Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ТЕМА 7. ТЕХНІКА, ТЕХНОЛОГІЯ І ПРОДУКЦІЯ ХІМІЧНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ



Класифікація продуктів хімічного виробництва

Згідно з класифікатором продукти хімічної промисловості поділяються на 7 класів, кожний клас – на підкласи. Усього налічується 52 підкласа.

Перелічимо лише класи:

1 Продукція неорганічної хімії і гірничо-хімічна сировина (мінерали і первісни продукти їх переробки).

2 Полімери (пластмаси, синтетичні каучуки, хімічні волокна).

3 Лако-фарбові матеріали і продукти.

4 Синтетичні барвники і органічні напівпродукти.

5 Продукти органічного синтезу (нафтопродукти, продукти коксо- і лісохімії).

6 Хімічні реактиви і особливо чисті речовини.

7 Медикаменти і хіміо-фармацевтична продукція.

З перелічених класів продуктів ми вже частково познайомились з продуктами органічного сінтезу у паливній промисловості. У цьому модулі нам належить познайомитись ще з деякими продуктами, що належать до першим двох класів.

Кислоти

Серед 22 видів неорганічних кислот, які виробляє хімічна промисловість України, найбільше значення має сірчана, азотна, соляна і фосфорна.

Сірчана кислота (H2SO4) - це хліб хімічної промисловості. Серед інших кислот вона найбільш дешева і тому знайщла найбільш поширене застосування.

Сірчана кислота – прозора, важка і масляниста речовина. Масова доля – 1,84 г/см3.

Виробляється різної концентрації і залежно від цього має різні назви: акумуляторна кислота – 94%, купоросне масло – 92%, баштова кислота – 75%, та інші.

Транспортується залізничним транспортом у цистернах. Використовується: при виготовленні іншіх кислот (фосфорної, соляної); солей (мідного купоросу); мінеральних добрив; різних органічних сполук; капролактама, штучного шовку, пластмас, паперу; а також для очищення нафтопродуктів від домішок.

Азотна кислота (HNO3) - безкольорова рідина. Масова доля складає 1,52 г/см3. Випускається різної концентрації.

Використовується при виговленні азотних і комплексних добрив, в гальваніці, в поліграфії, при виготовленні вибухівок, напівпровідників та ін.

Соляна кислота (НСl) – безкольорова рідина з різким запахом. Масова доля 1,18 г/см3. Має високу хімічну активність. Руйнує всі метали, окрім золота і платини. Випускається концентрацією 19-38%.

Використовується: при отриманні хромистих солей (барію, цинку, амонію), в гідрометалургії – при отриманні платини, золота, срібла; при виготовленні сінтетичних барвників, оцетової кислоти, активованого вугілля, при фарбуванні шкіри.

Фсфорна кислота (Н3РО4)– прозора слабожовта рідина. Масова доля 1,87 г/см3. Використовується при виготовленні фосфорних і комплексних добрив; при виготовленні натрію, кальцію, марганцю, алюмінію, кіноплівки, сірників; при виробництві вогнезахисних тканин, активованого вугілля, а в харчовій промисловості – при виготовленні газованої води та різних конди-терських порошків.

 

Виробництво кислот

Хімічна промисловість випускає тисячі хімічних продуктів, один з яких — сірчана кислота — відіграє важливу роль. Завдя­чуючи її властивостям, а також у зв'язку з тим що вона значно де­шевша інших кислот, сірчану кислоту широко використовують як в хімічній промисловості, так і в металообробній, нафтопере­робній та в інших галузях промисловості (виробництво мінераль­них добрив, синтез барвників і лікарських речовин, металургія, виробництво солей та кислот та ін.). Сірчану кислоту справедли­во називають фундаментом хімічної промисловості.

Сірчана кислота реагує з багатьма органічними сполуками. Цю властивість використовують для очищення бензину і гасу від шкідливих домішок, які утворюють з сірчаною кислотою сполу­ки, які не розчинюються в нафтопродуктах. Сірчану кислоту ши­роко використовують в виробництві багатьох хімічних волокон, миючих засобів, вибухових речовин, барвників, її використову­ють для сушки газів, для очищення поверхні металів від окислів металів перед нікелюванням та іншими подібними процесами.

Протягом двохсот років, які промайнули від початку промис­лового виробництва сірчаної кислоти, область її застосування змінилась. Обсяги виробництва сірчаної кислоти безперервно зростають.

