Файл: Химиялы технологияны негізгі ымдары мен анытамалары химиялы технология, шикізат, реагент, масатты нім, жанама німдер, осымша материалдар, алдытар.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 145
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1) процесс өндірісінің химиялық схемасын таңдау - шикізат ресурстарын пайдалануды жақсартудың маңызды тәсілі. Күкірт қышқылын өндіруді күкірт колчедан немесе күкірт негізінде құруға болады.
• күкірт колчеданын жағу 4 FeS2 + 11 O2 = 2fe2o3 + 8 SO2
• немесе күкірт S2 + 2 O2 = 2 SO2;
• күкірт диоксидінің тотығуы SO2 + 1/2 O2 = SO3;
• күкірт триоксидінің сіңірілуі SO3 + H2O = H2SO4.
Шикізаттың құны мен қол жетімділігіне колчеданнан қарағанда күкірт қымбатырақ. Бірақ колчедан - бұл атыс кезінде қалатын және отты құрайтын көптеген қоспалар бар тау жынысы-өндіріс қалдықтары. Колчеданы жағу арқылы алынған Газ, SO2 пайдалы компонентінен басқа, құрамында күкірт диоксидінің тотығу реакциясына кедергі келтіретін көптеген қоспалар бар. Газды қоспалардан тазарту жүйесін қамтамасыз ету қажет. Сондай-ақ, колчеданы жағу кезінде оттегінің көп мөлшері темір оксидінің құрамына енетінін атап өтуге болады, сондықтан күйдіруден кейін газдағы SO2 концентрациясы жоғары болмайды.
Реагенттердің біреуінің артық мөлшерін бастапқы қоспада қолдану, әдетте, арзан әрі қол жетімді. Алдыңғы мысалда реакцияның стехиометриясына қатысты артық оттегі қолданылады. Бұл реакцияға қатысатын бастапқы заттардың біреуінің өзгеру дәрежесін жоғарылатудың әмбебап әдісі.
Баламалы шикізат. Жаңартылмайтын шикізатты (мұнай, газ, кен...) пайдалану оны толық пайдалану жолдарын іздеуге ғана емес, сонымен қатар басқа да шикізат көздерін іздеуге мәжбүр етеді. Өндіріс қалдықтарын пайдалану шикізат көздерін кеңейту бағыттарының бірі болып табылады. Басқа бағыт - бастапқы шикізаттың баламалы көздері.
- шикізаттың рециркуляциясы, яғни бұйымдарды пайдалану мерзімі өткеннен соң, істен шыққан немесе моральдық ескіруге үшыраганнан кейін қайта өңдеу
-
Шикізатты дайындау және байыту. Дайындау сатылары мен байыту процестерін көрсетіңіз.
Шикізат – өндірісте қолданылатын табиғи материалдар. Жартылай өнімдер – сол мекемеде шикізатты өнеркәсіптік өңдегенде алынған материалдар және қандайда бір өнім алу үшін бастапқы материалдар ретінде пайдалану. Химиялық өнеркәсіп шикізаты әртүрлі белгілері бойынша жіктеледі :
-шығу тегіне байланысты : минералдық, өсімдік, жануартекті;
-қоры бойынша :сарқылайтын, сарқылмайтын;
-химиялық құрамы бойынша :органикалық және бейорганикалық;
-агрегаттық күйі бойынша :қатты, сұйық, газ;
Технологиялық өндірістің негізгі кезеңінен бұрын, технологияның негізгі материалы шикізатты дайындау,өңдеу сатысы жүрелі. Шикізаттың дұрыс және толық өңделіп дайындалуы технологиялық процесстің өнімділігі мен сапасына тікелей әсер етеді. Жер қыртысынан өндірілетін шикізат құрамында мақсатты компоненттен басқа пайдасыз (бос жыныс) жəне зияндыбөгде заттар болады. Көптегенжағдайда зияндыбөгде заттардың мөлшері жоғары болғандықтан, шикізатты байыту үдерісі жүргізіледі. Байыту операциясы – шикізатты өңдеуге жұмсалатын шығынды азайту, өнімнің сапасын жақсарту жəне шикізатты өндіріске тасымалдауға жұмсалатын шығынды азайту үшін қажет. Шикізатты байыту жəне дайындаудың негізгі əдістері төмендегідей. Шикізатты өңдеуге дайындаудың маңызды əдістерінің бірі – оны байыту.
