Реферати

Реферат: Аналіз і технологічна оцінка хімічного виробництва

Мотивація персоналу на підприємстві. Засобу стимулювання персоналу в організації. Формування мотивації до праці і професійної мотивації. Особливості етапів професійного становлення суб'єкта. Методи і способи діяльності менеджменту для підвищення мотивації співробітників.

Психологія ділового спілкування, його структура. Сутність, функції і специфіка ділового спілкування. Поняття, типологія й ефекти перцептивних бар'єрів, їхній вплив на подальших хід переговорів. Опис основних психологічних механізмів сприйняття бізнесу-партнера: ідентифікації, рефлексії і емпатії.

Правове регулювання інтелектуальної власності. Види об'єктів авторського права. Поняття "авторське право". Цивільно-правовий захист авторських і суміжних прав. Порядок оформлення прав на селекційні досягнення й інших патентовласників. Види відповідальності за порушення авторських і суміжних прав.

Порівняльний аналіз технології виготовлення друкованих форм флексографской печатки. Флексографская печатка - спосіб високої прямої ротаційної печатки з еластичних рельєфних друкованих форм. Процес виготовлення полімерних форм флексографской печатки. Основні принципи, використовувані при виборі технології і матеріалів для виготовлення зразка.

Технологічний розрахунок зони Д-2 міського СТО. Організація виробничого процесу на СТО, коректування нормативів обслуговування і ремонту. Розрахунок програми станції, вибір кількості виконавців зони Д-2, їхній розподіл по спеціальностях і кваліфікації, підбор технологічного устаткування.

Міністерство освіти і науки України

Восточноукраїнський національний університет

ім. Даля

РЕФЕРАТ

на тему: «Аналіз і технологічна оцінка хімічного виробництва»

Виконав: студент групи УП-211 Зарубін Е. А.

Перевірив: Хаустова А. В.

Луганськ 2002 р.

План

1. Технологія виробництва соляної кислоти

2. Виробництво азотної кислоти

3. Виробництво сірчаної кислоти

4. Виробництво полімерів

5. Виробництво хімічних волокон

6. Виробництво пластмас

7. Синтези на основі ацетилену

8. Підготовка вугілля до коксування

9. Отримання синтезованого газу

1. Технологія виробництва соляної кислоти

Соляна кислота-безбарвна рідина, що являє собою розчин хлористого водня у воді. Вона енергійно розчиняє багато які метали і їх оксиди. У техніці застосовується як соляна кислота, так і хлористий водень.

Хлористий водень використовують для виробництва хлорорганических продуктів шляхом гидрохлорированії органічних сполук, наприклад етилена, ацетилену.

(Соляну кислоту застосовують для отримання хлоридов Zn, Ba. Mg, Са, Fe, A1 і т. д., для труєння при пайке і лудінні, і кольоровій металургії (видобування Pt, An), при гидролизе деревини, в производетве барвників, для гидрохлорированії органічних з'єднанні і т. д.

Процес отримання соляної кислоти має дві стадії;

1) отримання хлористого водня;

2) абсорбція хлористого водня водою.

Існують два способи отримання хлористого водня: сульфатной і синтетичний. Крім того, у виробництві; соляної кислоти використовують хлористий водень, що є відходом при хлоруванні насичених углеводородов

Сульфатний способполучения хлористого водня заснований на взаємодії твердої куховарської солі з сірчаною кислотою

2NaCl + H2SO4 = Na2SO4+ 2НС1 - Концентрація хлористого водня н газі від 30 до 50% НС1. Спосіб знаходить застосування, але нових виробництв не організують.

Присинтетическом способесинтез хлористого водня проводиться по реакції

Н2+ С12-» 2НС1 + 184,33кдж

Сухий хлор і водень при нормальних умовах і в темряві не реагують між собою, але на світлу або при нагріванні в присутності пар води реакція взаємодії їх супроводиться вибухом.

Синтез проводять при надлишку 5-10% водня і високій температурі в печі, корпус якої виготовляють з вуглецевої або легованої сталі, а кришку з азбесту. Нижня частина печі (мал. 1) викладена вогнетривким матеріалом. У ній вміщений пальник, що складається з двох концентрично розташованих стальних трубок. По зовнішній трубці в піч подається водень, а по внутрішній - хлор. Які на виході з пальника змішуються і спокійно реагують; утворюючи факел горіння з температурою 2000-2400° Для отримання більш концентрованої соляної кислоти необхідне відведення тепла, оскільки розчинність хлористого водня у воді з підвищенням температури меншає.

Поглинання НС1 проводять в абсорберах з відведенням тепла. Через стінку (ізотермічна абсорбція) або з відведенням тепла внаслідок випаровування частини води (адіабатична абсорбція).

Соляна кислота випускається наступних сортів: технічна (27,5% НС1); синтетична (31% НС1), ингибиторная (20% НС1) і реактивна (35-38% НС1, густина при 20°З дорівнює 1,17- 1,19 г/см3).

