- •Предисловие
- •Тема 1 общие понятия о химическом производстве
- •Макрокинетика
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2 компоненты химического производства
- •Сырье в химическом производстве
- •Химическое сырье, классификация
- •Ресурсы и рациональное использование сырья
- •Кларки наиболее распространенных в земной коре элементов
- •Энергия в химической технологии
- •Вода в химической промышленности
- •Контрольные вопросы
- •Тема 3 критерии оценки эффективности химического производства
- •Контрольные вопросы
- •Тема 4 теория химико-технологического процесса
- •Контрольные вопросы
- •Тема 5 общие закономерности химических процессов Понятие о химическом процессе
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6 промышленный катализ
- •Гетерогенный катализ
- •Гомогенный катализ
- •Контрольные вопросы
- •Тема 7 моделирование ХиМиКо-технологических процессов
- •Метод обобщенных переменных
- •Инварианты подобия и критерии подобия
- •Гидродинамическое подобие
- •Решение уравнения Навье – Стокса для установившегося (стационарного) движения жидкости может быть представлено следующим выражением:
- •Тепловое подобие
- •Уравнение Бернулли для идеальной жидкости Пусть имеется стационарное течение жидкости в направлении l (рис. 7.3).
- •Математическое моделирование
- •Контрольные вопросы
- •Тема 8 химические реакторы
- •Классификация химических реакторов
- •Контрольные вопросы
- •Тема 9 производство серной кислоты
- •Способы производства серной кислоты
- •Технологическая схема производства серной кислоты из серы
- •Производство серной кислоты из сероводорода
- •Пути совершенствования сернокислотного производства
- •Контрольные вопросы
- •Тема 10 производство аммиака
- •Синтез аммиака
- •Контрольные вопросы
- •Тема 11 производство бутадиена
- •Одностадийное дегидрирование н- бутана
- •Контрольные вопросы
- •Тема 12 производство стирола
- •Сырье и промышленные способы производства стирола
- •Производство стирола дегидрированием этилбензола
- •Технологическая схема производства стирола дегидрированием этилбензола
- •Описание технологической схемы процесса
- •Контрольные вопросы
- •Тема 13 производство этанола
- •Описание технологической схемы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Содержание
Химическое сырье, классификация
По агрегатному состоянию |
По химическому состоянию |
По видам запасов |
По происхождению |
Твердое |
Неорганическое |
Возобновляемое |
Минеральное, в т.ч.: рудное, нерудное, горючее |
Жидкое |
Органическое |
Невозобновляемое |
Растительное и животное |
Газообразное |
|
|
Вода |
|
|
|
Воздух |
Кроме того, химическое сырье делится также на:
- первичное (извлекаемое из природных источников),
- вторичное (промежуточные и побочные продукты промышленного производства и потребления),
- природное,
- искусственное (полученное при промышленной обработке природного сырья).
К химическому сырью предъявляется ряд общих требований. Оно должно обеспечивать:
- малостадийность производственного процесса;
- агрегатное состояние системы, обеспечивающее минимальные затраты энергии для создания оптимальных условий протекания технологического процесса;
- минимальные потери подводимой энергии в окружающую среду;
- минимальные потери энергии с продуктами процесса;
- возможно более мягкие условия процесса (температура, давление, время контакта) и минимальный расход энергии на изменение агрегатного состояния реагентов и осуществление технологического процесса;
- максимальный выход целевого продукта.
Ресурсы и рациональное использование сырья
Доля сырья в себестоимости товарной продукции является основной и достигает 70 %. Отсюда вытекает проблема как самих ресурсов сырья, так и рационального его использования.
Химическая промышленность использует в качестве сырьевых источников соединения более 80 элементов. Эти элементы, главным образом, входят в состав земной коры и распределены в ней крайне неравномерно и по природе, и по концентрации, и по географическому положению. Доля, приходящаяся на тот или иной элемент, содержащийся в земной коре, называется кларком. Кларки наиболее распространенных элементов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Кларки наиболее распространенных в земной коре элементов
Элемент |
О2 |
Si |
Al |
Fe |
Ca |
Na |
Mg |
K |
H2 |
Кларк |
49,13 |
26,0 |
7,45 |
4,20 |
3,25 |
2,40 |
2,35 |
2,35 |
1,00 |
Как видно из этой таблицы, на 9 элементов приходится 98 % массы земной коры. Доля всех остальных составляет всего 1, 87 %. Из них кларк углерода, составляющего основу жизни, равен 0,35 %.
Все ресурсы химического сырья делятся на запасы, т.е. выявленные и изученные, и на потенциальные. В свою очередь по степени изученности и пригодности к эксплуатации запасы сырья делятся на три категории:
- категория А – это запасы детально разведанные и подготовленные к разработке;
- категория В – это запасы, установленные в результате геолого-разведочных работ;
- категория С – это запасы, определенные по результатам геофизической разведки и изучения по естественным выходам на поверхность.
Возможность использования сырья для промышленного производства определяется его ценностью, доступностью и концентрацией полезного компонента. Ценность сырья зависит от уровня развития технологии и задач, стоящих перед производством и может меняться со временем. К примеру, уран, ранее являвшийся отходом при получении радия, теперь является важнейшим стратегическим сырьем.
Доступность сырья для добычи определяется географическим расположением месторождения, глубиной залегания, разработанностью промышленных методов извлечения, наличием людских ресурсов для его эксплуатации.
Существенным фактором, определяющим возможность использования запасов сырья, является концентрация целевого элемента. Известно, что многие, распространенные в земной коре элементы, являются рассеянными, что затрудняет их использование для промышленного производства. Тем не менее, нередко эксплуатация бедных месторождений является рентабельной.
На долю России приходится 45 % мировых запасов газа, 23 % ископаемых углей, 6-8 % нефти, 30 % древесины, более 50 % торфа и калийных солей, около 20 % различного минерального сырья.
