De viktigaste tekniska egenskaperna hos vatten-bränslesuspensioner. Grundläggande tekniska egenskaper hos polymermaterial Layout av den strukturella delen av fundamentet

Teknologens huvuduppgift är att skapa högpresterande tekniska processer.

Strukturellt består den tekniska processen av en uppsättning tekniska operationer (TO) som är nödvändiga för tillverkning av produkter i enlighet med kraven i reglerande och tekniska dokument.

Den tekniska processen är uppdelad i tekniska operationer. Att fastställa verksamhetens innehåll och sekvens ingår i uppgiften att utveckla en teknisk process.

Utöver teknisk verksamhet finns det hjälpverksamhet... Dessa inkluderar transport, inspektion, märkning etc.

Organisationen av flexibel produktion, som alla andra, är föremål för en sådan generella principer:

• proportionalitet, det vill säga att säkerställa samma bandbredd för olika GPS på grund av möjligheten till partiell omfördelning av belastningen mellan dem;
• inriktningar, det vill säga fördelningen av arbete mellan olika företag, verkstäder, sektioner, individuella FPS och flexibla produktionsmoduler (FMP) enligt den tekniska tillverkningsmetoden;
• standardisering, som är huvudverktyget för att minska utbudet av tillverkade produkter, vilket gör att du kan begränsa utbudet av produkter för ett ändamål, för att öka omfattningen av produktionen och underlätta övergången från flerprodukts FMS till mer produktiv flexibel automatiserad produktion (HAP );
• rytm, dvs. säkerställa produktionen av produkter enligt schemat, vilket hjälper till att minska skrot;
• rakhet- i detta fall rör sig alla materialflöden i produktionen längs den kortaste vägen;
• automatik, dvs. automatisering av all teknisk verksamhet, vilket bidrar till en ökning av arbetsproduktiviteten och produkternas kvalitet.

men grundläggande principer organisationen av produktionen, som till fullo avslöjar alla funktioner hos GAP, är:

• kontinuitet i processer eliminera eller avsevärt minska olika avbrott i produktionen av en viss produkt;
• parallellitet mellan processer- ger möjlighet till samtidigt genomförande av olika delar av produktionsprocessen. Faktum är att det finns en organisk fusion av design och teknisk beredning av produktion, huvud- och hjälpprocesser. Parallellism säkerställs också genom centralisering och integration av förvaltningsprocesser.

Huvudparametrarna för den tekniska processen är:

• noggrannhet (graden av överensstämmelse mellan parametrarna för den tillverkade produkten med de parametrar som specificeras i den reglerande och tekniska dokumentationen). Det bör förstås att orsaken till avvikelsen är produktionsfel (systematiska eller slumpmässiga), och kunna analysera orsakerna till deras förekomst och resultatet av deras inverkan på TP;
• stabilitet - egenskapen hos den tekniska processen (TP) för att upprätthålla värdena för produktkvalitetsindikatorer inom de angivna gränserna under en viss tid;
• produktivitet - egenskapen hos TP för att säkerställa frisläppandet av ett visst antal produkter under en viss tidsperiod. Skilja mellan timvis, skift, månadsvis, etc .;
• produktionskostnaden, som bestäms av kostnaden för dess tillverkning.

Dessutom är en viktig parameter också tillverkningsbarheten av designen av produkter, som kan bedömas både kvalitativt och kvantitativt, genom att beräkna vissa indikatorer.

De första pålitligt kända tekniska processerna utvecklades i antika Sumer - proceduren för att göra öl beskrevs i kilskrift på en lertablett. Sedan dess har sätten att beskriva teknik för tillverkning av mat, verktyg, husgeråd, vapen och prydnadsföremål – allt som mänskligheten har gjort – blivit många gånger mer sofistikerade och förbättrade. En modern teknisk process kan bestå av tiotals, hundratals eller till och med tusentals separata operationer; den kan vara multivariat och förgrena sig beroende på olika förhållanden. Valet av en eller annan teknik är inte ett lätt val av en eller annan maskin, verktyg och utrustning. Det är också nödvändigt att säkerställa överensstämmelse med kraven på tekniska villkor, planerade och finansiella indikatorer.

Definition och karaktärisering

GOST ger en vetenskapligt rigorös, men formulerad i ett alltför torrt och pseudovetenskapligt språk, en definition av en teknisk process. Om vi ​​talar om begreppet en teknisk process på ett mer förståeligt språk, så är en teknisk process en uppsättning operationer i en viss ordning. Det syftar till att omvandla råvaror och halvfabrikat till färdiga produkter. För att göra detta utförs vissa åtgärder med dem, vanligtvis utförda av mekanismer. Den tekniska processen existerar inte i sig själv utan är en viktig del av en mer generell, som i allmänhet även omfattar processerna entreprenad, inköp och logistik, försäljning, ekonomistyrning, administrativ styrning och kvalitetskontroll.

Teknologer på företaget har en mycket viktig position. De är ett slags mellanhand mellan formgivarna som skapar idén om produkten och producerar dess ritningar, och produktionen, som måste översätta dessa idéer och ritningar till metall, trä, plast och andra material. Vid utveckling av en teknisk process arbetar teknologer i nära kontakt inte bara med designers och produktion, utan även med logistik, inköp, ekonomi och kvalitetskontroll. Det är den tekniska processen som är den punkt där kraven för alla dessa divisioner konvergerar och balansen mellan dem hittas.

Beskrivningen av den tekniska processen bör finnas i dokument som:

• Ruttkartan är en beskrivning på hög nivå som listar vägarna för att flytta en del eller ett arbetsstycke från en arbetsplats till en annan eller mellan verkstäder.
• Operativ karta - en beskrivning av mellannivån, mer detaljerad, den listar alla operativa övergångar, installationsoperationer, verktyg som används.
• Den tekniska kartan är ett dokument på den lägsta nivån, innehåller den mest detaljerade beskrivningen av processerna för bearbetning av material, ämnen, sammansättningar och sammansättningar, parametrarna för dessa processer, arbetsritningar och den utrustning som används.

En teknisk karta, även för en produkt som är enkel vid första anblicken, kan vara en ganska tjock volym.

