Хімія і виробництво
Багато хімічних реакцій, з якими ви познайомилися в лабораторних умовах пли аналогічні їм. здійснюють в промислових умовах ири виробництві найважливішою для повсякденного життя хімічної продукції.
Пластмаси, синтетичні волокна, фармацевтичні препарати, добрива, миля і миючі засоби, барвники, пестициди, косметика і парфумерні вироби і навіть компоненти їжі – все це тільки деякі види продукції, випуск якої повністю або частково залежить від хімічної промисловості. Одинадцять перших місць за обсягом виробництва належать наступним хімічним речовинам: Н2S04, NH3, N2, СаО, О2, С2H4, NaOH, Сl2, HCl, HgPO4, HNO3. Ці-то речовини і використовують я великих кількостях далі для отримання таких необхідних видів продукції, як названі вище.
Навіть якщо мова йде про 100% – ве природному продукті, це означає лише те, що в ньому немає синтетичних добавок, і зовсім не означає, що при одержанні не використовували будь-які хімічні технології.
Хімічна промисловість – це галузь народного господарства, яка виробляє продукцію на основі хімічної переробки сировини.
Основою її є хімічна технологія – наука про найбільш економічних методах і засобах масової хімічної переробки природних матеріалів (сировини) в продукти споживання і проміжні продукти, що застосовуються в різних галузях народного господарства. Головне завдання хімії та хімічної технології – виробництво різноманітних речовин і матеріалів з певним комплексом механічних, фізичних, хімічних і біологічних властивостей.
Сировина
Сировиною називають природні матеріали (природні ресурси), які використовуються в промисловості для отримання різних продуктів і ще нд минулі промислової переробки.
Схема 13
Найважливіші складові хімічного виробництва
Хімія і виробництво
Іноді використовують старовинне сировину – це вироби, які відслужили свій термін, яли відходи будь-яких виробництв, які економічно вигідно знову переробити п хімічні продукти. Сировина хімічної промисловості класифікують за різними ознаками.
За складом сировину ділять на мінеральне і органічне (рослинний і тваринний).
По агрегатному стані розрізняють тверде (руди, гірські породи, таердое паливо), рідке (нафта, розсоли) і газоподібне (природний і попутний гази, повітря) сировину. До мінеральному! ‘ сировини відносяться всі види рул (з них отримують метали), а також нерудні копалини: сарн, фосфорити, калійні солі, кухонна сіль, пісок, глини, слюда (з них отримують неметали, добрива, соду, луги, кислоти, кераміку, цемент, скло та інші продукти).
До органічного сировини відноситься викопне пальне: торф, вугілля, нафта, природний і попутний нафтовий гази – це цінна енергетична сировина і сировину для хімічних синтезів. До органічного сировини також відноситься сировина рослинного і тваринного походження, його дають сільське, лісове і рибне хо. дарства. В основному воно йде для виробництва продуктів харчування, у частково, на жаль, є і технічною сировиною. Крім природних речовин, на хімічних заводах застосовують напівпродукти і відходи підприємств, а також допоміжні матеріали: воду, паливо, окислювачі, розчинники, каталізатори.
У зв’язку з бурхливим розвитком промисловості зростає і обсяг споживання корисних ресурсів. Це призводить до того, що багато сировинні джерела швидко виснажуються, тому необхідно вирішувати проблему дбайливого і раціонального використання сировини.
вода
Особливе місце серед природних ресурсів займає вода. Вона грає важливу роль в хімічній промисловості. У ряді виробництв це – сировина і реагент, що безпосередньо бере участь у основних хімічних реакціях, наприклад при отриманні водню, сірчаної, азотної і фосфорної кислот, лугів: в реакціях гідратації і гідролізу.
Вода – універсальний розчинник і одним з найбільш поширених каталізаторів.
Наприклад, комусь може бути неясно, навіщо існує виробництво хлору, зате всі згодні з необхідністю будівництва заводу з випуску труб з полівінілхлориди.
Деякі види хімічної продукції дійсно не викликають особливої симпатії: вибухові речовини для мін і снарядів, отруйні речовини-пестициди, тобто препарати для боротьби з бур’янами, шкідниками, збудниками хвороб.
З одного боку, виробництво пестицидів зростає, так як необхідно виробляти все більше продуктів харчування для безперервно зростаючого населення Землі. Але з іншого боку, вони досить стійкі в навколишньому середовищі і представляють реальну небезпеку для існуючих екосистем: гинуть корисні комахи, птахи, риби, звірі, відбувається отруєння людей безпосередньо пестицидами або продуктами, в яких вони накопичилися.