Кислоту перевозять і зберігають в гуммироваявих стальних цистернах і контейнерах, в фаолитових баках і контейнерах і в ємностях, виготовлених з кераміки і скла При введенні в кислоту 1-3% ингибитора активність НС1 до сталі знижується в 150-200 раз, тому ингибиторную кислоту перевозять в стальних нефутерованних цистернах.

2. Виробництво азотної кислоти

Безводна азотна кислота HNO3- важка безбарвна рідина густиною 1520кг/м3(при 15° З). Вона замерзає при температурі -47° З і кипить при 85°З, При кипінні HNO3частично розкладається з виділенням двоокису азоту. З водою HNO3смешивается в будь-яких співвідношеннях, виділяючи тепло, а з двоокисом азоту утворить нитроолеум.

Концентрована кислота не реагує з алюмінієм, хромом і дажежелезом, тому апаратуру для отримання азотної кислоти готують з хромоникелевих сталей, алюмінію або з сталі, футерованной кислототривкою керамікою.

Отримання слабої азотної кислоти має дві стадії;

а) окислення аміаку до окислу азоту N0;

б) переробка N0 в азотну кислоту.

Окислення аміаку проводяться при температурі 800-900°З в присутності каталізатора, виготовленого з сплаву платини н родію (5-10%) у вигляді сіток, сплетених з тонкого дроту. Крім платини, можуть застосовуватися менш активні каталізатори на основі окислу кобальту або заліза з активуючими добавками. Аміак може окислюватися при 900°З і безкатализатора, але в цьому випадку получаетсяне окисел азоту, а азот:

4NH3+ 3О2=2N3+ 6Н20 + Каталізатори дуже чутливі до домішок сірководня, пилу і т, д., тому повітря перед змішенням з аміаком ретельно очищається. На мал. 2 показана схема контактного апарату для окислення аміаку під атмосферним тиском. Апарат має корпус циліндричної форми в ній закріплені платино-радиовие сотки (3-4 шт.) і поролитовие трубки (з пористої кераміки) для очищення воздушко-амиачной суміші від пилу. Для отримання окислу азоту в контактний апарат подають суміш, вмісну 10-11%. Підвищувати зміст амиака не можна, оскільки при 20° З суміш із змістом 15-28% NH3становится вибухонебезпечною. При проходженні cmcеcи через платинові сітки аміак окислюється з освітою N0. Міра окислення аміаку становить 98%.

Контактні апарати, працюючі під тиском 1,5-10am(9,81-104н/м2), мало відрізняються від описаних вище, але в них є 16-20 сіток і апаратура більш товстостінна.

Переробка окислу азоту в розбавлену азотну кислоту здійснюється таким чином. Гази, що Виходять з контактного апарату нитрозние охлаждаться, і окисел азоту N0 окислюється мимовільно киснем:

2NO +О2- > 2NO2+ Для збільшення швидкості окислення необхідно знижувати температуру (реакція аномальна, швидкість зростає при зниженні температури на відміну від інших реакції) і випробувати дарування (при збільшенні тиску з 1 до 10amскорость зростає в 100U раз). Тому окислення N0 в N02и абсорбцію NO2часто відбувається в установках, працюючих під тиском 1,5-10am(0,15-1 Мн/м2), що різко скорочує об'єми окислювально-абсорбционних веж.

Абсорбція двоокису азоту осуществляетсяводой по сумарному рівнянню

3NO2+ Н2О - > 2НNО3+ NO +Q.

Нітріт натрію потім окислюється до нітрату натрію.

На мал. 3 показана принципова схема отримання азотної кислоти при атмосферному тиску. Повітря і аміак після очищення від домішок подаються в смеситель1, а потім в контактний аппарат2. Для окислення амиака. Нитрозние гази, що Утворилися при температурі 800°З виходять з апарату і, пройшовши котел-утилизатор 3, охлаждаться до 250°З і поступають в кожухотрубний холодильник4, де додатково охлаждаться до 30° З, В холодильнику начитаються окислення N0 до NO2и конденсація пар, води, при цьому частково утвориться HNO3

З холодильника нитрозние гази прямують в абсорбционние насадочние вежі 5, в яких оксиди азоту поглинаються водою; таких веж в системі би-8 шт. Прейдя послідовне через ці вежі, гази поступають в окислювальну вежу б, де частина, що залишилася N0 окислюється в NO2и потім а вежі лужної абсорбції 7. Для поглинання N0 остання вежа зрошується водою. Слаба кислота, що Утворилася охлаждаться в холодильниках 8 і за допомогою насосів 9 проходить послідовно противотоком газу всі поглинювальні вежі. Кислота (50% HNO3) виводиться з першої по ходу газу вежі. Міра переробки оксидів азоту в азотну кислоту становить 92%, а інші оксиди азоту вловлюються у вежах лужної абсорбції.

У установках, працюючих під тиском 1,5-10am(0,15- 1Мн/м2}і по комбінованій схемі, міра поглинання оксидів азоту водою становить 99%, а кислота, що отримується більш міцна - 60-62%.