Följande egenskaper används för att jämföra och mäta batchproduktionsprocesser:

Företagets produktionsprogram består av produktionsprogrammen för dess verkstäder och sektioner. Det innehåller:

• Lista över tillverkade produkter med uppgifter om typer, storlekar, kvantiteter.
• Produktionsscheman med hänvisning till varje nyckeldatum för en viss volym tillverkade produkter.
• Antalet reservdelar för varje artikel som en del av produktens livscykelsupportprocess.
• Detaljdesign och teknisk dokumentation, tredimensionella modeller, ritningar, detaljering och specifikationer.
• Tillverkningsspecifikationer och kvalitetsledningstekniker, inklusive test- och mätprogram och procedurer.

Produktionsprogrammet är en del av företagets allmänna affärsplan för varje planeringsperiod.

Typer av tekniska processer

Klassificeringen av tekniska processer utförs enligt flera parametrar.

Enligt kriteriet för upprepningshastighet vid tillverkning av produkter är tekniska processer indelade i:

• en enda teknisk process, skapad för tillverkning av en del eller produkt som är unik i form av design och tekniska parametrar;
• en typisk teknisk process skapas för ett antal produkter av samma typ, liknande i sin design och tekniska egenskaper. En enda teknisk process kan i sin tur bestå av en uppsättning typiska tekniska processer. Ju mer typiska tekniska processer som används på företaget, desto lägre blir kostnaderna för att förbereda produktionen och desto högre är företagets ekonomiska effektivitet;
• den grupptekniska processen är förberedd för delar som är strukturellt olika, men tekniskt lika.

Enligt kriteriet om nyhet och innovativitet särskiljs sådana typer av tekniska processer som:

• Typisk. De viktigaste tekniska processerna använder traditionella, beprövade konstruktioner, teknologier och operationer för att bearbeta material, verktyg och utrustning.
• Lovande. Sådana processer använder de mest avancerade teknikerna, materialen, verktygen som är typiska för företag - industriledare.

Enligt kriteriet för detaljgraden särskiljs följande typer av tekniska processer:

• Den tekniska ruttprocessen utförs i form av en ruttkarta som innehåller information om toppnivån: en lista över operationer, deras sekvens, klass eller grupp av utrustning som används, teknisk utrustning och den allmänna tidsstandarden.
• Den steg-för-steg tekniska processen innehåller en detaljerad bearbetningssekvens ner till nivån av övergångar, lägen och deras parametrar. Utförs i form av ett operationskort.

Den steg-för-steg tekniska processen utvecklades under andra världskriget i USA inför bristen på kvalificerad arbetskraft. Detaljerade och detaljerade beskrivningar av varje steg i den tekniska processen gjorde det möjligt att locka människor som inte hade produktionserfarenhet att arbeta och att uppfylla stora militära order i tid. Under fredstid och tillgången på välutbildad och tillräckligt erfaren produktionspersonal leder användningen av denna typ av teknisk process till improduktiva kostnader. Ibland uppstår en situation där teknologer flitigt publicerar tjocka volymer av operationskartor, den tekniska dokumentationstjänsten replikerar dem i det föreskrivna antalet exemplar och produktionen öppnar inte dessa talmuds. I verkstaden har arbetare och förmän under många års arbete samlat på sig tillräcklig erfarenhet och skaffat sig en tillräckligt hög kvalifikation för att självständigt utföra en sekvens av operationer och välja utrustningens driftslägen. Det är vettigt för sådana företag att tänka på att överge operativa kartor och ersätta dem med ruttkartor.

Det finns andra klassificeringar av typer av tekniska processer.

TP stadier

Under design och teknisk förberedelse av produktion särskiljs sådana stadier av att skriva en teknisk process som:

• Insamling, bearbetning och studie av initialdata.
• Fastställande av de viktigaste tekniska lösningarna.
• Utarbetande av en förstudie (eller förstudie).
• Dokumentera den tekniska processen.

Det är svårt första gången att hitta tekniska lösningar som säkerställer den planerade tiden och den erforderliga kvaliteten och den planerade kostnaden för produkten. Därför är teknikutvecklingsprocessen en multivariat och iterativ process.

Om resultaten av ekonomiska beräkningar är otillfredsställande, upprepar teknologerna huvudstadierna i den tekniska processutvecklingen tills de når de parametrar som planen kräver.

Kärnan i den tekniska processen

En process kallas en förändring av ett objekts tillstånd under påverkan av inre eller yttre förhållanden i förhållande till objektet.

Yttre faktorer kommer att vara mekaniska, kemiska, temperatur, strålningseffekter, inre - förmågan hos ett material, en del, produkt att motstå dessa påverkan och behålla sin ursprungliga form och fastillstånd.

Under utvecklingen av den tekniska processen väljer teknologen de externa faktorer under påverkan av vilka materialet i arbetsstycket eller råmaterialet kommer att ändra sin form, storlek eller egenskaper på ett sådant sätt att de uppfyller:

• tekniska specifikationer för slutprodukten;
• planerade indikatorer för tidpunkten och volymerna för produktsläpp;

Under lång tid har de grundläggande principerna för att bygga tekniska processer utvecklats.

Principen om utvidgning av verksamheten

I detta fall samlas ett större antal övergångar inom en operation. Ur praktisk synvinkel tillåter detta tillvägagångssätt dig att förbättra noggrannheten i den relativa positionen för axlarna och de bearbetade ytorna. Denna effekt uppnås på grund av utförandet av alla kombinerade i driften av övergångarna i ett stopp på maskinen eller multi-axligt bearbetningscenter.

Tillvägagångssättet förenklar också intern logistik och minskar kostnaderna på verkstadsgolvet genom att minska antalet installationer och utrustningsuppsättningar.

Detta är särskilt viktigt för stora och komplexa delar, vars installation är tidskrävande.

Principen tillämpas vid arbete på revolver- och multikuttersvarvar, fleraxliga bearbetningscentra.

Principen om sönderdelning av verksamheten

Operationen är uppdelad i en serie enklaste övergångar, justeringen av driftsätten för bearbetningsutrustningen utförs en gång, för den första delen av serien, sedan bearbetas de återstående delarna i samma lägen.