Шикізатты байыту - концентраттағы негізгі компоненттің мөлшерін арттыру. Шикізатты байыту оның фазалық күйіне байланысты болады.Шикізатты байытудың түрлері:
Шикізатты байытудың түрлері:
1.Гравитициялық байыту – ауа немесе сұйық ортада ұсатылған заттардың бөлшектерінің төмен түсу жылдамдығының бөлшек тығыздығына немесе бөлшек мөлшеріне тәуелді.Бұл әдіспен қаттылығы және тығыздығы әртүрлі минеарлыдарды бөледі. Көбінесе, ылғалды байыту сулы ортада орындалады.
2.Электромагниттік байыту – ұсынылған заттардың магнитке арттыру қасиетіне негізделген.Ұсатылған шикізат магнит сепеаторынан өткенде магнике тартылатын және тартылмайтын екі фракцияға бөлінеді.Бұл әдіс темір және тас кендерін байыту үшін қолданады. Осы əдіспен шикізатты ұсақтағанда сырттан қосылған темірлерді, темір жаңқасын қоладан бөліп алуға болады.
3.Электростатикалық байыту – ұсақталған шикізат құрамындағы әртүрлі бөлшектердің электр өткізгіштігіне негізделген.Электростатикалық сеператорлардың көмегімен электро тоғын өткізетіндерден өткізбейтіннен бөліп алады.Бұл әдіс мыс,кұм,силикат өндірісінде қолданады.
4.Флотация –физико-химиялық байыту әдістері,әрі көп қолданылатын әдіс.Ағылшынша қалғып шыңу деген мағына береді.Бұл әдістің негізі-кендер мен бос жыныстың бөлшектеріне судың жұғу және жұқпау қасиетіне негізделген.
5.Термиялық байыту – ұсатылған шикізат құрамындағы компоненттердің балқу температураларының айырмашылығына негізделген. Мысалы: гипс құрамындағы сап күкірт шикізаты 150-200о С қыздырғанда элементарлы күйінде бөлінеді.
6.Химиялық байтыту – шикізат құрамындағы компоненттерінің химиялық реагенттерімен әрекеттесулерінің айырмашылығына негізделген. Химиялық реакциялар нəтижесінде қоспа құрамындағы компоненттер тұнбаға тұнуы, газға айналуы, балқыған күйінде, т.б. құбылыстарға ұшырауы мүмкін.
7. Газдарды байыту белгілі бір газды бөліп алу олардың қоспа құрамындағы газдардың қайнау, сұйыққа айналу температураларының, ерігіштігінің айырмашылығына негізделген.
-
Шикізатты кешенді және ұтымды пайдалану проблемаларын анықтаңыз. Шикізатты рециркуляциялау.
Өндіріс қалдықтарына белгілі бір себептерге байланысты қолданбаған немесе қолданып бітпеген шикізаттың бір бөлігі жатады. Сондықтан да шикізатты кешенді пайдалану проблемасы экология жағынан да, экономика жағынан да маңызды мәселе болып табылады. Табиғи ресурстарды кешенді пайдалану қажеттілігі, біріншіден, қоршаған ортаны ластап жатқан өндірістік кәсіпорындардың көлемінің өсуіне, екіншіден,оны тиімді жұмсауына тығыз байланысты болады. Өйткені минералды шикізаттар қоры шектелген. Қазіргі кезде шикізаттар бағасы тоқтаусыз өсуде. өз кезегінде бағалардың өсуі қалдықсыз технологияның тез дамуына әкеледі. Шикізатты ұтымды және кешенді пайдалану оның қолданылатын санын азайтуға, дайын өнімдердің ассортиментін көбейтуге, бұрін қалдықта кеткен шикізат бөлігінен жаңа өнім щшығаруға ықпал етеді.
және кешенді пайдалану оның қолданылатын санын азайтуға, дайын өнімдердің ассортиментін көбейтуге, бұрін қалдықта кеткен шикізат бөлігінен жаңа өнім шығаруға ықпал етеді.