3. Виробництво сірчаної кислоти

Моногидрат-сірчана кислота (100% H2SO4) являє собою безбарвну маслянисту рідину густиною 1830,3 кг/м3, киплячу при 296,2 sС і атмосферному тиску і замерзающуюпри+10,45° Розчин сірчаного ангидрида SO4в моногидрате називають олеумом H2SO4+ SO3. При застосуванні, транспортуванні і виробництві необхідно знати температури плавлення і кипіння сірчаної кислоти. При підвищенні концентрації сірчаної кислоти від 0 до 64,35° до 100% утворяться шість індивідуальних хімічних сполук (гидратов), які в твердому вигляді взаємно нерозчинні, а утворять евтектические суміші.

З збільшенням концентрацииSO3от 64,35% до 100% при кристалізації утворяться тверді розчини. Всі сорти кислоти, що випускається мають концентрації, близькі до евтектическим сумішей, т. е. концентрації, що мають низькі температури кристалізації. Наприклад, 75%-ная, 93,3%-ная сірчана кислота, олеум (SO3своб= 18,07%) мають температури кристалізації, рівні відповідно-41; -37,85; -17,05 Приблизно половина вироблюваної сірчаної кислоти витрачається на виробництво добрив і кислот. Вона застосовується для труєння стальних виробів перед лудінням, хромуванням і т. п. очищення нафтопродуктів від неграничних і сірчастих з'єднань, для виробництва ряду барвників, лаків і фарб, лікарських речовин, деяких пластмас, спиртів, ядохимикатов, синтетичних миючих коштів, штучного шовку, в текстильній промисловості для обробки тканин або волокна перед фарбуванням, а також дли виробництва крохмаля, патоки і т. д.

Концентрована сірчана кислота і олеум використовують як водоотнимающее засобу при виробництві вибухових речовин (нитроглицерина, пироксила, тротилу і інш.). концентруванні азотної кислоти і т. д.

У зв'язки з подальшим розвитком промисловості і досконалість техніки виникають нові галузі споживання сірчаної кислоти, тому її виробництво з кожним роком зростає (табл. 1).

Таблиця 1 Виробництво сірчаної кислоти в СНД (в млн. т)

В промисловості сірчану кислоту отримують нитрозним иконтактним способами. Незалежно від способу виробництва спочатку отримують сірчасту ангидрид SO2, який потім переробляють в сірчану кислоту.

4. Виробництво полімерів

Високомолекулярние з'єднання отримують з мономеров полімеризацією, сополимеризацией, поликонденсацией і методами прищепленої полімеризації і блокполимеризації.

Полімеризація - процес утворення високомолекулярних з'єднань внаслідок взаємодії мономеров з двійчастими зв'язками в молекулі між собою або взаємодії гетероциклов з розмиканням кілець

При проведенні полімеризації суміщають вплив тепла і хімічних речовин (каталізатори або ініціатори). Процес полімеризації може викликатися опромінюванням мономера γ-променями, променями рентгена, струмами високої частоти і фотохімічно.

На процес полімеризації великий вплив надає температура, яка різко підвищує або швидкість росту ланцюга, або обрив ланцюга полімеру, що веде до зменшення молекулярної ваги полімеру і середньої міри полімеризації, тому підтримують оптимальну температуру процесу.

У описаних процесах полімеризації, як правило, утворяться полімери аморфної структури з неврегульованим просторовим розташуванням бічних груп вдовж осі макромолекули.

Застосування комплексних каталізаторів, що складаються з металоорганічних сполук А1(С2Н5)3и хлоридов металів змінної валентності (TiCI2, TiCl4), забезпечує отримання полімерів зі суворо лінійною структурою і симетричною просторовою орієнтацією. Такі полімери отримали назву стереорегулярних. Вони мають велику міцність, густину, високу температуру плавлення і легко орієнтуються при витягненні.

У промисловості застосовують блокову, емульсионную, лакову, краплинну або бисерную полімеризації.

При блоковому методі мономер, обчищений від домішок і змішаний з каталізатором або ініціатором, подається в форму (судина), де нагрівається. Для отримання полімеру з високими властивостями необхідно суворо підтримувати температуру. Полімер, що отримується у вигляді блоку листа і т. п., через перегрів реакційної маси неоднорідний.

При емульсионной полімеризації мономер змішується з ініціатором і емульгатором і з допомогою мешалок перетворюється в найдрібніші капельки, зважені в іншій рідині - звичайно у воді. Отримані емульсії нагріваються до температури початку реакції, і процес полімеризації мономера в кожній найдрібнішій капельці проходить самостійно. При цьому можна легко відводити тепло, що виділяється в процесі полімеризації, тому полімер, що отримується більш однорідний. Але емульгатор важко відділити від полімеру, що утрудняє отримання безбарвних матеріалів.