Detta tillvägagångssätt är effektivt för stora batchstorlekar och relativt okomplicerad rumslig konfiguration av produkter.

Principen ger en betydande effekt av att minska den relativa arbetsintensiteten på grund av förbättrad organisation av arbetsplatserna, förbättra arbetstagarnas färdigheter i monotona rörelser för att sätta och ta bort arbetsstycken, manipulera verktyg och utrustning.

Samtidigt växer det absoluta antalet installationer, men tiden för att ställa in utrustningslägena minskar, på grund av vilket ett positivt resultat uppnås.

För att få denna positiva effekt måste teknologen ta hand om användningen av specialiserad utrustning och anordningar som gör det möjligt att snabbt och, viktigast av allt, noggrant ställa in och ta bort arbetsstycket. Batchstorleken bör också vara betydande.

Trä- och metallbearbetning

I praktiken kan en och samma del, av samma storlek och vikt, av samma material tillverkas med olika, ibland väldigt olika metoder.

Vid designstadiet och den tekniska förberedelsen av produktionen utarbetar designers och teknologer tillsammans flera alternativ för att beskriva den tekniska processen, tillverkning och bearbetning av produkten. Dessa alternativ jämförs i termer av nyckelindikatorer, hur väl de uppfyller:

• tekniska specifikationer för slutprodukten;
• kraven i produktionsplanen, tidpunkten och volymen för leverans;
• finansiella och ekonomiska indikatorer som fastställs i företagets affärsplan.

I nästa steg jämförs dessa alternativ, det optimala väljs från dem. Typen av produktion har stor inverkan på valet av alternativ.

Vid engångsproduktion eller diskret produktion är sannolikheten för upprepning av utgivningen av samma del liten. I det här fallet väljs ett alternativ med minimala kostnader för utveckling och skapande av specialutrustning, verktyg och fixturer, med maximal användning av universella maskiner och anpassningsbar utrustning. Exceptionella krav på dimensionsnoggrannhet eller driftsförhållanden, såsom strålning eller starkt korrosiva miljöer, kan dock kräva användning av både specialgjorda verktyg och unika verktyg.

Med serieproduktion är produktionsprocessen uppdelad i frisläppande av upprepade partier av produkter. Den tekniska processen är optimerad med hänsyn till befintlig utrustning på företaget, verktygsmaskiner och bearbetningscentra. Samtidigt är utrustningen försedd med specialdesignad utrustning och anordningar som gör det möjligt att minska icke-produktiv tidsförlust med minst några sekunder. På en batch-omfattande skala kommer dessa sekunder att läggas ihop och ge en tillräcklig ekonomisk effekt. Verktygsmaskiner och bearbetningscenter är föremål för specialisering, vissa arbetsgrupper tilldelas maskinen.

I massproduktion är storlekarna på serien mycket höga, och de tillverkade delarna genomgår inte designförändringar under ganska lång tid. Specialisering av utrustning går ännu längre. I detta fall är det tekniskt och ekonomiskt motiverat att tilldela samma operation till varje maskin under hela produktionstiden för serien, samt att tillverka specialutrustning och använda ett separat skärverktyg och mät- och kontrollinstrument.

I det här fallet flyttas utrustningen fysiskt i verkstaden och placerar den i ordningen för operationerna i den tekniska processen.

Teknologiska processexekveringsverktyg

Den tekniska processen existerar först i teknologernas huvuden, sedan registreras den på papper och i moderna företag - i databasen med program som tillhandahåller processen för produktlivscykelhantering (PLM). Övergången till automatiserade sätt att lagra, skriva, replikera och kontrollera relevansen av tekniska processer är inte en tidsfråga, det är en fråga om företagets överlevnad i konkurrensen. Samtidigt måste företag övervinna det starka motståndet från högt kvalificerade teknologer inom skolsystemet, som under åren är vana vid att skriva tekniska processer för hand och sedan ge dem för omtryck.

Moderna mjukvaruverktyg låter dig automatiskt kontrollera de verktyg, material och utrustning som nämns i den tekniska processen för tillämplighet och relevans, för att helt eller delvis återanvända tidigare skrivna tekniska processer. De ökar produktiviteten hos teknologen och minskar avsevärt risken för mänskliga fel när man skriver en teknisk process.

För att en teknologisk process ska förvandlas från idéer och beräkningar till verklighet behövs fysiska medel för dess genomförande.

Teknologisk utrustning är designad för installation, fixering, orientering i rymden och leverans av råmaterial, ämnen, delar, enheter och sammansättningar till bearbetningszonen.

Beroende på bransch inkluderar detta verktygsmaskiner, bearbetningsanläggningar, reaktorer, smältugnar, smidespressar, anläggningar och hela komplex.

Utrustningen har lång livslängd och kan ändra sina funktioner beroende på användning av en eller annan teknisk utrustning.

Teknologisk utrustning inkluderar verktyg, formar, formar, anordningar för att installera och ta bort delar, för att underlätta arbetarnas tillträde till operationsområdet. Tillbehören kompletterar basutrustningen och utökar dess funktionalitet. Den har en kortare livslängd och är ibland specialgjord för en specifik produktserie eller till och med för en unik produkt. När man utvecklar en teknik är det nödvändigt att i större utsträckning använda universella tillbehör som är tillämpliga för flera standardstorlekar av produkten. Detta är särskilt viktigt i diskreta industrier, där kostnaden för verktyg inte fördelas över hela serien, utan helt och hållet bärs av kostnaden för en produkt.

Verktyget är utformat för att utöva en direkt fysisk effekt på arbetsstyckets material för att bringa dess form, dimensioner, fysikaliska, kemiska och andra parametrar till de som specificeras i de tekniska förhållandena.

När du väljer ett verktyg bör en teknolog inte bara ta hänsyn till inköpspriset, utan också resurs och mångsidighet. Det händer ofta att ett dyrare verktyg gör det möjligt, utan att ersätta det, att släppa flera gånger fler produkter än en billigare analog. Dessutom kommer moderna mångsidiga och höghastighetsverktyg också att minska bearbetningstiderna, vilket också direkt leder till kostnadsbesparingar. Varje år förvärvar teknologer mer och mer ekonomisk kunskap och färdigheter, och att skriva en teknisk process från en rent teknisk fråga förvandlas till ett seriöst verktyg för att öka ett företags konkurrenskraft.

