određenu seriju proizvoda ili čak za jedan jedinstveni proizvod. Prilikom razvoja tehnologije potrebno je koristiti univerzalne alate primjenjive za nekoliko standardnih veličina proizvoda. To je osobito važno u diskretnim industrijama, gdje trošak alata nije raspoređen na cijelu seriju, već u potpunosti pada na cijenu jednog proizvoda.

Alat je konstruiran za izravan fizički utjecaj na materijal izratka kako bi se njegov oblik, dimenzije, fizikalni, kemijski i drugi parametri doveli na one navedene u tehničkim uvjetima.

Prilikom odabira alata, tehnolog mora uzeti u obzir ne samo cijenu njegove kupnje, već i resurse i svestranost. Često se događa da skuplji alat omogućuje proizvodnju nekoliko puta više proizvoda bez zamjene od jeftinog analoga. Osim toga, moderan univerzalni alat velike brzine također će smanjiti vrijeme obrade, što također izravno dovodi do smanjenja troškova. Svake godine tehnolozi stječu sve više ekonomskih znanja i vještina, a pisanje tehničkog procesa iz čisto tehnološke materije pretvara se u ozbiljan alat za povećanje konkurentnosti poduzeća.

Brojne tehnike koje se provode za dobivanje proizvoda s unaprijed određenim svojstvima iz sirovine se nazivaju tehnološki proces.

Za opisivanje pojedinog tehnološkog procesa ili njegovu usporedbu s drugim procesima koriste se različiti pokazatelji ili pokazatelji. parametrima tehnološki proces.

Materijalne karakteristike tehnološkog procesa yavl. tehnološke parametre. Parametri mogu biti mehaničke, električne, toplinske, vremenske ili druge veličine.

Svi parametri tehnološkog procesa uvjetno su podijeljeni u tri skupine:

- privatni parametri, omogućujući usporedbu tehnoloških procesa koji proizvode iste proizvode i koriste istu tehnologiju. Privatni parametri uključuju: sastav i koncentraciju sirovine, značajke opreme i alata koji se koriste, načini procesa (temperatura, tlak) itd.;

- pojedinačni parametri, omogućujući usporedbu tehnoloških procesa koji proizvode isti proizvod, ali koriste drugačija tehnologija. Pojedinačni parametri uključuju parametre resursa (intenzitet materijala, intenzitet rada, energetski intenzitet, kapitalni intenzitet), kao i takav integralni pokazatelj kao što je cijena koštanja, koji izražava stvarne troškove resursa u novčanim iznosima za proizvodnju i prodaju proizvoda;

- generalizirani parametri, koji omogućuju usporedbu različitih tehnoloških procesa. To uključuje prvenstveno specifične, t.j. po jedinici proizvodnje, izračunati u novcu, troškovi života (ljudskog) rada i prošlog (materijalnog) strojnog rada.

Alati, predmet rada uz rijetke iznimke. nije pronađeno. u postu. kontakt, pa je potrebno. prostorno kretanje obespech. ovaj kontakt i interakciju. Tako su slike glavni dio elementarnog čina preobrazbe. predmet rada u proizvode javl. proces izravno. utjecaj alata na predmet rada. Ovaj elementarni dio tehnike. imenovanje procesa. radni potez. Radni hod dovodi do promjena. svojstva predmeta rada u smjeru gotovog proizvoda. Pomoćni dio pretvorbe. predmet rada u proizvodu yavl. prostorna usklađenost sa predmetom rada. Ovaj dio je pomogao. imenovanje procesa. pomoćni potez.

Kombinacija radnih i pomoćnih poteza čini tehnološki prijelaz.

Izvoditi tehnološke prijelaz u pravilu potrebno je provesti vlastitu skupinu pomoćnih. radnje, ali viši Lv. Uključuje radnje za pričvršćivanje alata i dijelova, ponovno podešavanje opreme itd. Te se radnje nazivaju. pomoćni tranzicija.

tehnološke i pomoć. prijelaz iz tehnološke operacije. Za njegovu provedbu potrebna je i pomoć. radnje.Tehnološki operacija prethodi prijevozu predmeta rada s jedne opreme na drugu, utovaru i puštanju, premještanju. jedan, fiksiranje i uklanjanje dijelova. Ova grupa je pomogla. naziv radnje. pomoćni operacija.