Қалдықтардың көздері: а) шикізаттағы қоспалар, т.б. дайын өнімді алу үшін осы процесте пайдаланылмайтын компоненттер; б) процестің толық еместігі, яғни. шикізаттағы пайдалы өнімнің қалған бөлігі; в) пайдаланылмаған заттардың пайда болуына әкелетін жанама химиялық реакциялардың пайда болуы. Шикізатты ұтымды кешенді пайдалану толық пайдаланылмаған шикізат көлемін азайтуға, дайын өнімнің ассортиментін ұлғайтуға, бұрын өндірісте ысырап болған шикізат бөлігінен жаңа өнім шығаруға мүмкіндік береді.
Процестің әрбір сатысында өнім шығымының пайызын арттыру қалдықтардың азаюына әкеледі. Өндіріс қалдықтарының мөлшерін азайтудың түбегейлі құралы – технологияның өзгеруі.
- Жаңа принципті құру және қолданыстағы технологиялар мен схемаларды жетілдіру
-Тұйық су және газ айналым циклдарын құру
-Кәсіпорындарды үйлестіру, аумақтық-өндірістік кешендер құру
Көп жағдайда бір өндірістің қалдықтары екінші өндірістің шикізаты болып табылады. Осыған байланысты «қалдықтар» терминінің өзін «аяқталмаған өндіріс» терминімен ауыстыруға болады. Демек, негізгі мәселе аяқталмаған өндіріс өнімдерін басқа салаларда немесе оларды қосалқы материалдық ресурстар ретінде пайдалана алатын салаларда пайдалану мүмкіндіктерін табу болып табылады.
Шикізатты қайта өңдеу немесе шикізатты рециркуляциялау -мерзімі біткен, істен шыққан және ескірген бұйымдарды қайта өңдеу.
Полимер материалдарын, соның ішінде резеңке мен пластмассаны қайта өңдеу әлдеқайда қиын. Әдетте, олар қайталама мақсаттағы өнімдерге өңделеді.
Шикізатты қайта өңдеу табиғи ресурстардың сарқылу жылдамдығын едәуір төмендетеді. Мысалы, егер темір қорларының рециркуляциясыз сарқылу уақыты 250 жыл болса, онда 50% рециркуляция дәрежесінде ол 580 жылға дейін, ал 80% рециркуляция дәрежесінде 1330 жылға дейін артады.
-
Шикізатты өңдеудің каталитикалық процестеріне сипаттамма беріңіз. Каталитикалық крекинг және риформинг процестерінің анықтамасы, шикізаты, өнімі, жүргізу параметрлері және реакторларын көрсетіңіз.
Химиялық өндірісте өте үлкен мөлшерде шикізат өңдіріледі және сондай көлемде су, отын, энергия да жұмсалады. Дүние жүзінде Қазақстанның минералды-шикізат қоры алдынғы қатарлы орынды алады. Ал химиялық өндірісте шикізатты пайдаланудың өзінің ерекшеліктері бар. Атап өтейік:
Біріншіден: шикізат базасының көп варианттылығы, ауылшаруашылық өнімдері,ауа және су,металлургия мен мұнай өңдеу өнімдері.
Екіншіден: әртүрлі химиялық өнімдер алу үшін шикізаттың бір түрін комплексті пайдалану мүмкіндігі
Үшіншіден: бір шикізаттан әртүрлі өнім алу мүмкіндігі.
Химиялық өнеркәсіп өнімдерін сатылауға болады :
1) Бастапқы зат (шикізат)
2)Аралық өнім (жартылай өнімдер)
3)Дайын өнімдер
Шикізат деп өнеркәсіптік өнімдер өндірісінде қолданылатын ең бастапқы табиғи материалдар.
Қазіргі уақытта химия өнеркәсібінде және онымен байланысты салаларда, жаңадан енгізілген технологиялардың 90% -дан астамы каталитикалық процестер болып табылады. Катализ негізінде он мыңдаған өнеркәсіп өнімдері (бейорганикалық қышқылдар, аммиак, полимерлер синтезі үшін мономерлер, түрлі органикалық қышқылдар, спирттер, альдегидтер және т.б.)өндіріледі. полимерлер дайындау үшін мұнайхимиялық синтез жаңа процестерінің негізі болып табылады.