Ett antal tekniker som utförs för att erhålla en produkt med förutbestämda egenskaper från ett råmaterial kallas teknisk process.

För att beskriva en enskild teknisk process eller jämföra den med andra processer används olika indikatorer eller parametrar teknisk process.

Materialegenskaper hos den tekniska processen yavl. tekniska parametrar. Parametrar kan vara mekaniska, elektriska, termiska, temporära eller andra kvantiteter.

Alla parametrar för den tekniska processen är konventionellt indelade i tre grupper:

- privata parametrar, gör det möjligt att jämföra tekniska processer som producerar samma produkter och använder samma teknik. De speciella parametrarna inkluderar: sammansättningen och koncentrationen av råvaran, egenskaperna hos utrustningen och verktygen som används, metoderna för processen (temperatur, tryck), etc.;

- enstaka parametrar, så att du kan jämföra tekniska processer som producerar samma produkter, men använder olika teknologier. Enhetsparametrarna inkluderar resursparametrar (materialintensitet, arbetsintensitet, energiintensitet, kapitalintensitet), samt en sådan integrerad indikator som kostnad, som uttrycker den faktiska kostnaden för resurser i monetära termer för produktion och försäljning av produkter;

- generaliserade parametrar, som låter dig jämföra en mängd olika tekniska processer. Dessa inkluderar först och främst specifika sådana, dvs. per produktionsenhet, räknat i monetära termer, levnadskostnaderna (mänskligt) arbete och tidigare (materiellt) maskinarbete.

Verktyg, föremål för arbete för sällsynta exkl. hittades inte. i posten. kontakt, därför är det nödvändigt. rumslig rörelse tillhandahålls. denna kontakt och interaktion. Således är huvuddelen av den elementära handlingen av transformationer. föremål för arbetskraft till produkter yavl. direkt. verktygets inverkan på ämnet arbete. Denna elementära del av tekniken. processnamn. arbetsslag. Arbetsdraget leder till svek. egenskaper hos arbetsobjektet mot den färdiga produkten. Den extra delen av omvandlaren. föremål för arbete till en produkt yavl. rumsligheten i kombination med ämnet arbete. Denna del är extra. processnamn. extra framsteg.

Uppsättningen av arbets- och hjälprörelser bildar en teknisk övergång.

Att prestera. teknologisk övergång, som regel är det nödvändigt att utföra din grupp av extra. handlingar, men en högre Lv. Det inkluderar åtgärder för att stänga verktyg och delar, byta utrustning etc. Dessa åtgärder kallas. extra övergång.

Teknologisk och hjälpmedel. övergången utgör en teknisk operation. Att göra det. behöver också hjälpmedel. tekniska åtgärder. operationen föregår transporten av arbetsobjektet från en utrustning till en annan, lastning och släppning, förflyttning. en, fästa och ta bort delar. Denna grupp är extra. åtgärdens namn. extra drift.

Efter att ha gått igenom ett antal tekniska. och hjälpmedel. verksamhet föremål för arbetsomvandling. in i produkten, dvs.

uppsättningen av operationer leder till produktion. produkt som yavl. direkt. syfte

Apparater och maskiner används för att utföra tekniska processer. Anordningär en anordning eller anordning utformad för att utföra en viss teknisk process (rötkammare, panna, etc.). Under termen "bil" förstå en mekanism (eller en kombination av mekanismer och tillbehör) utformad för att omvandla mekanisk energi till användbart arbete.

Tekniska processer kan delas in i allmänna (grundläggande) och specifika. Med all mångfald av tekniska processer inom livsmedels- eller kemisk industri är många av dem det allmänning för olika branscher. I all produktion sker till exempel blandning, vilket är nödvändigt för att säkerställa kontakt mellan reaktanterna. I socker, alkoholhaltiga drycker, alkoholhaltiga drycker och många andra industrier används avdunstning för att öka koncentrationen av torra ämnen i lösningar. Torkningsprocessen är det sista steget i tillverkningen av skorpor, pasta, socker, många konfektyrprodukter, torra mejeriprodukter, grönsaker och frukter, vitaminer, våta spannmål etc. All livsmedelsproduktion använder sig av kyl- och uppvärmningsprocesser.

Ett grundämnes position i det periodiska systemet, dvs. strukturen hos elektronskalen hos atomer och joner, bestämmer i slutändan alla grundläggande kemiska och ett antal fysikaliska egenskaper hos materia. Därför ledde en jämförelse av den katalytiska aktiviteten hos fasta ämnen med positionen för de element som bildar dem i det periodiska systemet till identifieringen av ett antal regelbundenheter i valet av katalysatorer.

Om detta verk inte passade dig längst ner på sidan finns en lista över liknande verk. Du kan också använda sökknappen

Klassificering av tekniska indikatorer för katalysatorer. Grundläggande tekniska egenskaper hos heterogena katalysatorer. Laboratoriemetoder för deras bestämning.

3.1 Klassificering av tekniska indikatorer för katalysatorer.

Inom katalys är de mest fruktbara koncepten de som tar hänsyn till den kemiska överensstämmelsen mellan katalysatorn och den katalyserade reaktionen.

Ett grundämnes position i det periodiska systemet, dvs. strukturen hos elektronskalen hos atomer och joner, bestämmer i slutändan alla grundläggande kemiska och ett antal fysikaliska egenskaper hos materia. Därför ledde en jämförelse av den katalytiska aktiviteten hos fasta ämnen med positionen för de element som bildar dem i det periodiska systemet till identifieringen av ett antal regelbundenheter i valet av katalysatorer.

För en allmän orientering i valet av katalysatorer är det användbart att klassificera katalytiska processer enligt mekanismen för katalysatorverkan.

När du skapar en ny fast katalysator eller uppgraderar en befintlig katalysator bör följande grundläggande parametrar för katalysatorer beaktas:

Fysiska och mekaniska;

Kemisk;

Operativt och ekonomiskt.