Лакова полімеризація здійснюється в розчиннику, що змішується з мономером і розчинювальному полімер, що утворюється. З отриманого розчину полімер виділяють шляхом випаровування розчинника або осадженням, або розчин може використовуватися і якості лака. Крім того, полімеризацію можна провести в розчиннику, в якому розчиняється мономер, але не розчиняється полімер. Полімер, що Утворюється випадає в твердому вигляді і відділяється фільтруванням. При цьому виходять полімери однорідного складу, оскільки вдається підтримувати певну температуру процесу.

При краплинній (суспензійної) полімеризації використовуються ініціатори, розчинні в мономере, але не розчинні у воді. Полімеризація проходить самостійно в кожній великій краплині мономера розміром від 0,05 до 0,3 см на відміну від розміру краплини (від 103до 104см) при емульсионной полімеризації. Полімер, що Утворився у вигляді твердих частинок, не розчинних у воді, осаждается.

Якщо при отриманні полімерів беруть участь два різних ненасичених мономера, то такий процес називається сополимеризацией. Метод сополимеризації дозволяє збільшити число високомолекулярних з'єднань, широко варіювати властивості продуктів, що отримуються. Процеси сополимеризації аналогічні процесам полімеризації.

Утворення полімерів з мономеров при проведенні процесів полімеризації або сополимеризації відбувається без виділення побічних продуктів.

Поликонденсация - процес утворення високомолекулярних з'єднань - полімерів шляхом реакції поликонденсації, з утворенням полімерів і виділенням побічних продуктів (H2O, ефіри, NH3СО2и інш.). У реакцію поликонденсації вступають як однойменні мономери, вмісні дві різні реакційні групи, наприклад амінокислоти (процес гомополиконденсації), так і мономери різного хімічного складу (процес гетерополиконденсації).

При поликонденсації полімери, що утворюються можуть мати як лінійні (полиамиди, полиефири, поликарбонати), так і трьохмірна будова (аминопласти, фенопласти). Швидкість процесу поликонденсації і молекулярна вага полімеру залежать від швидкості виведення в процесі реакції побічного продукту, від температури, концентрації реагуючих компонентів. Поликонденсацию проводять як з використанням каталізаторів (аминопласти, фенопласти), так і без них (полиамиди). Процес поликонденсації можна провести в розплаві, за лаковим способом і на поверхні двох фаз.

Поликонденсацию в розплаві здійснюють при температурі 200-280°З в реакторі в атмосфері інертного газу. У кінці процесу для повного видалення низкомолекулярних з'єднань в реакторі створюється високий вакуум. Цим способом отримують полімери у відсутність розчинника.

Поликонденсация в розчині (мономери розчиняються в розчиннику) проходить при малих швидкостях, оскільки можуть утворюватися циклічні з'єднання, і тоді утрудняється видалення низкомолекулярних продуктів реакції.

Полімеризація на поверхні розділу фаз проводиться в несмешивающихся рідинах, при цьому взаємодія мономеров між собою відбувається швидко при низьких температурах, оскільки продукти, що виділяються виводяться з сфери реакції. Високоплавкие полімери, що Утворюються мають високу молекулярну вагу. Такий спосіб отримання полімеру можна сумістити з переробкою полімеру у виріб.

Крім основних методів отримання високомолекулярних з'єднань, знаходять застосування методи блок- і прищепленої полімеризації.

У техніці високомолекулярние з'єднання є основою для отримання синтетичних полімерних матеріалів. Велике значення з полімерних матеріалів мають пластична маса, каучук і гума, хімічне волокно, плівкові матеріали, лаки, целюлоза і інш.

5. Виробництво хімічних волокон

Волокнами називають тіла, довжина яких у багато разів перевищує дуже малі (мікрони) розміри їх поперечного перетину.

За походженням волокна ділять на природні натуральні і хімічні.

Хімічні волокна розділяють на штучні, що отримуються з природних полімерних з'єднань, і синтетичні, що отримуються з полімерів. Особливу групу складає скляне волокно.

Штучні волокна ділять на целюлозні (віскозні, мідно-аміачні, ацетатні) і білкові (казеїнові, соевобовие), а синтетичні - на карбоцепние і гетероцепние. До карбоцепним волокон відносять: хлорин, нитрон, политен, виньон, саран, винол і інш., а до гетероцепним - полиамидние, полиефирние, полиуретановие і інш.

Для отримання хімічних волокон застосовуються різні методи, що мають багато загального; але разом з тим кожний метод має і свої особливості. Незалежно від вживаної сировини технологія виготовлення волокон складається з наступних стадій:

а) отримання висхідного матеріалу;

б) приготування прядильної маси;

в) формування волокна;

г) обробка.

Високомолекулярние з'єднання, вживані для отримання волокон, повинні мати високу міру чистоти, розчинятися або

плавитися.

Отримання висхідних матеріалів для виготовлення синтетичних волокон складається з синтезу полімеру - смоли, а для отримання штучного волокна необхідне відділення домішок від природних полімерів.