Nakon što je prošao niz tehnoloških i pomoć. operacije predmet rada se transformira. u proizvod, tj.

skup operacija dovodi do proizvodnje. proizvod, koji je direktno Svrha

Za provedbu tehnoloških procesa koriste se aparati i strojevi. Aparat naziva se uređaj ili uređaj namijenjen za provođenje određenog tehnološkog procesa (digester, bojler i sl.). Pod pojmom "automobil" razumjeti mehanizam (ili kombinaciju mehanizama i pomoćnih uređaja) dizajniran za pretvaranje mehaničke energije u koristan rad.

Tehnološki procesi se mogu podijeliti na opće (osnovne) i specifične. Uz svu raznolikost tehnoloških procesa u prehrambenoj ili kemijskoj industriji, mnogi od njih jesu Općenito za razne industrije. U svakoj proizvodnji postoji, na primjer, potrebno miješanje kako bi se osigurao kontakt između tvari koje reagiraju. U industriji šećera, likera, alkohola i mnogim drugim industrijama, isparavanje se koristi za povećanje koncentracije krutih tvari u otopinama. Proces sušenja je završna faza u proizvodnji krekera, tjestenine, šećera, mnogih konditorskih proizvoda, suhih mliječnih proizvoda, povrća i voća, vitamina, mokrih žitarica itd. U cjelokupnoj proizvodnji hrane koriste se postupci hlađenja i zagrijavanja.

Položaj elementa u periodnom sustavu, t.j. struktura elektronskih ljuski atoma i iona u konačnici određuje sva osnovna kemijska i niz fizikalnih svojstava materije. Stoga je usporedba katalitičke aktivnosti krutih tvari s položajem elemenata koji ih tvore u periodnom sustavu dovela do identifikacije niza pravilnosti u odabiru katalizatora.

Ako vam ovaj rad ne odgovara, na dnu stranice nalazi se popis sličnih radova. Također možete koristiti gumb za pretraživanje

Klasifikacija tehnoloških pokazatelja katalizatora. Glavne tehnološke karakteristike heterogenih katalizatora. Laboratorijske metode za njihovo određivanje.

3.1 Klasifikacija tehnoloških pokazatelja katalizatora.

U katalizi su najplodonosnije ideje koje uzimaju u obzir kemijsku korespondenciju između katalizatora i katalizirane reakcije.

Položaj elementa u periodnom sustavu, t.j. struktura elektronskih ljuski atoma i iona u konačnici određuje sva osnovna kemijska i niz fizikalnih svojstava materije. Stoga je usporedba katalitičke aktivnosti krutih tvari s položajem elemenata koji ih tvore u periodnom sustavu dovela do identifikacije niza pravilnosti u odabiru katalizatora.

Za opću orijentaciju u izboru katalizatora, korisno je klasificirati katalitičke procese prema mehanizmu djelovanja katalizatora.

Prilikom stvaranja novog čvrstog katalizatora ili poboljšanja postojećeg katalizatora, treba uzeti u obzir sljedeće glavne parametre za katalizatore:

Fizički i mehanički;

Kemijski;

Operativni i ekonomski.

Fizička i mehanička svojstva ili parametri katalizatora uključuju poroznost, nasipnu gustoću, stvarnu gustoću, specifičnu površinu, prosječni volumen pora i raspodjelu radijusa pora, frakcijski sastav, veličinu čestica, amorfnost ili kristalnost, oblik čestice, toplinski kapacitet, otpornost na toplinu ili otpornost na vodu i paru, sposobnost trovanja i regeneracije.

Kemijski parametri katalizatora uključuju kemijski sastav, sadržaj nečistoća, sposobnost aktiviranja (promicanja, modificiranja) i trovanja otrovima, formiranja legura, modifikacija i faza, te cijepljenja aktivatora na površinu čvrstih katalizatora.