Katalysatorns fysikaliskmekaniska egenskaper eller parametrar inkluderar porositet, skrymdensitet, verklig densitet, specifik ytarea, genomsnittlig porvolym och porradiell fördelning, fraktionerad sammansättning, partikelstorlek, amorfhet eller kristallinitet, partikelform, värmekapacitet, värmebeständighet eller vatten- ångvärmebeständighet. , förmågan att förgifta och regenerera.

Katalysatorernas kemiska parametrar inkluderar den kemiska sammansättningen, innehållet av föroreningar, förmågan att aktivera (främja, modifiera) och förgifta med gifter, bildning av legeringar, modifieringar och faser och ympning av aktivatorer till ytan av fasta katalysatorer.

Operationella och ekonomiska indikatorer eller egenskaper hos katalysatorer är aktivitet och selektivitet, enkel regenerering från olika avlagringar och inneslutningar (koks, oxider, reversibla gifter), möjligheten att skapa enkla metoder för katalysatorsyntes i industriell skala, ökad värmekapacitet, skrymdensitet, låg känslighet för gifter, långvarig drifttid i reaktorn utan regenerering, enkel transport och lagring, lätt att separera från reaktionsblandningen, tillgång på råmaterial för katalysatorproduktion och miljövänlighet.

Tekniska egenskaper hos fasta katalysatorer.

Valet av katalysatorer för industriella processer är en extremt svår uppgift. Katalysatorer är mycket specifika med avseende på olika kemiska reaktioner. Befintliga teorier om katalys förklarar denna specificitet med ett antal energetiska och geometriska faktorer, som ett resultat av vilka en given katalysator påverkar hastigheten för endast en reaktion eller en mycket smal grupp av reaktioner. Ett strikt vetenskapligt val av en specifik katalysator för en given kemisk-teknisk process är inte alltid möjligt, även om teorin om katalytiska processer har utvecklats avsevärt under de senaste decennierna och kännetecknas av många nya landvinningar.

Fasta katalysatorer är som regel mycket porösa ämnen med en utvecklad inre yta, kännetecknad av en viss porös och kristallin struktur, aktivitet, selektivitet och ett antal andra tekniska egenskaper.

3.2 De viktigaste egenskaperna hos fasta katalysatorer.

3.2.1 Aktivitet.

När man jämför olika katalysatorer väljs vanligtvis den mer aktiva om den uppfyller de grundläggande tekniska kraven.

Katalysatoraktivitet är ett mått på den accelererande effekten i förhållande till en given reaktion.

För att kvantifiera aktivitet i en industriell miljö, bestäm:

- allmän omvandling av råvaran;

- Utbytet av målprodukten;

- omvandlingshastigheten för en viss mängd råvaror per tidsenhet;

- per massaenhet av katalysatorn;

- per volymenhet katalysator;

- per ytenhet av katalysatorn;

- för ett enda aktivt centrum, som är av vetenskapligt intresse som ett objektivt kriterium för att jämföra aktiviteten hos identiska eller olika katalysatorer.

På grund av den stora variationen av katalytiska processer finns det inget enskilt kvantitativt kriterium för aktivitet. Detta beror på det faktum att användningen av olika katalysatorer, även för samma kemiska reaktion, kan förändra dess mekanism på olika sätt. Som regel leder användningen av en katalysator till en förändring i reaktionsordningen, aktiveringsenergin och den preexponentiella faktorn.

Ett kvantitativt kriterium för aktiviteten hos en katalysator för en given reaktion kan till exempel vara hastighetskonstanten som uppmätts för olika katalysatorer under jämförbara förhållanden (standard). Detta tillvägagångssätt är tillämpbart om reaktionsordningen förblir densamma för alla jämförda katalysatorer i en given grupp.

Om den katalytiska reaktionen är av samma storleksordning som den icke-katalytiska, dvs. deras hastighetskonstanter k kt och k - har samma måttenheter, då kan aktiviteten för katalysator A bestämmas som förhållandet mellan konstanterna

där E° och E är aktiveringsenergierna för katalytiska och icke-katalytiska reaktioner, är exp en exponentiell faktor.

Av ekvationen för exponentiellt beroende följer att aktiviteten är ju högre ju mer aktiveringsenergin minskar i närvaro av en katalysator. I detta fall bör man dock komma ihåg att i närvaro av en katalysator förändras inte bara aktiveringsenergin utan också den preexponentiella faktorn. Ökningen i aktivitet på grund av en minskning av aktiveringsenergin hämmas av en minskning av

K ca km jämfört med K O (den så kallade kompensationseffekten äger rum).

Ibland jämförs katalysatorer enligt reaktionshastigheten eller graden av omvandling av reaktanterna under standardförhållanden, enligt mängden reaktanter som interagerar per tidsenhet per ytarea av katalysatorn (produktivitet eller spänning, katalysator), etc. .

Aktiviteten hos en katalysator för en process som fortskrider i det kinetiska området bestäms först av reaktanternas natur och katalysatorernas specificitet, dvs. katalysatorns aktivitet motsvarar dess aktivitet i en kemisk reaktion.

I de fall då hastigheterna för de kemiska och diffusa stegen av katalys är jämförbara, sammanfaller emellertid inte katalysatorns aktivitet med dess aktivitet i den kemiska reaktionen.

För att jämföra aktiviteten hos en katalysator i varje reaktion under olika förhållanden, används intensiteten av processen på en given katalysator som ett mått på aktiviteten. Det uttrycks som mängden produkt som erhålls per tidsenhet från en volym katalysator.

A = G pr./(V kat.t) 3.2

Eller per viktenhet

A slag = G pr / (G cat t) 3.3

Jämförelse av aktiviteten hos olika katalysatorer i denna process under dessa standardbetingelser utförs i enlighet med graden av omvandling av den grundläggande substansen, och bestämningen av aktiviteten enligt graden av omvandling.

De viktigaste faktorerna som påverkar aktiviteten hos katalysatorer.

Katalysatorkoncentration - det finns nästan alltid ett överskott av katalysator i reaktionssystemet, eftersom en del av katalysatorns massa deltar antingen inte alls i reaktionen eller deltar obetydligt.