Приготування прядильної маси для формування волокон складається з розчинення полімерів в розчинниках (спирті, Лузі, ацетоне і інш.) або розплавлення смоли. Приготований розчин або розплав перед надходженням на формування очищають фільтруванням від домішок (домішки знижують міцність) і звільняють від пухирців повітря. У разі необхідності в розчин або в розплав вводять барвники ддя придання волокну забарвлення, матовости і т. д

Формування волокна здійснюють по мокрому і сухому способах прядения з розчину і за сухим способом - з розплаву. Незалежно від способу формування приготовану прядильну масу продавливают через фильеру (нитеобразователь), що має до 25000 отворів діаметром чи от0,04 <і вище. Тонкі цівки розчину, що Утворилися або нитки розплаву охолоджують або хімічно обробляють.

До штучних волокон відносяться віскозні, ацетатні, мідно-. аміачні і інш. Віскозне волокно знаходить найбільше застосування в техніці. Для отримання віскозного волокна прядильний розчин готують з листів целюлози, що обробляється розчином їдкого натра (18-20%), внаслідок чого утвориться лужна целюлоза

6. Виробництво пластмас

Пластична маса ділить на прості (ненаповнені) і складні (композиційні). Основу пластичної маси складає високомолекулярное з'єднання - смола, яка при нагріванні і тиску переходить в пластичний стан, формується під впливом зовнішніх сил і після охолоджування зберігає отриману форму.

Прості пластмаси отримують тільки з однієї смоли, наприклад поліетилену.

Складні пластмаси складаються з смоли, наполнителей, пластификаторов, барвників, стабілізаторів, отвердителей і інш. Смола, будучи зв'язуючою речовиною, додає суміші пластичність і формуемость.

Наполнители знижують вартість пластмаси, додають або посилюють певні механічні і діелектричні властивості, знижують горючість виробів, поліпшують зовнішній вигляд і т. п. Як наполнителей застосовують порошковие (деревна, кварцова мука, графіт, тальк, азбест і інш.) і волокнисті (тканини, азбестове волокно і інш.) матеріали.

Пластификатори підвищують пластичність, еластичність композиції, але при збільшенні їх кількості міцність на розрив і стиснення різко знижується. У якості пластификаторов використовують малолетучие речовини (камфору, касторову олію, дибутклфталати. трикре-зилфосфат). Барвники додають пластичній масі бажане забарвлення. Вони повинні добре змішуватися і поєднуватися зі смолою і витримувати вплив температури, води і т. п., зберігаючи колір як в процесі формування, так і при застосуванні виробу.

Отвердители - речовини, здатні перетворювати лінійну структуру полімеру внаслідок зшиття макромолекул в трьохмірну структуру. До них відносяться уротропин, гексаметилентетрамин і інш.

Крім перерахованих речовин, до складу складної пластмаси вводять стабілізатори, сприяючі збереженню первинних властивостей; змазки, що полегшують пресування; порошкообразователи - для отримання пено- і поропластов.

Пластична маса (пластмаси) має низьку густину (900- 1750 кг/м3), високі механічні і хороші електроизоляционние властивості, високу водостойкость, теплостойкость і хімічну стійкість, красивий зовнішній вигляд і т. д. Вартість деякої пластичної маси не перевищує вартості кольорових, а в деяких випадках і чорних металів при розрахунку на 1 м3материала. Такі техніко-економічні переваги пластичної маси перед іншими матеріалами обумовили широке їх застосування. Але пластмаси мають низьку теплостойкость (60-300° З), схильні «до старіння», що знижує їх властивості.

Промисловість випускає велику кількість синтетичних смол і пластмас на їх основі, тому для прикладу розглянемо технологію отримання і властивості найбільш найважливіших смол і пластмас на їх основі.

Полимеризационние смоли для отримання пластмас використовують без наполнителей. Вони термопластични, володіють хорошими діелектричними властивостями, високою ударною міцністю (крім полістиролу), хімічно стійкі, але більшість з них має низьку теплостойкость.

Сировиною для отримання полістиролу є стирол (С6Н5СН=СН2). Полімеризацію стиролу проводять лаковим, емульсионним і блоковим способами. Процес полімеризації проходить по наступній схемі:

7. Синтези на основі ацетилену

АцетіленСН=СН - газ, легко вступаючий в самі різні хімічні реакції з утворенням численних з'єднань, що використовуються при отриманні волокон, каучуків, смол і т. д. Наприклад, з ацетилену отримують ацетальдегид, етиловий спирт, бутадиен, етил-ацетат, хлористий вініл, винилацетат, хлоропрен, акрилонитрил і інш. Він використовується для отримання високих температур (3200° З) при зварюванні і різанні металів.

Ацетилен отримують шляхом обробки карбіду кальцію водою (СаС2+ 2Н2О - > Са (ВІН)2+ С2Н2) або шляхом термоокислительного крекинга при 1400-1500°З різних углеводородов (СН4, С2Н4і до.)

Для прикладу розглянемо синтез ацетальдегидана основі ацетилену.

