Сырьё для химической технологии. Роль сырья в химической технологии. Классификация сырья. Проблема выбора сырья для технологии органического синтеза.

Одним из важнейших условий быстрого развития химической промышленности является обеспеченность сырьём и возможно более правильное и полное его использование. Химическая промышленность характеризуется высокой материалоёмкостью производства. На 1т продукции расходуется, как правило, несколько тонн сырья и материалов. Сырье в значительной степени обуславливает не только технологию производства, но и его экономические показатели, а так же качество продукции и экологию производства. В среднем затраты на сырьё в химической промышленности составляют 56%, а в нефтехимической около 70%. Высокими являются нормы расхода сырья на производство единицы целевого продукта, например, при производствах синтетических каучуков и полиэтилена 3,0 т/т, а капрона – 7,4 т/т, что значительно выше теоретически необходимого. В целом структура себестоимости продукции хим промышленности складывается т. О.:

- сырье, 60-70%

- топливо и энергия, 15-25%

- Зарплата,5%

-амортизация, 3-4%

- др расходы, 2-7%.

Ценность того или иного вида сырья в значительной степени зависит от уровня развития отрасли, его потребляющей. Сырьё – это природный материал, используемый в производстве промышленных продуктов. Полупродукт – сырье, уже подвергшееся пром переработке. По происхождению сырьё делится на минеральное, растительное, животное. По агрегатному состоянию различают твердое(уголь),жидкое(нефть) и газообразное сырьё(воздух, прир газ). По составу сырьё делят на органическое и неорганическое. Минеральное сырьё делится на рудное(горные породы, содержащие Ме), нерудное(все остальное неорг сырье), органическое(сырье).

Проблема выбора.

Проблема выбора сырьевой базы Тяжелого Органического Синтеза в целом на долговременную перспективу чрезвычайно актуальна. Потенциальные источники орг сырья: нефть, прир и попутный нефтяной газ, уголь и горючие сланцы, биомасса растительного происхождения. Основополагающими критериями выбора сырья являются ресурсы сырья данного вида, обеспечивающие надежные поставки для ТОС, потребности промышленности в данном виде сырья и его стоимость. + мировые тенденции в эволюции сырьевой базы и существующих технологий, количества и ассортимента продукции ТОС, а также экологические проблемы.

Выбор сырья должен базироваться на системном подходе, обеспечивающем взаимосвязанное решение целого комплекса задач.

Вопрос №4

Энергопотребление в химической технологии. Энергосберегающие технологии в химическом производстве. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Коэффициент использования энергии. Тепловой КПД процесса. Энерготехнологические схемы.

Химическая промышленность – крупный потребитель различных видов энергии. Структура потребления энергии в хим промышленности в РФ характеризуется след данными, в %:

- электрическая, 33,4

-тепловая(пар и горячая вода),52,9

-топливо прямого использования,13,7.

В структуре себестоимости некоторых видов хим продукции энергозатраты имеют сущечственный удельный вес, в %:

-в производстве аммиака, 53

-в производстве метанола,31

-в производстве этилена из бензина,44.

Основные принципы энергосберегающей технологии в химических производствах можно сгруппировать в три позиции: 1. Совершенствование технологий: а) выбор оптимального сырья становится существенным элементом энергосберегающей технологии; б) использование энергосберегающих катализаторов. 2. Улучшение использования энергии. Сюда относится как повышение КПД технологических печей, пароперегревателей, парогенераторов, так и использование на химических и нефтехимических предприятиях других теплоносителей. 3.Организация энергосберегающей политики.

ВЭР – это энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологической установке, который может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других потребителей. ВЭР подразделяют на три вида: горючие, тепловые и механические. Критерием экономического использования служит коэффициент использования энергии n_э - это отношение количества энергии, которое теоретически требуется затратить на получение массовой единицы продукта W_t, к количеству практически затраченной энергии W_пр: . Степень использования тепла в химико-технологическом процессе выражается тепловым КПД процесса n_T – это отношение количества тепла, использованного непосредственно на осуществление основных химических реакций Q_Т, к общему количеству затраченного тепла Q_пр: .

Наиболее перспективным направлением в деле экономии энергии и повышении КПД ее использования в отрасли является создание энерго-технологических установок, способных выдавать тепловую энергию в виде пара на сторону. Это дает значительный экономический эффект.

Организация энергосберегающей политики подразумевает:

-создание энерго-технологических схем

-учет всех видов энергии на установке

-поддержание эффективности работы оборудования(чистота, герметичность,исправность)

-Уменьшение до минимума коэффициента избытка воздуха в печах и количества газов, сбрасываемых на факел

-поддержание оптимального режима работы.

 

 

Вопрос №5

Роль воды в химической технологии. Временная и постоянная жесткость. Подготовка воды.

Вода широко используется в химической промышленности. В одних случаях она служит сырьём и реагентом, непосредственно участвующим в химических реакциях, в других – применяется как растворитель, теплоноситель, охлаждающий агент, в третьих – для целого ряда других физических операций – промывка твердых материалов и т.п.

Жесткость – это свойство воды, обусловленное присутствием в ней солей кальция и магния. Различают временную и постоянную жесткость. Временная жесткость вызывается присутствием в воде растворимых бикарбонатов кальция и магния Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂. При кипячении воды эти соли разлагаются, и из раствора выпадает осадок – карбонат кальция или магния. Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃+ H₂O + CO₂. Постоянная жесткость вызывается присутствием в воде хлоридов, сульфатов и нитратов кальция или магния. При кипячении воды эти соли не удаляются.

Подготовка воды. В зависимости от предъявляемых требований к промышленным водам проводится процесс водоподготовки, состоящий из нескольких операций. 1. Осветление воды. От взвешенных примесей воду очищают отстаиванием или фильтрацией – обычно через слой песка, гравия и т.п. Для осаждения коллоидных примесей в отстойники вводят коагулянты. 2. Обеззараживание воды. Удаление из неё микроорганизмов и бактерий путем хлорирования или озонирования. Происходит это за счет образующегося атомарного кислорода, обладающим сильными окислительными свойствами, позволяющими убить микроорганизмы. 3. Умягчение воды. Состоит в полном или частичном удалении из неё солей магния и кальция. Это основной процесс подготовки воды. Способы умягчения воды бывают: физические и физико-химические. 4. Дегазация – удаление из воды растворенных в ней вредных газов (сероводорода, диоксидов серы и углерода и т.п.), способных вызвать коррозию аппаратуры.

 

 

Вопрос №6