Koncentration av aktivatorn eller promotorn - om mängden aktivator eller promotor är stor, så silas några av de aktiva ställena av katalysatorn bort, och den totala aktiviteten minskar.

Koncentrationen av utgångsämnena - om de skiljer sig mycket från de erforderliga ämnena i reaktionen, kan de begränsande stegen i processen ersättas, d.v.s. till exempel övergången från det externa diffusionsområdet till det kinetiska området eller vice versa.

Koncentration av de resulterande produkterna - vanligtvis en ökning av koncentrationen saktar ner den totala reaktionshastigheten, eftersom i detta fall förskjuts adsorptionsjämvikten och katalysatorytan som upptas av produkten ökar. Denna yta stängs antingen av från den fortsatta driften av katalysatorn, eller, ännu värre, sekundära sidoreaktioner börjar inträffa på den.

En kraftig ökning av koncentrationen av produkter leder ibland till fullständig förgiftning av katalysatorn. Ibland inträffar dessa fenomen så snabbt att katalysatorn efter 5 - 15 minuter blir inaktiv och kräver regenerering.

Exempel: Katalytisk sprickbildning, uppehållstid 15 - 30 minuter.

Föroreningskoncentration - Föroreningar kommer alltid att bromsa reaktionshastigheten. Om föroreningarna är inerta, är denna minskning inte signifikant, om dessa är "kontaktgifter", är deras inflytande mycket stark, preliminär rening av råmaterialet är nödvändig.

Medium temperatur och tryck - denna påverkan är tvetydig för varje reaktion på sitt eget sätt.

T - har en signifikant effekt på hastigheten för processen som fortskrider både i de kinetiska och i diffusionsregionerna.

Ett antal katalytiska processer utförs vid förhöjt tryck för att blanda jämvikten mot produkten.

Strukturella egenskaper hos katalysatorer - allmän trend - katalysatorer med fina porer föredras.

Molekylvikten för de ursprungliga substanserna - denna faktor har nästan ingen effekt när den strömmar i den kinetiska regionen, obetydlig - i den externa diffusionsregionen och starkt - i intra-diffusionsregionen.

3.2.2 Selektivitet (selektivitet) för katalysatorer.

Selektivitet är särskilt viktig för parallella flervägsreaktioner, såväl som för reaktioner av ett antal sekventiella transformationer.

Komplexa katalytiska reaktioner kan fortgå längs flera termodynamiskt möjliga riktningar med bildning av ett stort antal olika produkter. Det övervägande reaktionsförloppet beror på vilken katalysator som används, och processen accelereras inte alltid, termodynamiskt den mest fördelaktiga av flera möjliga.

Av ett antal termodynamiskt möjliga reaktioner bör en selektiv katalysator endast accelerera reaktionen för att erhålla målprodukten. Typiskt, som ett resultat av den selektiva katalysatorn, sänks målomvandlingstemperaturen och sidoreaktioner undertrycks därigenom.

Selektivitet eller selektivitet hos en katalysator är dess förmåga att selektivt accelerera målreaktionen i närvaro av flera biverkningar.

Kvantitativt kan selektiviteten hos katalysatorn uppskattas som processens selektivitet - integral eller differentiell. Om flera parallella reaktioner inträffar samtidigt, kan olika selektiva katalysatorer väljas för var och en av dessa reaktioner.

Till exempel: i närvaro av aluminiumoxid eller toriumoxid sönderdelas etanol huvudsakligen till eten och vatten:

C2H5OH ---> C2H4 + H2O

I närvaro av silver, koppar och andra metaller sker praktiskt taget endast reaktionen av alkoholdehydrering med bildning av acetaldehyd:

C2H5OH ---> CH3CHO + H2

I närvaro av en blandad katalysator (A1 2 Oz + ZnO ) med tillräckligt hög selektivitet sker dehydrerings- och dehydreringsreaktioner med bildning av butadien:

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

Selektivitet beror inte bara på den valda katalysatorn, utan också på processbetingelserna, på området för den heterogena katalytiska processen (kinetisk, extern eller intern diffusion), etc.

Ett exempel på den selektiva verkan av katalysatorer är oxidationen av ammoniak under produktionen av salpetersyra.

Flera parallella och sekventiella reaktioner är möjliga:

1. 4 NH3 + 3 O2 = 2 N2 + 6 H2O + 1300 KJ;
2. 4 NH3 + 4 O2 = 2 N2O + 6 H2O + 1100 KJ;
3. 4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2O + 300 KJ;

3:e reaktionen är mer aktiv på Pt katalysator; oxidkatalysator 1 och 2 är samma.

Selektivitet bedöms med följande formel:

A -> B + C,

Där B är målet, är C det sekundära.

S =,

Katalysatorns totala selektivitet kan uttryckas genom förhållandet mellan mängden målprodukt (B) och den totala mängden mål- och biprodukter (C).

Selektiviteten påverkas av samma parametrar som aktiviteten, men arten av påverkan av parametrarna är något annorlunda:

Selektiviteten minskar som regel med en ökning av kontakttiden för reaktanterna med katalysatorn, dvs. med en minskning av den volymetriska matningshastigheten för råvaror, särskilt för de reaktioner där målprodukten är en mellanprodukt: A --- B --- C.

Den volymetriska hastigheten bestämmer uppnåendet av jämvikt i systemet, reaktionsriktningen och produktutbytet.

Det är förhållandet mellan volymen av gasblandningen, reducerad till normala förhållanden (NU), som passerar per tidsenhet till katalysatorns bulkvolym.

V = V g.c. / V kat. 3.4

Exempel:

Överväg system för omvandling av n-paraffiner.

Vid höga temperaturer och låga hastigheter av n-paraffiner C 6 - C 8 bli till Pt - katalysatorer, är huvudreaktionen reaktionen av aromatisering eller dehydrocyklisering av n-paraffiner.

Vid höga temperaturer och medelhastigheter, Pt - katalysatorer, huvudreaktionen är isomeriseringsreaktionen, n-paraffiner omvandlas till olefiner och isomeriseras. Eftersom hastigheten är högre i det första fallet hinner inte cykliseringen inträffa.