Radni i ekonomski pokazatelji ili svojstva katalizatora su aktivnost i selektivnost, laka regeneracija iz raznih naslaga i inkluzija (koks, oksidi, reverzibilni otrovi), sposobnost stvaranja jednostavne načine sinteza katalizatora u industrijskim razmjerima, povećani toplinski kapacitet, nasipna gustoća, niska osjetljivost na otrove, dugo vrijeme u reaktoru bez regeneracije, jednostavnost transporta i skladištenja, lakoća odvajanja od reakcijske smjese, dostupnost sirovina za proizvodnju katalizatora i okoliš prijateljstvo.

Tehnološke karakteristike čvrstih katalizatora.

Odabir katalizatora za industrijske procese iznimno je težak zadatak. Katalizatori su vrlo specifični s obzirom na različite kemijske reakcije. Postojeće teorije katalize objašnjavaju ovu specifičnost brojnim energetskim i geometrijskim čimbenicima, uslijed kojih određeni katalizator utječe na brzinu samo jedne reakcije ili vrlo uske skupine reakcija. Strogo znanstveni izbor određenog katalizatora za određeni kemijsko-tehnološki proces nije uvijek moguć, iako je teorija katalitičkih procesa doživjela značajan razvoj posljednjih desetljeća i karakteriziraju je mnoga nova dostignuća.

Čvrsti katalizatori su u pravilu visoko porozne tvari s razvijenom unutarnjom površinom, koje karakterizira određena porozna i kristalna struktura, aktivnost, selektivnost i niz drugih tehnoloških karakteristika.

3.2 Glavne karakteristike čvrstih katalizatora.

3.2.1 Aktivnost.

Pri usporedbi različitih katalizatora obično se bira aktivniji ako zadovoljava glavne tehnološke zahtjeve.

Aktivnost katalizatora mjera je učinka ubrzanja na danu reakciju.

Za kvantificiranje aktivnosti u industrijskom okruženju, odredite:

— ukupna konverzija sirovine;

je prinos ciljanog produkta;

- brzina transformacije određene količine sirovina u jedinici vremena;

- po jedinici mase katalizatora;

— po jedinici volumena katalizatora;

— po jedinici površine katalizatora;

— po jednom aktivnom mjestu, što je od znanstvenog interesa kao objektivni kriterij za usporedbu aktivnosti identičnih ili različitih katalizatora.

Zbog velike raznolikosti katalitičkih procesa, ne postoji jedinstveni kvantitativni kriterij aktivnosti. To je zbog činjenice da uporaba različitih katalizatora, čak i za istu kemijsku reakciju, može promijeniti njezin mehanizam na različite načine. U pravilu, korištenje katalizatora dovodi do promjene i redoslijeda reakcije, energije aktivacije i predeksponencijalnog faktora.

Kvantitativni kriterij za aktivnost katalizatora za danu reakciju može biti, na primjer, konstanta brzine izmjerena za različite katalizatore u usporedivim (standardnim) uvjetima. Ovaj pristup je primjenjiv ako redoslijed reakcije ostane isti za sve uspoređene katalizatore ove skupine.

Ako je katalitička reakcija istog reda kao nekatalitička, tj. njihove konstante brzine k ct i k — imaju iste mjerne jedinice, tada se aktivnost katalizatora A može definirati kao omjer konstanti

gdje su E° i E energije aktivacije katalitičkih i nekatalitičkih reakcija, exp je eksponencijalni faktor.

Iz jednadžbe eksponencijalne ovisnosti proizlazi da je aktivnost veća, što se energija aktivacije više smanjuje u prisutnosti katalizatora. U ovom slučaju, međutim, treba imati na umu da se u prisutnosti katalizatora ne mijenja samo energija aktivacije, već i predeksponencijalni faktor. Povećanje aktivnosti zbog smanjenja energije aktivacije obuzdava se smanjenjem

K o km u usporedbi s K oko (postoji tzv. efekt kompenzacije).