Сірчана кислота — рідина, яка не має кольору, важка (майже вдвічі важча за воду) і в'язка, як олія. При кімнатній температурі вона нелетка, тому не має за­паху. Під час контакту з водою відбувається дуже сильне розігрівання. Концентрована сірчана кислота поглинає з повітря водяні пари. Тому її використовують для висушування речовин. Гази осушають, шляхом пропускання їх через промивні склянки з концентрованою сірчаною кислотою. При потраплянні на шкіру викликає сильні опіки.

Виробництво сірчаної кислоти. Сировиною для виробництва сірчаної кислоти є сірка, сірко­вий колчедан та сірководень, спалюючи які одержують оксид сірки (IV) SО2. Сировиною служать відходи (оксид сірки) ви­робництва багатьох відомих металів, коксу (коксовий газ) та інші. Таким чином поряд з природною сировиною для виробництва сірчаної кислоти можливе використання також різних відходів інших виробництв.

Формула сірчаної кислоти Н24

Технологія:

Перша стадіявиробництва сірчаної кислоти— отримання оки­су сірки (IV)

Сірча­ний колчедан подають стрічковим конвейєром до бункера, а потім до печі, в яку безперервно вдувається повітря. Температу­ра в печі повинна бути на менш ніж 800 °С. так як при більш високій температурі частинки твердого матеріалу по­чинають спікатися і утворюють грудочки. Температуру регулю­ють, проводячи реакцію з деяким надлишком повітря. Окрім то­го поміщають в реакційний апарат трубки парового котла. Утво­рена водяна пара використовується для виробництва електрое­нергії, або для інших цілей.

 

4 FеS2 + 11О2 = 2 Ре2О3 + 8 SО2 + Q

Сучасні потужні установки обладнані автоматично діючими і записуючими контрольно — вимірювальними апаратами, через які можна отримати всі необхідні дані. Оптимальний режим підтримується на основі даних цих приборів, автоматичними за­собами, які, наприклад, можуть знизити температуру в зоні ре­акції, збільшити подачу повітря.

 

Друга стадіяокислення оксиду сірки (IV)

Оксид сірки (IV) потрібно окислити в окис сірки (VI):

 

2SО2 + О2 = 2 SО3 + Q

Окислення здійснюється при 400 °С. при цьому може окислюватись максимально 99,2% окису сірки (IV), при 600 °С — лише 73%. Для збільшення швидкості цієї реакції використовують в якості каталізатора (найбільш ефективного) окис ванадію (V).

При обпалюванні ванадію отримують газову суміш, яка наси­чена пилом та отруйними речовинами. Цю газову суміш очищу­ють циклотроном і електрофільтром. В циклотроні частинки пи­лу видаляються із газової суміші під дією відцентрової сили.

В електрофільтрі під дією сильного електричного поля молекули газу іонізуються. Пилинки, які зіткнулись з іонами пе­ревтілюють заряд, притягуючись до одного із електродів, розряджаються і осідають. В кінці кінців газ осушують, шляхом взаємодії з концентрованою Н24 .

Сушильна вежа наповнена керамічними кільцями. Зверху до башти безперервно подається рідина, яка стікає вниз, утворюю­чи плівку на поверхні кілець. Знизу до вежі безперервно по­дається газ. В такій башті рідина і газ рухаються протитечійно Кислота зв'язується з водою і тому ступінь сушіння газу високий. Очищений газ нагрівають до температури початку реакції. Доцільно використовувати теплоту окислення окису сірки (ІУ). Таке підігрівання газу відбувається в трубчастому теплообміннії ку. По трубкам проходить гарячий газ, а в міжтрубному про сторі — протитечією нагріваємий.

Окис сірки (VI), який утворився в контактному апараті потрібно витягнути із газової суміші в якій об'ємна доля складаї 7%, і отримати концентровану Н24 або розчин окису сірки (VI) в сірчаній кислоті — олеум.

Н24 утворюється з окису сірки (VI):

3 + Н2О = Н2SО4 + Q

 

Реакція відбувається при температурі 300 °С. В якості ре­акційного апарату використовують башту з насадкою із з противотечійним рухом газової суміші і поглинаючою окис сірки (VI) рідиною. При цьому миттєво утворюється пара сірчаної кислоти. Газова суміш виявляється перенасиченою пароподібною Н24

 

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.