Vid höga temperaturer och höga hastigheter, hydrokrackningsprocessen - paraffiner spjälkas, olefinradikaler mättas med väte och omvandlas till andra paraffiner, men eftersom hastigheterna är höga hinner inte de bildade paraffinerna isomerisera och cyklisera.

Temperaturen påverkar på ungefär samma sätt som rymdhastigheten på dessa processer. Vid höga temperaturer - monocyklisk A r kolväten, när temperaturen stiger till 500 O C - bicyklisk A r kolväten.

Interaktionen mellan katalysatorn och mediet är inte begränsad till inverkan av katalysatorn på reaktanterna, utan det finns också en återkoppling mellan mediet och katalysatorn. Vi kan prata om hela systemets katalytiska aktivitet, inklusive kontaktmassan och reaktionsblandningen.

I en katalysator, under påverkan av miljön, kan följande förändras: ytans tillstånd; strukturella egenskaper hos kontaktmassan; kemisk sammansättning och egenskaper hos hela katalysatorns volym utan bildning av nya faser; kemisk sammansättning med bildandet av nya faser.

3.2.3 Tändtemperatur.

Tillsammans med aktiviteten och selektiviteten är en viktig teknisk egenskap katalysatorns antändningstemperatur Tzag.

Begreppet "antändning" innebär att när temperaturen stiger över gränsen lika med Tcg, sker en kraftig, abrupt ökning av reaktionshastigheten. Antändning kan också ske i icke-katalytiska reaktioner.

Tändningstemperaturen är den lägsta temperatur vid vilken den tekniska processen börjar röra sig med en hastighet som är tillräcklig för praktiska ändamål.

Katalysatorns antändningstemperatur är den lägsta temperatur vid vilken katalysatorn har tillräcklig aktivitet för att utföra en autotermisk process i en industriell miljö.

Denna faktor tas i första hand med i beräkningen när man utför reversibla högtemperaturreaktioner i adiabatiska fastbäddsreaktorer.

En adiabatisk reaktor är ett system som är berövat möjligheten att tillföra den utifrån eller föra ut den i miljön.

När man grafiskt löser systemet med ekvationer av material och värmebalanser i en genomströmningsreaktor när man utför en exoterm reaktion i den. Antag att den relativa positionen för linjerna som beskriver ekvationerna för material och värmebalanser motsvarar den som visas på ritningen, dvs linje 2 i värmebalansekvationen är tangent i punkt A till linje 1 i materialbalansekvationen. Sedan en liten förändring i den initiala temperaturen vid inloppet till reaktorn från T 1 - T till T 1 - T kommer att leda till en abrupt förändring i omvandlingsgraden som uppnås i reaktorn från X A; 1 till X A, 2 ... Detta betyder att vid samma värden på reaktorvolymen och den volymetriska flödeshastigheten för reagenserna genom den, inträffade en kraftig ökning av reaktionshastigheten (och samtidigt hastigheten för värmeavgivning).

Därför är temperaturen T 1 och är antändningstemperaturen. Numeriskt värde för T 1 på ritningen (och följaktligen positionen för punkt A) bestäms primärt av reaktionens kinetiska egenskaper som påverkar positionen för linje 1 i materialbalansekvationen. Eftersom varje katalysator kännetecknas av sina egna kinetiska parametrar, kommer antändningstemperaturerna att vara olika för olika katalysatorer.

Teckning. Gemensam lösning av ekvationerna för material- och värmebalanser i en genomströmningsreaktor:

1 - linjen i materialbalansekvationen; 2 — linje i värmebalansekvationen

Ur teknisk synvinkel är det bättre att använda katalysatorer med låg antändningstemperatur, vilket gör det möjligt att minska energiförbrukningen för förvärmning av reaktionsblandningen.

För exoterma reaktioner kan begreppet "antändningstemperatur" specificeras kvantitativt. Ju lägre temperatur på processen, desto lägre reaktionshastighet och desto mindre värme frigörs. Vid en viss minimitemperatur (antändningstemperatur) blir värmeavgivningshastigheten lika med hastigheten för värmeavlägsnande (värmeförbrukning för uppvärmning av den initiala reaktionsblandningen och värmeavlägsnande med reaktionsprodukterna). Således är antändningstemperaturen för exoterma reaktioner den lägsta temperatur vid vilken processen kan utföras i ett autotermiskt läge, utan tillförsel av värme från utsidan.

Det är särskilt viktigt att ha en låg katalysatorantändningstemperatur när man utför reversibla exoterma reaktioner, då gör låga temperaturer i processen det möjligt att förskjuta reaktionens jämvikt mot dess produkter.

3.2.4 Katalysatorns livslängd.

Katalysatorns livslängd är extremt svår att uppskatta i laboratoriemiljö eftersom katalytisk aktivitet kännetecknas av många faktorer som är svåra att ta hänsyn till i laboratoriet, till exempel: koksning; kemisk förgiftning; omkristallisation, i fallet med användning av en bärare med en kristallin struktur.

Katalysatorliv kan uttryckas som:

1. I tidsenheter (till exempel: för katalytisk krackning - flera sekunder och ammoniaksyntes - flera år);
2. I mellantiden mellan regenerering eller total varaktighet tills fullständig förlust av aktivitet.

Beständighet mot oxidativ regenerering: total katalysatorlivslängd dividerat med regenereringsperiod.

1. Massan av produkten som erhålls under hela driften av katalysatorn.

Ibland är det mer fördelaktigt att ersätta en katalysator med restaktivitet än att behålla den i reaktorn tills den är helt deaktiverad.

Katalysator omladdningskostnad

Arbetets varaktighet

Ju mer katalysatorn har fungerat, desto lägre kostnad för att ersätta den, men detta bör korreleras med katalysatorns aktivitet, det minskar med drifttiden.

När du byter ut en katalysator med en ny eller letar efter intensifiering bör följande faktorer beaktas:

1. Enkelt vid byte av katalysator;
2. Dimensioner för industriella reaktorer;
3. Kostnaden för att ersätta katalysatorer;
4. Förluster förknippade med en minskning av den totala effekten av katalysatorerna;
5. Komplexiteten i framställningen av nya aktiva katalysatorer.