Ponekad se katalizatori uspoređuju po brzini reakcije ili stupnju pretvorbe reagensa u standardnim uvjetima, po broju reagensa koji međusobno djeluju u jedinici vremena po jedinici površine katalizatora (produktivnost ili napetost katalizatora) itd.

Aktivnost katalizatora za proces koji se odvija u kinetičkom području prvenstveno je određena prirodom reagensa i specifičnošću katalizatora, t.j. aktivnost katalizatora odgovara njegovoj aktivnosti u kemijskoj reakciji.

Međutim, u slučajevima kada su brzine kemijskog i difuznog stupnja katalize usporedive, aktivnost katalizatora ne podudara se s njegovom aktivnošću u kemijskoj reakciji.

Za usporedbu aktivnosti katalizatora u bilo kojoj reakciji pod različitim uvjetima, kao mjera aktivnosti koristi se intenzitet procesa na danom katalizatoru. Izražava se količinom proizvoda dobivenog u jedinici vremena iz jednog volumena katalizatora.

A \u003d G pr. / (V kat. t) 3.2

Ili po jedinici težine

I otkucaji \u003d G pr / (G cat t) 3.3

Usporedba aktivnosti različitih katalizatora u ovom procesu u ovim standardnim uvjetima provodi se prema stupnju pretvorbe glavne tvari, a određivanje aktivnosti prema stupnju pretvorbe.

Glavni čimbenici koji utječu na aktivnost katalizatora.

Koncentracija katalizatora - Gotovo uvijek postoji višak katalizatora u reakcijskom sustavu, kao dio mase katalizatora ili uopće ne sudjeluje u reakciji, ili sudjeluje neznatno.

Koncentracija aktivatora ili promotora - ako je količina aktivatora ili promotora velika, tada se probira dio aktivnih mjesta katalizatora, a ukupna aktivnost se smanjuje.

Koncentracija početnih tvari - ako se jako razlikuju od potrebnih tvari u reakciji, tada se mogu zamijeniti granične faze procesa, t.j. na primjer, prijelaz iz vanjskog difuzijskog područja u kinetičko područje ili obrnuto.

Koncentracija nastalih produkata – obično povećanje koncentracije usporava ukupnu brzinu reakcije, jer u ovom slučaju, adsorpcijska ravnoteža se pomiče i površina katalizatora koju zauzima proizvod se povećava. Ta je površina ili isključena iz daljnjeg rada katalizatora, ili, što je još gore, na njoj se počnu javljati sekundarne nuspojave.

Snažan porast koncentracije proizvoda ponekad dovodi do potpunog trovanja katalizatora. Ponekad se ovi fenomeni javljaju tako brzo da nakon 5-15 minuta katalizator nije aktivan i zahtijeva regeneraciju.

Primjer: katalitičko pucanje, vrijeme zadržavanja 15 - 30 minuta.

Koncentracija nečistoća - Nečistoće uvijek usporavaju brzinu reakcije. Ako su nečistoće inertne, onda to smanjenje nije značajno, ako su "kontaktni otrovi", onda je njihov utjecaj vrlo jak, potrebno je prethodno pročišćavanje sirovine.

Temperatura medija i tlak su dvosmisleni za svaku reakciju na svoj način.

T - ima značajan utjecaj na brzinu procesa koji se odvija u kinetičkom i difuzijskom području.

Brojni katalitički procesi se provode pri povišenom tlaku kako bi se ravnoteža pomaknula prema proizvodu.

Strukturne karakteristike katalizatora - Opći trend je da se preferiraju katalizatori s finim porama.

Molekularna težina polaznih tvari - ovaj faktor nema gotovo nikakav učinak kada teče u kinetičkom području, neznatno - u vanjskoj difuzijskoj regiji, a snažno - u intradifuzijskoj regiji.

3.2.2 Selektivnost (selektivnost) katalizatora.

Selektivnost je posebno važna za višeputne paralelne reakcije, kao i za reakcije niza uzastopnih transformacija.

Složene katalitičke reakcije mogu se odvijati u nekoliko termodinamički mogućih smjerova uz nastanak velikog broja različitih produkata. Pretežni tijek reakcije ovisi o korištenom katalizatoru, a proces koji je termodinamički najpovoljniji od nekoliko mogućih nije uvijek ubrzan.