АцетальдегидСНзСНО - альдегід оцтової кислоти, летуча рідина з різким запахом, добре змішується з водою і спиртом. Він використовується для отримання оцтової кислоти.

У промисловості ацетальдегид по одній з схем (мал. 5) отримують таким чином. Обчищений від домішок ацетилен, змішаний з циркуляційним газом, безперервно подається в гидрататор1, в якому знаходиться нагріта до 80-100° З рідина, вмісна сульфати заліза і ртуті (в 1лН2О 200 е H2S04, 0,4 гHg, 40гокислов заліза). Ацетилен, барботируя через рідину, переходить в ацетальдегид по реакції:

СН = СН + Н2О - > СНзСНО + 1416кдж.

Міра переходу ацетилену в ацетальдегид становить 50-60%. Гази, вмісні ацетальдегид, ацетилен і домішки, поступають на охолоджування спочатку в холодильник2, де частково конденсуються пари води, і конденсат повертається в гидрататор 1, а потім в холодильник 3, де конденсуються пари ацетальдегида і води, що збираються в збірнику 5 і що направляються на ректифікацію (на схемі не показано).

Гази, вмісні ацетилен, поступають в колону 4, зрошувану водою, де з них витягуються залишки ацетальдегида, і знов повертаються в процес. Для очищення оборотного газу від оксидів вуглеводу і азоту частина його (10%) безперервно відбирається з циклу і прямує на очищення. Вихід ацетальдегида становить приблизно 96% від теоретичного. Оскільки пари ртуті і її з'єднання отруйні, починають застосовуватися не ртутні каталізатори у вигляді оксидів Zn, Mg, Ni, Зі, Cr.

Оцтова кислотанаходит застосування в текстильній, фармацевтичній, парфюмерній промисловості, для отримання складних ефірів, у виробництві ацетилцеллюлози, оцтового ангидрида, ацетона, ацетатного шовку, каучуку, пластичної маси і т. д.

Раніше кислоту отримували сухою перегонкою деревини, бродінням етанола, а в цей час - окисленням ацетальдегида або гидратацией кетону.

Окислення ацетальдегида киснем повітря відбувається в присутності солей марганця при темпеатуре 60-70° С. Так як надуксусная кислота може вибухати, то парогазовая суміш розбавляється азотом. Освіта СНзСООН йде по наступній схемі:

Для очищення від домішок синтетичну кислоту піддають перегонці. Технічна кислота після перегонки містить 97-99% СНзСООН, 0,1-0,5% НСООН, 0,5-2% Hp.

Безводна оцтова кислота густиною 1049кг/м3(20° З) застигає при 16,6° З, кипить при 118,1° С. Она добре змішується сво'дои і багатьма органічними рідинами. При попаданні на шкіру викликає опіки.

8. Підготовка вугілля до коксування

Коксування-процес сухої перегонки кам'яного вугілля при їх нагріванні до 900-1050° З без доступу повітря. Внаслідок складних фізичних і хімічних перетворень утвориться твердий, продукт, що спікся - кокс і прямий коксовий газ.

Кокс використовують в металургії, ливарному виробництві, для отримання електродів, карбіду кальцію і т. д.

Прямий коксовий газ містить каменноугольную смолу, сирий бензол і інші продукти, тому його переробляють з отриманням цінних хімічних речовин.

Сировиною для отримання коксу служить вугілля марки, що спікається (що коксуються) До, яких в надрах землі міститься мало Для розширення сировинної бази для коксування застосовують суміш - шихту, що складається з вугілля, що коксується і вугілля інших марок, мало вмісного сірки і фосфору, які при коксуванні залишаються в коксі і знижують його якість.

Перед поступлениемна коксування вугілля тонко подрібнюються- зерен розміром менше за 3ммдолжно бути 85-90%.

Процес коксування здійснюється в коксовий печі, що являє собою камеру, викладену вогнетривкою (динасовим) цеглою. Камери по 60-70 шт. сполучаються між собою в коксовий батареї; між ними є простори (простінки), в яких спалюється генераторний або коксовий газ. Температура в простінках печі досягає 1400° С. Так як вогнетривка цегла і вугілля є поганими провідниками тепла, а для отримання коксу потрібно нагріти шихту до 900-1050° З, камери роблять у вигляді вузьких каналів - шириною - 0,4 м, довжиною - 13-14м, висотою - 4, 4,5 м. У камеру завантажують до 15тугля.

На мал. 6 показана схема коксовий камери. Вона має дві торцовие сторони - коксовий, куди виштовхується з камери кокс (коксовий пиріг), і машинну - для введення в камеру коксо-виталкивателя 5, що являє собою пластину з розмірами, трохи меншими, ніж у перетину камери. При коксуванні машинна і коксовий сторони камери щільно закриваються дверцями / и2. У зведенні камери є отвори, через які завантажується шихта за допомогою завантажувального вагона з бункерами4, течки яких встановлюються над отворами в зведенні камери. Вагон переміщається по рейковому шляху, розташованому над коксовий камерами, і обслуговує десятки камер. Після завантаження шихта в камері розрівнюється, завантажувальні отвори закриваються і починається процес коксування.