3.2.5 Termisk ledningsförmåga hos katalysatorkorn.

Termisk ledningsförmåga hos katalysatorkorn - hjälper till att utjämna temperaturen i katalysatorbädden och minskar temperaturskillnaden i den adiabatiska reaktorn.

Om den termiska effekten är mycket hög, är katalysatorns värmeledningsförmåga, förutom aktiviteten, den viktigaste faktorn, eftersom en sådan katalysator kan eliminera lokal överhettning, vilket leder till en minskning av produktutbytet, på grund av till det faktum att koksbildning sker i sektionen (i isotermisk).

Och i exoterma processer leder låg värmeledningsförmåga till följande: adsorptionen av råmaterial på katalysatorkornen störs och kapillärkondensering av råmaterialångor, reagenser i katalysatorns porer börjar - allt är väsentligt i en fast bädd.

3.2.6 Styrka och hållbarhet.

Styrka och hållbarhet - måste säkerställa normal drift av katalysatorn i flera år.

I en fast katalysatorbädd uppstår hållfasthetsförluster av följande skäl:

1.på grund av temperaturförändringar;

2. på grund av erosionen av katalysatorkornet av en gas- eller vätskeström av reagens;

3. på grund av trycket från lagret av överliggande katalysatorkorn.

Krosshållfastheten för katalysatorerna med fast bädd bör vara 0,7 - 11 MPa.

I en rörlig katalysatorbädd förstås styrka som slitstyrkan hos katalysatorkornen under friktion och slag av dem mot varandra, mot väggarna i reaktorn, regeneratorn, hissen eller rörledningen.

Nötningsbeständighet kännetecknas av två skäl: nötningsbeständighet och klyvningsbeständighet.

Förhållandet mellan styrka och spjälkning bestämmer katalysatorns hållfasthet i fluidiserad bädd.

Introducera konceptet "Katalysatorförbrukning per ton råmaterial" eller katalysatorförbrukning per ton nyladdad katalysator.

3.2.7 Katalysatorkostnad.

Kostnaden för katalysatorn är en liten procentandel av kostnaden för den resulterande produkten.

Reformeringskatalysatorn kostar 300 000 - 0,01 % av alla reformeringskostnader.

Katalysatorkomponenter är mycket dyra - Pt.

Kostnadssänkande sätt:

1. Applicering av en dyr komponent av katalysatorn på bäraren;

2. Rationell teknik för dess produktion.

Alla dessa konsumentegenskaper bestäms av två faktorer:

1. Sammansättningen av kontaktmassorna;
2. Porös struktur.

Möjligheten att använda det här eller det materialet för produktion av olika produkter bestäms av en hel lista med kvaliteter och egenskaper. Huvudrollen i valet av bearbetningsmetoden spelas av de tekniska egenskaperna hos metaller och legeringar, det är de som bestämmer möjligheten att använda dem för tillverkning av en viss produkt.

Grundläggande egenskaper hos metaller

Alla de grundläggande egenskaperna hos metaller och deras legeringar kan klassificeras enligt ett antal indikatorer, som var och en har en betydande inverkan på att bestämma materialets omfattning.

• De fysiska egenskaperna hos metaller inkluderar deras vikt, värmekapacitet, förmåga att leda elektrisk ström och andra liknande indikatorer. Alla förstår att användningen av till exempel gjutjärn är omöjlig i flygplanskonstruktion, och någon metall som perfekt leder elektricitet är inte tillämplig vid tillverkning av isolatorer.
• Mekaniska egenskaper bestäms av förmågan att motstå olika belastningar, inklusive hårdhet, duktilitet, elasticitet och många andra egenskaper.
• Prestanda kännetecknar möjligheten att använda metall för drift under olika förhållanden - motståndskraft mot nötning, höga och låga temperaturer och så vidare.
• De kemiska egenskaperna hos metaller och legeringar bestäms av deras beståndsdelars förmåga att reagera med andra ämnen. Så till exempel vet alla att guld inte lämpar sig för verkan av syror, vilket inte kan sägas om andra typer av metall.
• Materialets tekniska egenskaper bestämmer listan över produktionsprocesser som är tillämpliga på metallen i efterföljande bearbetning.

Metaller - tekniska egenskaper

De viktigaste tekniska egenskaperna inkluderar följande egenskaper:

• Flytande fluiditet (gjutning) - förmågan hos ett material i smält tillstånd att fylla en gjutform utan att lämna tomrum.
• Svetsbarhet - förmågan att utföra permanenta fogar av delar under påverkan av olika typer av svetsning (gas, elektrisk, tryck).
• Formbarhet (deformerbarhet) - förmågan att ändra formen på en produkt i ett varmt tillstånd eller vid normal temperatur under påverkan av tryck.
• Härdbarhet - förmågan att förbättra olika egenskaper hos en metall genom att kyla till olika djup.
• Förmågan att utföra metallbearbetning med hjälp av skärutrustning visar förmågan att utföra svarvnings- och fräsoperationer.

Alla dessa tekniska egenskaper hos metaller och legeringar i kombination avgör det ytterligare tillämpningsområdet.

Stålets tekniska egenskaper

Stål anses vara en av de vanligaste metallerna, dess tekniska egenskaper beror på den kemiska sammansättningen, olika föroreningar som ingår i det kan förbättra eller förvärra dessa egenskaper.

De negativa föroreningarna som avsevärt påverkar de tekniska egenskaperna inkluderar svavel och fosfor. Ett överskott av dessa ämnen kan leda till röd sprödhet respektive kallsprödhet. Det vill säga stål med ett överskott av svavel blir sprött när det värms upp, och om det finns en stor mängd fosfor i det, kommer det att gå sönder vid låga temperaturer. Det är därför, vid smältning av stål, många ansträngningar syftar till att minska dessa föroreningar i metallen, men tyvärr är det omöjligt att bli av med dem helt.

Som du kan se har de kemiska beståndsdelarna i stål stor betydelse för dess tekniska egenskaper, därför måste en grundlig analys av legeringssammansättningen göras vid val av bearbetningsmetod, annars kan problem uppstå både i produktionen och under tillverkningen. produktens funktion.