Od niza termodinamički mogućih reakcija, selektivni katalizator bi trebao ubrzati samo reakciju dobivanja ciljanog produkta. Obično se, kao rezultat djelovanja selektivnog katalizatora, snižava temperatura željene transformacije i time se potiskuju nuspojave.

Selektivnost ili selektivnost katalizatora je njegova sposobnost da selektivno ubrza ciljanu reakciju u prisutnosti nekoliko sporednih.

Kvantitativno se selektivnost katalizatora može procijeniti kao selektivnost procesa – integralna ili diferencijalna. Ako se nekoliko paralelnih reakcija odvija istovremeno, tada je moguće odabrati različite selektivne katalizatore za svaku od tih reakcija.

Na primjer: u prisutnosti aluminijevog oksida ili torijevog oksida, etanol se uglavnom razlaže na etilen i vodu:

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

U prisutnosti srebra, bakra i drugih metala praktički se odvija samo dehidrogenacija alkohola s stvaranjem acetaldehida:

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

U prisutnosti miješanog katalizatora (A1 2 oz + ZnO ) s dovoljno visokom selektivnošću, reakcije dehidracije i dehidrogenacije odvijaju se s stvaranjem butadiena:

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

Selektivnost ne ovisi samo o odabranom katalizatoru, već i o uvjetima procesa, o području heterogenog katalitičkog procesa (kinetička, vanjska ili unutarnja difuzija) itd.

Primjer selektivnog djelovanja katalizatora je oksidacija amonijaka u proizvodnji dušične kiseline.

Moguće je nekoliko paralelnih i uzastopnih reakcija:

1. 4 NH 3 + 3 O 2 \u003d 2 N 2 + 6 H 2 O + 1300 KJ;
2. 4 NH 3 + 4 O 2 \u003d 2 N 2 O + 6 H 2 O + 1100 KJ;
3. 4 NH 3 + 5 O 2 \u003d 4 N O + 6 H 2 O + 300 KJ;

3. reakcija je aktivnija na Pt katalizator; oksidni katalizator - 1 i 2 - isto.

Selektivnost se procjenjuje sljedećom formulom:

A -\u003e B + C,

Gdje je B cilj, C je strana.

S = ,

Ukupna selektivnost katalizatora može se izraziti kao omjer količine ciljanog produkta (B) prema ukupnoj količini ciljanog i nusproizvoda (C).

Na selektivnost utječu isti parametri kao i aktivnost, ali priroda utjecaja parametara je malo drugačija:

Selektivnost se u pravilu smanjuje s povećanjem vremena kontakta reagensa s katalizatorom, t.j. sa smanjenjem volumnog unosa sirovina, posebno za one reakcije u kojima je ciljni proizvod međuprodukt: A --- B --- C.

Volumetrijska brzina određuje postizanje ravnoteže u sustavu, smjer reakcija i prinos proizvoda.

Predstavlja omjer volumena mješavine plina, reduciranog na normalne uvjete (n.o.), koji prolazi u jedinici vremena prema volumenu katalizatora.

V = V g.s. / V kat. 3.4

Primjer:

Razmotrimo sustave za transformaciju n-parafina.

Pri visokoj temperaturi i malim količinama n-parafina C 6 - C 8 pretvoriti u Pt - katalizatori, glavna reakcija je aromatizacija ili dehidrociklizacija n-parafina.

Pri visokim temperaturama i srednjim brzinama, Pt - katalizatori, glavna reakcija je reakcija izomerizacije, n-parafini se pretvaraju u olefine i izomeriziraju. Budući da je stopa veća u 1. slučaju, ciklizacija nema vremena da se dogodi.

Pri visokoj temperaturi i velike brzine, proces hidrokrekiranja - parafini se cijepaju, olefinski radikali su zasićeni vodikom i pretvaraju se u druge parafine, ali budući da su brzine visoke, dobiveni parafini nemaju vremena za izomerizaciju i ne ciklizirati.