Для відведення парово-газової суміші з камери стояк3соединяется з газопроводом.

На мал. 7 показана схема нагрівання шихти в камерах коксовий батареї (поперечний розріз) з перекидним над склепіннями камер ходом топочних газів. Повітря, що поступає на горіння горючих газів, заздалегідь нагрівається в регенераторах4и змішується з газом, що поступає з отверстий3в простенках2, розташованих між камерами /. У простенке2происходит згоряння газоподібного палива, і гарячі димові гази огинають камеру, підігрівають її з іншого боку і йдуть через регенератори тепла в димар.

Через кожні 20-30минпоток гази і повітря перемикають на нагріті топочними газами регенератори і потік газів обігріває зворотну сторону камери. Це забезпечує рівномірний нагревкамери з обох сторін. На заводах застосовують різні системи обігріву камер; перебування шихти в камері 13-17ч. Прямий коксовий газ, що Виділяється при коксуванні в камерах отсасивается воздуходувкой і подається на переробку.

По закінченні процесу коксування розвантаження камерпроводитсяпоочередно. Після розвантаження камери торцовие сторониее закриваються і цикл роботи повторюється.

З 1тшихти з вогкістю 6% в процесі коксування отримують в середньому наступні продукти, кг:

Переробка прямого коксовий газу

Парогазовую суміш, що виходить з коксовий камери, називають прямим коксовий газом. У 1м3газа, крім Н2, СН4, ЗІ і газоподібних углеводородов, міститься: смоли 80-130г, бензольних углеводородов 30-40г, аміаку 8-13г, сірководня і інших сірчастих з'єднань 6-25г, ціанистий з'єднань - 0,5-1,5г, пар води 250-450г, твердих частинок 15-35г. Такий газ піддають переробці по схемі, приведеній на мал. 8.

Прямий коксовий газ, що виходить з камери при температурі 700-800° З, поступає в газосборник /, де охлаждаться до 80° З водою; при цьому з газу частково конденсується смола і тверді речовини. Для додаткового виділення смоли газ охолоджують в холодильнике2до 20-30° С. Сконденсировавшаяся смола і надсмольная вода з газосборника 7 і холодильника2поступают в сборник3, де розділяються на три шари: нижній - тверді речовини, середній - смола» верхній - надсмольная вода. У надсмольной воді міститься аміак. Для остаточного виділення з газу туманообразной смолигаз з холодильника 2поступает в електрофильтр4, де з нього виділяється смола, що стікає в сборник3. Для просування прямого коксовий газу через систему апаратів очищення застосовується турбогазодувка5. Пройшовши турбогазодувку, газ нагрівається в підігрівачі 7 до 60- 70° З і поступає в сатуратор6 - апарат барботажного типу, в якому знаходиться 76-78% Н^SO^. Аміак, що міститься в газі, реагує з HoS04 з утворенням сульфату амоній;

Сульфат амоній, що Утворився випадає в осадок, відділяється від розчину, сушиться і використовується як добриво. Потім газ охлаждаться до 20-25° З в холодильнике9и поступає у вежі з насадкой8, зрошувані каменноугольним маслом (фракція при перегонці смоли, кипляча при 230-300° З), яке витягує з газу бензол, толуол, ксилол і інш.

Розчин сирого бензолу зазнає перегонки, внаслідок чого відганяється бензол і його гомологи, а масло після охолоджування знов повертається на зрошування башен8. Звільнений від домішок коксовий газ називається зворотним. Він очищається від з'єднань сірки. Зворотний коксовий газ в основному складається з водня (54-59%), метану (23-28%), окислу вуглеводу (5-7%), углеводородов (2-3%) і домішок: азоту (3-5%), вуглекислоти (1,5-2,5%), кисня (0,3- 0,8%). Теплота згоряння його 16750-17200кдж/м3.

Коксовий газ як висококалорійний паливо застосовують для отримання високих температур в металургії, стекловаренії, коксуванні; його використовують як сировина в хімічній промисловості для отримання водня, сажі, ацетилену і т. д.

9. Отримання синтезованого газу

Хімічні методи переробки нафти проводять при високих температурах без каталізатора (термічний крекинг), при високих температурах в присутності каталізатора (каталітичний крекинг), в присутності водня, при високій температурі і тиску (гидрокрекинг) і інш. Завдяки високій температурі відбувається розщеплення молекул углеводородов. Крім того, внаслідок повторних процесів утворяться молекули нових з'єднань, які не містяться в нафті або в нафтопродуктах.

Розглянемо процес розщеплення складових нафти при нагріванні на прикладах.

