Смекни!
smekni.com

Технологии в химической промышленности (стр. 1 из 3)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЕ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра МАХП

ОТЧЕТ

по учебной практике

Разработал:________ ст. гр. МХП-09

Аленичев А.В.

Принял: ________ доц. каф. МАХП Топоров А.А.

Донецк-2009

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХИМИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

2. КОКСОВЫЕ ПЕЧИ

3. КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА КАФЕДРЫ МАХП

ВЫВОДЫ

ВВЕДЕНИЕ

Одним из важных видов деятельности человека является переработка сырьевых материалов и получение продуктов, которые сопровождаются изменением химического состава веществ. Именно этим и занимается химическая промышленность. Для проведения данных химических реакций необходимо соответствующее оборудование и программное обеспечение. Об этом и пойдет речь в этом документе

1. ХимИЧЕСКАЯ инженерия и химическая промышленность

1.1 ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Технология – наука о производствах, о тех методах и аппаратах посредством которых исходные материалы превращают в предметы потребления или в средства производства. Этот процесс называется технологическим процессом.

Технологии делятся на 2 группы:

1) Механическая

2) Химическая

Механическая – изучает процессы, в которых изменяется лишь форма (реже физические свойства) перерабатываемого материала.

Химическая – изучает процессы, связанные с изменением хим. Состава перерабатываемых материалов, а также оборудование необходимого для проведения этих процессов.

Как правило, технологический процесс разделяется на несколько стадий, которые осуществляются в различных аппаратах.

Сочетание этих стадий в определенной последовательности называется технологической схемой производства.

Продукты, получаемые на промежуточных стадиях, называются промежуточными продуктами или полупродуктами или полуфабрикатами. Продукт, получаемый на конечной стадии, называется готовым продуктом.

Наряду с готовым продуктом получаются отходы, т.е. неиспользуемые вещества.

В настоящее время организовывают безотходное производство, где отходы являются сырьем для других производств.

В химической технологии сырьем называют исходные материалы. По своему происхождению сырье делится на 3 группы:

1) Минеральное

2) Растительное

3) Животное

1) Минеральное – добываемые из земных недр природные минералы.

а) рудное

б) нерудное

в) горючее

а) служит для получения из него металлов;

б) горные породы или минералы, которые служат сырьем для химических производств:

- стройматериалы (гравий, песок, глина);

- индустриальное сырье (те минералы, которые используются практически без переработки: графит, слюда, асбест);

- химическое минеральное сырье (перерабатываемые минералы);

- драгоценное, полудрагоценное, поделочное сырье (мрамор, гранит и т.д.)

в) горючее – ископаемые, которые можно использовать в качестве топлива (нефть, газ, уголь).

Так как сырье, находящееся в земле содержит посторонние примеси, то но подвергается предварительной обработке, после которой оно должно обладать комплексом предъявляемых требований (однородность хим. состава, крупность, влажность). Как правило, предварительная обработка заключается в классификации, измельчении, укрупнении, обезвоживании и обогащении.

Классификация (сортировка) – процесс разделения сырья на отдельные сорта (классы) по определенным признакам: крупности, плотности и т.д.

Измельчение – уменьшение размеров частиц сырья до необходимых.

Укрупнение – увеличение размеров частиц сырья до необходимых (брикетирование, агломерация).

Обезвоживание – удаление излишков воды из сырья.

Обогащение – обработка сырья с целью отделения полезных компонентов от примесей.

Для проведения большинства процессов хим. технологий требуются затраты энергии. Как правило, это тепловая и электрическая энергия.

Тепловая энергия используется для ускорения хим. реакций, а также для таких процессов как сушка, плавление выпаривание и т.д.

Электроэнергия расходуется на приведение в движение машин, а также для таких технологических процессов, как электролиз, гидролиз, электростатическое осаждение и т.д.

Кроме энергии и сырья важно использование воды. В хим. производстве используется большое количество воды. При этом к воде предъявляется комплекс требований по жесткости, хим. составу, наличию примесей и т.д.

1.2 Виды технологических производств

1) Переработка углеводородов

К углеводородному сырью относят нефть, газ, уголь.

1. Нефть – маслянистая жидкость имеющая окраску от желтого до темно-коричневого цвета, легче воды. По элементарному составу нефть состоит из:

~85% C.

~15% H.

~2% O, N, S.

По компонентному составу из большого количества органических соединений (парафины, нафтены, циклоны, антрацены ит.д.)

Напрямую нефть не используется, поэтому ее перерабатывают с получением следующих продуктов: бензин, керосин, реактивное топливо, мазут, соляровое масло, дизельное топливо, смазочные масла, бензол, толуол, ксилол, гудрон, парафины, битум, нефтяной кокс и т.д.