Temperatura utječe na mnoge načine kao i na volumetrijsku brzinu na ove procese. Pri visokoj temperaturi - monociklički A r ugljikovodika, kada temperatura poraste na 500 oko C - biciklički A r ugljikovodici.

Interakcija između katalizatora i okoline nije ograničena na učinak katalizatora na reaktante, već postoji i povratna sprega između okoline i katalizatora. Možemo govoriti o katalitičkoj aktivnosti cijelog sustava, uključujući kontaktnu masu i reakcijsku smjesu.

U katalizatoru se pod utjecajem medija može promijeniti: stanje površine; strukturne karakteristike kontaktne mase; kemijski sastav i svojstva cjelokupnog volumena katalizatora bez stvaranja novih faza; kemijski sastav s stvaranjem novih faza.

3.2.3 Temperatura paljenja.

Uz aktivnost i selektivnost, važna tehnološka karakteristika je temperatura paljenja katalizatora Tzazh.

Koncept "paljenja" znači da s porastom temperature iznad granice jednake Tzazh dolazi do oštrog, naglog povećanja brzine reakcije. "Zapaljenje" se također može odvijati u nekatalitičkim reakcijama.

Temperatura paljenja je minimalna temperatura pri kojoj proces započinje brzinom dovoljnom za praktične svrhe.

Temperatura paljenja katalizatora je minimalna temperatura pri kojoj katalizator ima dovoljnu aktivnost za izvođenje procesa u autotermalnom načinu rada u industrijskim uvjetima.

Ovaj faktor se prvenstveno uzima u obzir kada se visokotemperaturne reverzibilne reakcije provode u adijabatskim reaktorima s fiksnim slojem.

Adijabatski reaktor je sustav koji se ne može napajati izvana ili ukloniti u okoliš.

Prilikom grafičkog rješavanja sustava jednadžbi materijalne i toplinske ravnoteže protočnog reaktora kada se u njemu provodi egzotermna reakcija. Pretpostavimo da međusobni položaj linija koje opisuju jednadžbe materijalne i toplinske bilance odgovara onom prikazanom na crtežu, tj. linija 2 jednadžbe toplinske bilance tangenta je u točki A na 1. liniju jednadžbe materijalne bilance. Zatim mala promjena početne temperature na ulazu u reaktor od T 1 - T do T 1 - T će dovesti do nagle promjene stupnja pretvorbe postignute u reaktoru iz X A;1 do X A,2 . To znači da je pri istim vrijednostima volumena reaktora i volumnog protoka reagensa kroz njega došlo do oštrog povećanja brzine reakcije (i, istovremeno, brzine oslobađanja topline).

Dakle, temperatura T 1 i je temperatura paljenja. Brojčana vrijednost T 1 na crtežu (i, sukladno tome, položaj točke A) određen je prvenstveno kinetičkim značajkama reakcije koje utječu na položaj linije 1 jednadžbe materijalne ravnoteže. Budući da je svaki katalizator karakteriziran vlastitim kinetičkim parametrima, temperature paljenja bit će različite za različite katalizatore.

Crtanje. Zajedničko rješenje jednadžbi materijalne i toplinske bilance protočnog reaktora:

1 - linija jednadžbe materijalne bilance; 2—linija jednadžbe toplinske ravnoteže

S tehnološkog stajališta, bolje je koristiti katalizatore s niskom temperaturom paljenja, što omogućuje smanjenje troškova energije za predgrijavanje reakcijske smjese.

Za egzotermne reakcije, koncept "temperature paljenja" može se kvantitativno odrediti. Što je niža temperatura procesa, to je niža brzina reakcije i manje se topline oslobađa. Pri određenoj minimalnoj temperaturi (temperatura paljenja) brzina oslobađanja topline postaje jednaka brzini odvođenja topline (potrošnja topline za zagrijavanje početne reakcijske smjese i odvođenje topline s produktima reakcije). Dakle, temperatura paljenja za egzotermne reakcije je minimalna temperatura pri kojoj se proces može provesti u autotermalnom načinu rada, bez dovoda topline izvana.

