ЗМІСТ
ВСТУП
1. ХІМІКО - ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ
2.ТЕХНОЛОГІЇ ОКРЕМИХ ХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ
2.1 Неорганічні кислоти
2.2 Мінеральні добрива
2.3 Високомолекулярні сполуки
ВИСНОВОК
ЛІТЕРАТУРА
ВСТУП
Тема реферату «Технології хімічної промисловості».
Мета роботи – розглянути хіміко-технологічні процеси, та технології окремих хімічних продуктів.
1. ХІМІКО - ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ
Хіміко-технологічним називають будь-який процес, що включає стадію хімічного перетворення, тобто в основі якого лежить конкретна хімічна реакція (або ряд реакцій). Хіміко-технологічний процес включає три основні стадії: підведення реагуючих речовин (сировини) в зону реакції; хімічні реакції; виведення одержаних продуктів із зони реакції. Схематичне зображення хіміко-технологічного процесу показано на рис.1.
Вихідний матеріал А проходить спочатку підготовку а далі стадію хімічних перетворень. Після другої стадії одержують основний продуктR, побічні продуктиS і залишається якась частина непрореагованої сировини. На третій стадії проходить їх розділення. Непрореагована сировина може бути повернута на першу стадію.
Ефективність хіміко-технологічного процесу залежить від раціонального вибору послідовності технологічних операцій і правильного вибору обладнання. Сукупність всіх апаратів для виробництва хімічних продуктів називають хіміко-технологічною системою. Між апаратами ХТС існує взаємозв'язок, який описано математичними моделями.
Послідовний опис (зображення) процесів і відповідних їм апаратів називається технологічною схемою виробництва (ТСВ). В галузях хімічної промисловості сформувались наступні технологічні схеми.
1.З відкритим ланцюгом (розімкнена).
Такі схеми складаються з апаратів, через які реагуючі речовини проходять тільки один раз (рис. 2 а). Якщо ступінь перетворення в одному апараті невеликий, то включають у схему послідовно декілька однотипних апаратів.
2. Циклічна (замкнена, кругова). При такій схемі сировина, що не прореагувала, разом із порцією свіжої повертається в зону реакції (рис.2 б). Частина сировини циркулює в замкненому циклі. Продукт при цьому виділяється після кожного проходження суміші через реакційну зону. Реагуючі речовини багаторазово повертаються в один і той же аппарат, аж до досягнення заданого ступеня перетворення. До циркулюючої суміші додається свіжа сировина в такій кількості, що дорівнює витраті її на одержання продукту за один цикл. Циклічні схеми забезпечують більш високий ступінь використання сировини, що покращує економічні показники, в навколишнє середовище викидається значно менша кількість шкідливих речовин.
3. Комбінована схема характеризується тим, що одна із реагуючих речовин одноразово проходить апарати, а друга здійснює багаторазову циркуляцію через апарати системи (рис.2 в).
Технологічні процеси хімічних виробництв відзначаються різноманітністю. Це пояснюється тим, що хімічні методи виробництва дозволяють одержувати різні продукти із одного вихідного матеріалу, а також використовувати різноманітну сировину для одержання одного і того ж продукту. Хіміко-технологічні процеси матеріало- й енергомісткі.
В Україні найбільше виробляють мінеральних добрив, полімерів, мінеральних кислот. Виробляють також содові продукти, спирти, фарби, лаки, фармацевтичні препарати, отрутохімікати та багато ін.
2.ТЕХНОЛОГІЇ ОКРЕМИХ ХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ
2.1 Неорганічні кислоти
Кислотами називають складні неорганічні й органічні речовини, що здатні у водних розчинах дисоціювати (розпадатися), утворюючи позитивно заряджені іони водню. Саме їм кислоти зобов'язані кислим смаком і самою назвою. Залежно від ступеня дисоціації молекул на іони в розчині розрізняють сильні і слабкі кислоти.
Розрізняють неорганічні (мінеральні) й органічні кислоти. До мінеральних кислот належать сірчана, соляна, азотна, фосфорна, сірчиста, сірководнева, плавикова та інші (більше 20 видів). Найбільш розповсюдженою є сірчана кислота. В Україні з усіх кислот найбільше виробляють сірчаної кислоти.
Сірчана кислота - H2S04.
Це важка масляниста рідина, що змішується з водою в будь-яких пропорціях. При цьому виділяється велика кількість теплоти. Може бути різної концентрації. Безводна сірчана кислота називається моногідратом. Сірчана кислота розчиняє оксид сірки, утворюючи олеум. Належить до сильних кислот.
Одержують сірчану кислоту нітрозним і контактним способами. Основним способом є контактний. Цим способом одержують 90% кислоти високої концентрації і якості.
Сировиною для одержання сірчаної кислоти є самородна сірка, природні сірчисті сполуки заліза, міді, цинку та ін., сірка, що входить до складу горючих матеріалів, гіпс, ангідрит. Найчастіше використовують сірчаний колчедан, в якому більше 50% сірки. При одержанні кольорових металів утворюється сірчистий газ, що також є сировиною.