Шикізаттан дайын өнім алу үшін, көптеген процесстерден өткізу керек. Солардың кейбір түрлеріне тоқталамыз. Атап айтсақ крекинг пен риформинг процесстері.
- Крекинг - жоғары қайнайтын фракциялардан жеңіл қайнайтын фракциялардың шығымын арттыру мақсатында жүргізіледі; . Процесс 470 – 540°С температурада және 4 – 6 МПа қысымда көмірсутектер ыдыратып, изомерлену реакциялары арқылы жүреді. Процесс барысында бензин, сонымен қатар ауыр кокс сияқты қалдықтар және көп мөлшерде газ түзіледі. Реакцияның жылдамдығы, бағыты алынатын өнімнің құрамы бастапқы шикізаттың температураға, қысымға, химиялық құрамына, жылу әсерінің жылдамдығына, қолданылған катализаторға байланысты болып келеді.
Крекингтің түрлері бар: термиялық және катализдік. Ашық түсті мұнай өнімдерін алуда термиялық крекинг жоғары температура (470 – 500С) мен қысымда (5 – 6 МПа) қолданылады.Бұл тәсіл арқылы 25 – 40% бензин алынады, оның ішіндегі октан саны төмен(56-60). Егерде термиялық крекингті күкіртті, шайырлы, жоғары парафинді мұнайда қолдансақ өнімнің сапасы нашар болады. болады. Октанның саны аз, алдизель және керосин жанар майында күкірт көп болып, ауыр қалдықтар 30 – 40% құрайтын болады. Сондықтан бұл жағдайда катализдік крекинг қолданылғаны жөн. Бұл әдісте аты айтып тұрғандай, түрлі катализаторлар қатысында жүреді, процесс 0,4 МПа-ға дейінгі қысымда, 450 – 520С температурада өтеді. Мұнайды, соның ішіндегі, керосин мен газойль фракцияларын катализдік крекинг арқылы өңдейді. Осындай әдіс арқылы октанның саны 80 – 90 болатын бензин алуға болады.
– Риформинг шикізаттың көмірсутектік құрамын өзгерту мақсатында жүргізіледі;
– Алкилдеу - жеке көмірсутектерді синтездеу;
– гидротазалау - мұнай өнімдерінен бөгде заттарды бөлу үдерістері);
- үдерістің жүру жағдайына байланысты (жоғары температурамен қысымда жүретін термиялық, жоғары температура мен катализаторлар қатысында жүретін каталитикалық үдерістер). Бұл процесстің негізінде Кеңес одағының ғалымдары ашып зерттеген реакциялар жатыр. Олар Н.Д.Зелинскийдің нафтенді дегидрлеу және Б.А. Казаский, А. Платэ, Б.Л. Молдовскийлердің дегидроциклизациялау реакциялары.
Ол үлкен көлемді күшейтілген қысымның үлкен көлемді сутектің қатысуымен 5000С температурада жүреді. Бұл жағдай сутектің бөлінуі арқылы және катализаторда қорытқы көмірдің жинақталуы арқылы өтетін хош иісті көмірсутектердің жинақталуындағы кері айналымды реакциялардың өтуін қиындатады. Процессте катализатордың жұмысын алюминийдің оксидіне жалатылған платина атқарады. Себебі оның ерекше қасиеті бар: ол бірнеше айлар бойы өзінің активтігін сақтай отыра, кейін регенерация жолымен қайта алынады. Катализаторлардың арасында хлоры барлары да жетеді. Егерде өнімге активтілігін сақтау керек болса, аз мөлшерде дихлорэтан енгізіледі. Автокөліктерге арналған жанар-жағармайдың сапасын арттыру үшін жанармайды тікелей өндіруде риформинг тәсілі елеулі маңыздылыққа ие. Бұл процесстің ерекшелігіне таза ароматтық көмірсутектерді алуға мүмкіндік туғызуын да, сонымен қатар гидрлеуді өткізуге қажетті сутектің қайнар көзі боп саналады.