Posebno je važno imati nisku temperaturu paljenja katalizatora pri provođenju reverzibilnih egzotermnih reakcija, tada niske temperature procesa omogućuju pomicanje ravnoteže reakcije prema njezinim produktima.

3.2.4 Vijek trajanja katalizatora.

Životni vijek katalizatora iznimno je teško procijeniti u laboratoriju, kao katalitičku aktivnost karakteriziraju mnogi čimbenici koje je teško uzeti u obzir u laboratoriju, na primjer: koksiranje; kemijsko trovanje; rekristalizacija, u slučaju upotrebe nosača kristalne strukture.

Vijek trajanja katalizatora može se izraziti kao:

1. U jedinicama vremena (na primjer: za katalitičko krekiranje - nekoliko sekundi, i sintezu amonijaka - nekoliko godina);
2. U srednjem vremenu između regeneracije ili ukupnog trajanja do potpunog gubitka aktivnosti.

Otpornost na oksidativne regeneracije: ukupni vijek trajanja katalizatora podijeljen s razdobljem međuregeneracije.

1. Masa proizvoda dobivenog tijekom cijelog vremena rada katalizatora.

Ponekad je isplativije zamijeniti katalizator koji ima zaostalu aktivnost nego ga držati u reaktoru dok se aktivnost potpuno ne izgubi.

Troškovi ponovnog punjenja katalizatora

Trajanje rada

Što je katalizator dulje radio, niži je trošak njegove zamjene, ali to bi trebalo biti povezano s aktivnošću katalizatora, smanjuje se s trajanjem rada.

Prilikom zamjene katalizatora novim ili traženja intenziviranja, treba uzeti u obzir sljedeće čimbenike:

1. Jednostavna zamjena katalizatora;
2. Dimenzije industrijskih reaktora;
3. Trošak zamjene katalizatora;
4. Gubici povezani sa smanjenjem ukupnog kapaciteta katalizatora;
5. Složenost pripreme novih aktivnih katalizatora.

3.2.5 Toplinska vodljivost zrna katalizatora.

Toplinska vodljivost zrna katalizatora - potiče izjednačavanje temperature u sloju katalizatora i smanjuje temperaturnu razliku u adijabatskom reaktoru.

Ako je toplinski učinak vrlo visok, tada je toplinska vodljivost katalizatora, osim aktivnosti, najvažniji čimbenik, jer takav katalizator može eliminirati lokalno pregrijavanje, što dovodi do smanjenja prinosa proizvoda, zbog činjenica da na tom području dolazi do stvaranja koksa (u izotermnom).

A u egzotermnim procesima niska toplinska vodljivost dovodi do sljedećeg: poremećena je adsorpcija sirovina na zrnima katalizatora i počinje kapilarna kondenzacija para sirovina, reagensa u porama katalizatora - sve je bitno u fiksnom sloju .

3.2.6 Čvrstoća i otpornost na habanje.

Čvrstoća i otpornost na habanje - trebali bi osigurati normalan rad katalizatora nekoliko godina.

U fiksnom sloju katalizatora do gubitka čvrstoće dolazi iz sljedećih razloga:

1. zbog promjena temperature;

2. zbog erozije zrna katalizatora strujanjem plina ili tekućine reagensa;

3. zbog pritiska sloja prekrivenih zrna katalizatora.

Čvrstoća na drobljenje katalizatora s fiksnim slojem treba biti 0,7 - 11 MPa.

U pokretnom sloju katalizatora, čvrstoća se shvaća kao otpornost na habanje zrna katalizatora tijekom trenja i udara jedno o drugo, o stijenke reaktora, regeneratora, dizala ili cjevovoda.

Otpornost na habanje karakteriziraju dva razloga: otpornost na habanje i čvrstoća na cijepanje.

Odnos između čvrstoće i cijepanja određuje snagu katalizatora u fluidiziranom sloju.

Uvodi se koncept “Potrošnja katalizatora po toni sirovine” ili potrošnja katalizatora po toni svježe napunjenog katalizatora.

3.2.7 Trošak katalizatora.

Trošak katalizatora je mali postotak cijene dobivenog proizvoda.