При нагріванні нафти спочатку розщіплюватися углеводороди парафінового ряду з довгим ланцюгом

По мірі підвищення температури розрив ланцюга углеводородов зсувається до краю ланцюга, аж до метану СН4, т. е. С14Н30- С13Н26+ СН4, а при температурі вище за 820° З метан розкладається на вуглевод і водень СН4- > З + 2Н2

Нафтеновие углеводороди при нагріванні дегидрируются, утворюючи ароматичні углеводороди:

Ароматичні углеводороди більш стійкі до нагрівання, тому вони майже не змінюються. Неграничні углеводороди, що утворюються в процесі розпаду, значною мірою вступають в реакцію полімеризації або циклизації, утворюючи ароматичні і інші складні з'єднання. Чим вище температура крекинга, тим вище швидкість реакції і більше утвориться газоподібних продуктів. Застосування тиску

утрудняє процес розщеплення і сприятливо впливає на повторні реакції. Крекинг ведуть для отримання бензину і газів.

Термічний крекингв змішаній фазі (рідкої і парової) проводять під тиском до 70amпри температурі 350-500° С. На мал. 9 показана схема крекинга мазуту. Мазут насосом 1 подається на одну з нижніх тарілок ректификационной колонни2, де змішується з важкою фракцією. Потім суміш подається в трубчасту печь3, де нагрівається до температури 470-480° С. Із середньої частини колонни2виводится більше за легкокипящая фракція, яка нагрівається в трубчастої печи4до 500-510°. Тиск в печах підтримується 50-70am(5-7Мн/м2). Продукти крекинга з печей3и4проходят редукційний вентиль5и поступають в испаритель6, де відбувається відділення пар від крекинг залишку, який виводиться з випарника. Пари з випарника прямують в ректификационную колону на розділення. Пари бензину і гази проходять конденсатор 7 і сепаратор8, де вони розділяються.

Вихід продуктів при крекинге наступний: крекинг-бензин 30- 35%, крекинг гази 10-15%, крекинг-залишок 50-56%. Крекинг гази містять етилен, пропан, пропилен, бутан, бутилен і інш. Вони служать цінною сировиною для синтезу органічних сполук. Крекинг-залишок служить котельним паливом.

Парофазний крекинг - пиролиз проводять при температурі 670- 720° З і атмосферному тиску. У процесі пиролиза рідкі продукти збагачуються ароматичними з'єднаннями, а гази - неграничними углеводородами. Пиролиз проводиться з метою отримання сировини для хімічної промисловості.

Каталітичний крекингпроводится в паровій фазі при 450-500еС і тиску 0,5-1,0am(0,05-0,1Мн/м2) вприсутствії алюмо-силікатних каталізаторів, що являють собою тверді високо. пористі речовини. Каталізатори адсорбують углеводороди і на поверхні відбуваються реакції розщеплення. Одночасно марнотратник пройти реакції ароматизації. Прикаталитическом крекинге нарівні з рідкими продуктами (ви. хід бензину - 70%) утворяться гази (12-15%) і кокс (4-6%) Кокс відкладається на поверхні каталізатора і знижує його активність. Для випаллення коксу через каталізатор при температурі 550- 600 З пропускають повітря.

У печи1подаваемое на крекинг сировину нагрівають до350-360°З і потім направляють в реактор2, в який з бункеpa3поступает зернистий каталізатор. Під дією власної ваги каталізатор опускається в низ реактора і перед надходженням в регенератор (самопливом) обробляється пором. Продукти крекинга з реактора2направляются на розділення в ректификационную колону (на схемі не показана). Для регенерації каталізатора зверху в регенератор4воздуходувкой 5 подається повітря, яке реагує з коксом, розташованим на поверхні каталізатора, очищаючи його. Димові гази, що Утворилися виводяться знизу генератора. З нижньої частини регенератора4катализатор захоплюється стислим повітрям, що подається воздуходувкой 7, і по трубе6направляется в бункер3и знов повертається в реактор2.

Для зменшення відкладення коксу на каталізаторі застосовують крекинг під тиском в присутності водня. Такий процес отримав названиериформинга. Найбільше застосування риформинг знаходить з платиновими, хромовими і молібденовими каталізаторами. Для риформинга використовують фракції легких нафтопродуктів. Процес проводиться під тиском 40-70am(4-7 Мн/м2) при температурі 480-520° Гази риформинга містять СН4, C2H6, С3Н8, С4Н10. Їх використовують для синтезу органічних сполук.

Список використаної літератури

1. Пана Н. А. Технология металів. Металлургиздат.1963

2. Сидоров И. А. Основи технології найважливіших галузей промисловості, Москва, "вища школа", 1971

3. Кований В. М. (і інш.) Основи технології машинобудування "Машинобудування", 1965

4. Никифоров В. М. (і інш.) Технологія найважливіших галузей промисловості, ч.1, изд. ВПШ при ЦК КПРС, 1959

5. Данилевский В. В. Технология машинобудування.

"Вища школа", 1965

Якщо Вам пригодився мій реферат, повідомте мені про це, буду Вам дуже признателен!

My E-mail:talk2000@mail.ru