Технологічний процес одержання сірчаної кислоти контактним способом включає такі стадії:
1. Одержання сірчистого газу (діоксиду сірки). Сірчистий газ утворюється при випалюванні колчедану в багатоподових печах або печах киплячого шару. Температура випалювання 500-800°С. Після випалювання утворюється сірчистий газ і твердий залишок (недогарок):
4FeS2 + 1102→ 2Fe203 + 8S02 + Q.
Недогарок містить багато заліза, а тому його використовують при одержанні чавуну, в цементній промисловості, при виготовленні барвників.
2. Очищення сірчистого газу.
Одержаний газ містить до 300г/м3 пилу, в якому є сполуки шкідливих елементів (миш'яку, селену, арсену та ін.). Ці домішки отруюють каталізатор, знижують його активність. Тому газ ретельно (в декілька стадій) очищають.
3. Окислення сірчистого газу.
Сухий очищений газ попередньо нагрівається і подається в спеціальний контактний апарат. В контактному апараті газ додатково нагрівається до 600°С і в присутності каталізатора окислюється до триоксиду сірки:
2S02 + 02 ↔ 2S03 + Q.
Зміщення реакції вправо відбувається при зниженні температури і збільшенні тиску. Каталізатором служить контактна маса, в якій є біля 7% оксиду ванадію, оксиди лужних металів, високопористі алюмосилікати. Починається окислення при 600°С, закінчується при 400°С. Далі газ охолоджується до 60-80°С
4. Поглинання окисленого газу й утворення сірчаної кислоти.
Охолоджений газ подається в абсорбційне (поглииальне) відділення. Тут він поглинається в спеціальних баштах сірчаною кислотою (при поглинанні водою утворюється сірчанокислотний туман). В одній башті утворюється олеум, в другій - сірчана кислота:
S03 + Н20 +H2S04 + Q
Є такі сорти сірчаної кислоти: технічна кислота (купоросне масло) з концентрацією 90,5-92,5%, моногідрат (безводна кислота), баштова кислота з концентрацією 75%, акумуляторна кислота - 92-94% й олеум (низькокоицентрований містить 18,5-20% вільного триоксиду сірки, висококонцентрований -до 65% вільного триоксиду сірки).
Сфери використання.
Близько 40% сірчаної кислоти використовується для виробництва неорганічних та органічних кислот, солей, при одержанні вибухових речовин, штучних і синтетичних волокон, пластмас, отрутохімікатів, фарб, барвників, лаків, лікарських речовин, крохмалю, патоки. Сірчану кислоту використовують в металообробці для очищення від продуктів корозії, перед покриттям іншими металами. На транспорті використовують сірчанокислі акумулятори. Перевозять і зберігають сірчану кислоту у стальній і скляній тарі.
Техніко-економічні показники.
Обладнання для одержання сірчаної кислоти є високопродуктивним, окремі стадії технологічного процесу (окремі механізми) автоматизовані. При контактному способі одержують кислоту високої якості, що розширює сфери її використання. Сірчана кислота найдешевша з усіх кислот. Розбавляючи водою, можна одержувати кислоту різної (потрібної) концентрації. Виробництво вимагає дотримання норм охорони праці і техніки безпеки.
2.2 Мінеральні добрива
Мінеральними добривами називають речовини (солі), які містять елементи необхідні для нормального росту рослин. Деякі хімічні елементи потрібні рослинам у великих кількостях (азот, фосфор, калій, кальцій, магній, залізо), деякі в дуже малих кількостях (йод, бор, цинк, молібден, марганець, мідь, кобальт та ін.).
Класифікують мінеральні добрива за такими ознаками: за видом поживних елементів - азотні, фосфорні, калійні; за кількістю поживних елементів - прості (містять один поживний елемент) і комплексні (два або більше поживних елементи); за агрегатним станом - тверді й рідкі; за агрохімічною дією - прямі і непрямі. Непрямі добрива (вапняк, доломіт) вносять в грунт для поліпшення його фізичних і біохімічних властивостей.
До азотних добрив належать аміачна селітра, карбамід (сечовина), сульфат амонію, рідкий аміак, аміачна вода. Азотні добрива добре розчиняються у воді, їх найбільше застосовують у сільському господарстві (для всіх рослин і на будь-яких ґрунтах). Найбільш концентрованим азотним добривом є рідкий аміак (до 82% азоту).
До фосфорних добрив належать природні фосфати, простий і подвійний суперфосфат, преципітат. Фосфорні добрива оцінюються вмістом оксиду фосфору. Його вміст у фосфорних добривах коливається в межах 20-50%. Фосфорні добрива потрібні злаковим культурам (житу, пшениці, ячменю та ін.), технічним культурам, плодовим деревам. Водорозчинність фосфорних добрив гірша, ніж азотних.
До калійних добрив належать сильвініт, хлорид калію, сульфат калію. Без калію рослини не можуть нормально рости і розвиватися. Давно застосовували для підживлення ґрунтів золу рослин, до складу якої входить калій. При нестачі калію сповільнюється ріст рослин, жовтіє листя, плоди, стають менш солодкими фрукти, ягоди, насіння тратить схожість. Калій потрібен всім рослинам.