Katalizator reformiranja košta 300.000 - 0,01% ukupne cijene procesa reformiranja.

Vrlo skupe komponente katalizatora - Pt.

Načini smanjenja troškova:

1. Nanošenje skupe komponente katalizatora na nosač;

2. Racionalna tehnologija njegove proizvodnje.

Sve ove karakteristike potrošača određuju dva čimbenika:

1. Sastav kontaktnih masa;
2. porozna struktura.

Mogućnost korištenja određenog materijala za proizvodnju različitih proizvoda određena je cijelim popisom kvaliteta i svojstava. Glavnu ulogu u odabiru metode obrade imaju tehnološka svojstva metala i legura, upravo oni određuju mogućnost njihove uporabe za proizvodnju određenog proizvoda.

Osnovna svojstva metala

Sve glavne kvalitete metala i njihovih legura mogu se klasificirati prema nizu pokazatelja, od kojih svaki ima značajan utjecaj na određivanje opsega materijala.

• Fizička svojstva metala uključuju njihovu težinu, toplinski kapacitet, sposobnost provođenja električne struje i druge slične pokazatelje. Svi shvaćaju da je uporaba, na primjer, lijevanog željeza nemoguća u zrakoplovnoj industriji, a bilo koji metal koji dobro provodi struju nije primjenjiv u proizvodnji izolatora.
• Mehanička svojstva određena su sposobnošću izdržavanja različitih opterećenja, uključuju tvrdoću, plastičnost, elastičnost i mnoge druge kvalitete.
• Karakteristike izvedbe karakteriziraju mogućnost korištenja metala za rad u različitim uvjetima - otpornost na habanje, visoke i niske temperature i tako dalje.
• Kemijska svojstva metala i legura određena su sposobnošću elemenata u njihovom sastavu da reagiraju s drugim tvarima. Tako, na primjer, svi znaju da na zlato ne utječu kiseline, što se ne može reći za druge vrste metala.
• Tehnološka svojstva materijala određuju popis proizvodni procesi, koji su primjenjivi na metal u naknadnoj obradi.

Metali – tehnološka svojstva

Glavna tehnološka svojstva uključuju sljedeće karakteristike:

• Fluidnost (lijevanje) - sposobnost materijala u rastaljenom stanju da ispuni kalup bez ostavljanja praznina.
• Zavarljivost - sposobnost izvođenja trajnih spojeva dijelova pod djelovanjem razne vrste zavarivanje (plinsko, električno, tlačno).
• Savitljivost (deformabilnost) - sposobnost promjene oblika proizvoda u vrućem stanju ili na normalnoj temperaturi pod utjecajem tlaka.
• Kaljivost - sposobnost poboljšanja različitih svojstava metala kaljenjem na različite dubine.
• Mogućnost obavljanja obrade metala pomoću opreme za rezanje pokazuje mogućnost izvođenja operacija tokarenja i glodanja.

Sva ova tehnološka svojstva metala i legura u kombinaciji određuju daljnji opseg primjene.

Tehnološka svojstva čelika

Čelik se smatra jednim od najčešćih metala, njegova tehnološka svojstva ovise o kemijskom sastavu, razne nečistoće uključene u njega mogu poboljšati ili pogoršati te karakteristike.

Sumpor i fosfor mogu se pripisati negativnim nečistoćama koje značajno utječu na tehnološke karakteristike. Višak ovih tvari može dovesti do crvene lomljivosti, odnosno hladnoće. Odnosno, čelik s viškom sumpora postaje krhak kada se zagrijava, a ako sadrži veliku količinu fosfora, slomit će se na niskim temperaturama. Zato se u taljenju čelika mnogi napori ulažu u smanjenje tih nečistoća u metalu, ali ih se, nažalost, nije moguće potpuno riješiti.

Kao što vidite, kemijske komponente čelika su od velike važnosti za njegova tehnološka svojstva, stoga, pri odabiru metode obrade, treba izvršiti temeljitu analizu sastava legure, inače mogu nastati problemi i u proizvodnji i tijekom rada proizvoda.