Будь-яке промислове підприємство (і хімічне, звичайно) має відходи. Виробництво без відходів неможливо. Гази викидають в атмосферу, рідкі відходи – в каналізацію, я іноді і в річку, тверді і деякі рідкі спалюють в спеціальних печах або ховають у спеціально обладнаних місцях.
Ці речовини забруднюють навколишнє середовище, несприятливо впливають на здоров’я людей.
Тому хімічні підприємства потенційно небезпечні, їх не будують безпосередньо в містах. На самих підприємствах існують жорсткі вимоги охорони праці, що робить роботу на них іноді навіть безпечніше, ніж на будівництві.
Наприклад, встановлені безпечні для здоров’я людей гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин в повітрі виробничих приміщень і на території підприємств, а також в атмосфері населених місць; передбачені суворі заходи для запобігання пожежам та швидкої ліквідації можливих загорянь; на деяких виробництвах працівники мають індивідуальні засоби захисту від шкідливих речовин. Виконання правил охорони праці контролюють органи державної інспекції, а також внутризаводская служба.
Найкращим способом вирішення проблеми зниження шкідливості виробництва для людей і охорони навколишнього середовища служить застосування безвідходних або маловідходних технологій. Приклад – синтез аміаку, в якому відходи (непро-реагіровавшпе гази) багаторазово повертають у виробництво.
В інших випадках гостро стоїть питання про очищення відходів. До сучасних її методів відносять фільтрацію, пило-, газоулавліваніе, знешкодження (нейтралізація) поглинання газів рідкими і твердими поглиначами), біологічну очистку (за допомогою мікроорганізмів), осадження в спеціальних відстійниках, хімічні методи (переклад речовин в малорастворпмие і нерозчинні сполуки) та інші способи.
Очисні споруди, звичайно, вимагають певних матеріальних витрат, а деякі керівники підприємств намагаються позбутися відходів найдешевшими способами. Такий підхід, очевидно, пояснюється неувагою до проблем охорони навколишнього середовища від забруднення, а може бути, пов’язаний з некомпетентністю в цьому питанні.
Характерна риса хімічної промисловості – порівняно невелика кількість працюючих. Це обумовлено високим ступенем механізації і автоматизації виробництв, що також сприяє охороні праці працівників.
Виробництво аміаку і метанолу
Будь-яке хімічне виробництво складається з окремих взаємопов’язаних процесів-стадій (схема 15).
Схема 15 Основні стадії хімічного виробництва
Хімія і виробництво
Порівняємо два хімічних виробництва: синтез аміаку і синтез метанолу. Обидва процеси дуже схожі за умовами їх проведення і джерел сировини. Їх здійснюють на аналогічних установках, які часто монтують на одному підприємстві.
Всі апарати цих виробництв максимально герметичні, використовується тільки енергія екзотермічніреакцій. Завдяки циклічної (замкнутої) схемою синтезу ці виробництва служать прикладами маловідходних, майже не маю щих викидів в навколишнє середовище. Витрати на виробництво істотно знижені за рахунок здійснення безперервного процесу: вихідні речовини постійно надходять в реактор, а продукти постійно з нього виводяться. Безперервність процесу дозволяє його повністю автоматизувати.
Виробництва аміаку і метанолу вважаються найбільш передовими з точки зору хімічної технології.
Аміак надалі використовують для отримання азотної кислоти, яка йде на виробництво добрив, ліків, барвників, пластмас, штучних волокон, вибухових речовин. Великі кількості аміаку витрачаються на отримання сечовини, що є прекрасним азотним добривом, та й сам рідкий аміак і його водний розчин – це рідкі добрива. На легкому зріджуванні і подальшому випаровуванні з поглинанням теплоти засноване його застосування в холодильних установках.
Метанол використовують для отримання великої кількості різних органічних речовин, зокрема формальдегіду використовують у виробництві фенол формалдегідних смол і поліметилметакрилату (органічного скла) відповідно. Крім цього, метанол використовують як розчинник, екстрагент, а в ряді країн – у якості моторного палива, так як добавка його до бензину підвищує октанове число палива і знижує кількість шкідливих речовин у вихлопних газів.
1. Що є предметом хімічної технології?
2. Як класифікують хімічна сировина?
3. Назвіть основні напрямки вирішення проблеми дбайливого і рацяонпльвого використання хімічної сировини.
4. Сформулюйте енергетичні проблеми хімічних іронзводеш. Яким видам енергії, на вашу Мньов, потрібно віддати перевагу?
5. Сформулюйте основні наукові принципи хімічних виробництв.
6. Що розуміють під принципом “вибір оптимальних умов проведення процесу”?
(1 votes, average: 5.00 out of 5)