2. Уголь – твердый минерал, состоящий из:

~80-90% C;

~4-5% H;

~2-9% O;

~2-4% S;

~1-3% примеси.

Порядка 35% добываемого угля используется в качестве топлива, оставшиеся 65% для получения хим. продуктов:

1. Кокс

2. Жидкие компоненты

3. Газообразные продукты.

Кокс – твердый остаток, состоящий из углерода и некоторых минеральных компонентов. Используется в черной металлургии для:

1) Проведения восстановительной реакции и получения железа из его оксидов.

2) Как источник тепла.

Газообразные продукты - из них получают сырой бензол (полуфабрикат для растворителей, лекарств и т.д.), аммиак (аммиачные удобрения, нашатырный спирт и т.д.).

Смолы: краски, лаки, битум, нафталин, смазочные вещества и т.д.

4. Природный газ – на 95-98% состоит из метана CH4. Используется в основном как топливо, а также для синтеза органических веществ (пластики, полимеры).

2) Получение силикатных изделий и материалов

Силикатными материалами или изделиями называется материалы или изделия, состоящие из смесей или сплавов силикатов, полисиликатов и алюмосиликатов. Все силикатные изделия делятся на 3 группы:

1. Керамические

2. Стеклянные

3. Вяжущие

Керамические – вырабатываются преимущественно из разных сортов глины, а также некоторых оксидов. К получаемым изделиям относят кирпич, кафель, фаянс, фарфор, огнеупорные материалы и футеровки, тротуарная и облицовочная плитка и т.д. Для всех керамических изделий является общим процесс их изготовления: из сырья различных марок составляется шихта (смесь), из шихты формируется изделие (в основном прессованием), изделие нагревается, часть компонентов расплавляется, обволакиет остальные компоненты, далее изделие охлаждается. В результате происходит спекание и получение готового изделия.

Стеклянные – получение отличается полным расплавлением шихты с последующим охлаждением и получением стеклообразной массы.

Вяжущие – порошкообразные продукты, которые при смешивании с водой образуют пластическую массу, которая через некоторое время загустевает, теряет текучесть и превращается в твердое тело (искусственный камень). Этот процесс называется схватыванием. Полученный искусственный камень не обладает достаточной механической прочностью, поэтому для получения готового изделия его выдерживают от нескольких дней до нескольких месяцев в определенных условиях, при которых происходит процесс твердения.

3) Минеральные удобрения и ядохимикаты

В сельском хозяйстве при выращивании растений вместе с урожаем из почвы удаляются поглощаемые растениями вещества. Если эти вещества не возобновлять, то происходит истощение почвы и урожайность сильно уменьшается. Для возобновления этих веществ служат удобрения. Растения практически на 99% состоят из 10 элементов: кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, магний, кальций, калий, железо. Удобрения делятся на прямые и косвенные.

Прямые – для непосредственного питания растений.

Косвенные - для изменения структуры и состава почвы.

Прямые удобрения делятся на:

1. Органические

2. Минеральные

3. Микроудобрения

К основным минеральным удобрениям относят:

1. Азотные удобрения (основным является аммиачная селитра (нитрат аммония NH4NH3);

2. Фосфорные удобрения (основным удобрением является суперфосфат Ca(H2PO4)2, кроме того применяют двойной суперфосфат);

3. Калийные удобрения (KCl).

Ядохимикаты используются для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. В зависимости от назначения бывают:

1. Инсектициды – хим. средства для уничтожения насекомых.

2. Фунгициды – хим. средства для борьбы с болезнями растений вызываемыми грибками, вирусами, бактериями.

3. Зооциды – хим. средства для борьбы с животными, в основном грызунами.

4. Гербициды - хим. средства для борьбы с сорняками.

4) Основной (тяжелый) органический синтез

Органический синтез первоначально возник как промышленность получения красителей. В настоящее время используется для получения лекарств, вкусовых пищевых добавок, синтетических моющих средств, спиртов и получения полимеров. Тяжелым называется, так как необходимо получение указанных продуктов в больших количествах.

В настоящее время производство полимеров выделено в отдельную отрасль.

Для проведения тяжелого органического синтеза, а так же получения удобрений и ядохимикатов требуются промежуточные и вспомогательные вещества, производство которых выделено в отдельную отрасль хим. промышленности:

1. Получение серы и серной кислоты

2. Производство азотной кислоты и аммиака

3. Получение хлора и соляной кислоты

5) Производство специальных материалов (взрывчатые вещества и пороха)