- •Химическая технология Курс лекций
- •10 Процессы и аппараты химического производства
- •11.1 Характеристика гомогенных процессов
- •11.1.2 Гомогенные процессы в жидкой фазе
- •1 Человечество и окружающая среда
- •1.1 Окружающая среда
- •1.2 Человек – как компонент окружающей среды
- •1.3 Производственная деятельность человека и ресурсы планеты
- •1.5 Биосфера и ее эволюция
- •1.4 Реакция окружающей среды на антропогенную деятельность
- •2. Химическое производство в системе антропогенной деятельности
- •2.1 Материальное производство и его организация
- •Химическая промышленность
- •3 Химическая наука и производство
- •Химическая технология – научная основа химического производства
- •3.2 Особенности химической технологии как науки
- •3.3 Связь химической технологии с другими науками
- •4. Основные компоненты химического производства
- •4.1 Химическое сырье
- •4.2 Ресурсы и рациональное использование сырья
- •4.3 Подготовка химического сырья к переработке
- •4.4 Замена пищевого сырья не пищевым и растительного минеральным.
- •5 Вода в химической промышленности
- •5.1 Использование воды, свойства воды
- •5.2 Промышленная водоподготовка
- •Энергетика химической промышленности
- •6.1 Использование энергии в химической промышленности
- •6.2 Источники энергии
- •6.3Классификация энергетических ресурсов
- •– Теплообменник, 2- реакционный аппарат.
- •7 Экономика химического производства
- •7.1 Технико-экономические показатели химического производства
- •7.2 Структура экономики химической промышленности
- •7.3 Материальные и энергетические балансы химического производства
- •8. Основные закономерности химической технологии
- •8.1. Понятие о химико-технологическом процессе
- •Принципиальная схема хтп
- •8.2. Процессы в химическом реакторе.
- •8.2.1.Химический процесс
- •8. 2.2 Скорость химической реакции
- •8.2.3 Общая скорость химического процесса
- •8.2.4 Термодинамические расчеты химико-технологических процессов
- •8.2.5 Равновесие в системе
- •8.2.6 Расчет равновесия по термодинамическим данным
- •8.2.7 Термодинамический анализ
- •9 Организация химического производства
- •9.1 Химическое производство как система
- •9.2 Моделирование химико-технологической системой
- •9.3 Организация хтп
- •9.3.1 Выбор схемы процесса
- •9.3.2 Выбор параметров процесса
- •9.4 Управление химическим производством
- •10 Процессы и аппараты химического производства
- •10.1 Общая характеристика и классификация процессов
- •10.2 Основные процессы химической технологии и аппаратура для них
- •10.2.1 Гидромеханические процессы
- •10.2.2. Тепловые процессы
- •10.2.3 Массообменные процессы
- •10.3 Химические реакторы
- •10.3.1 Принципы проектирования химических реакторов
- •10.3.2 Классификация химических реакторов
- •10.3.3 Конструкции химических реакторов
- •10.3.4 Устройство контактных аппаратов
- •11 Гомогенные процессы
- •11.1 Характеристика гомогенных процессов
- •11.1.1 Гомогенные процессы в газовой фазе
- •11.1.2 Гомогенные процессы в жидкой фазе
- •11. 2 Основные закономерности гомогенных процессов
- •12 Гетерогенные процессы
- •12.1 Характеристика гетерогенных процессов
- •12.2 Процессы в системе газ- жидкость (г-ж)
- •12.3 Процессы в системе жидкость – твердое (ж-т)
- •12.4 Процессы в системе газ – твердое (г – т)
- •12.5 Процессы в бинарных твердых, двухфазных жидких и многофазных системах
- •12.6 Высокотемпературные процессы и аппараты
- •12.7 Каталитические процессы и аппараты
- •12.7.1. Сущность и виды катализа.
- •12.7.2 Свойства твердых катализаторов и их изготовление
- •12.7.3 Аппаратурное оформление каталитических процессов
- •13 Важнейшие химические производства
- •13.1 Производство серной кислоты
- •13.1.1Применение
- •13.1.2Технологические свойства серной кислоты
- •13.1.3 Способы получения
- •13.1.4 Сырье для производства серной кислоты
- •13.1.5 Общая схема сернокислотного производства
- •13.1.6 Контактный способ производства серной кислоты
- •13.1.7 Производство серной кислоты из серы
- •13.2 Технология связанного азота
- •13.2.1. Сырьевая база азотной промышленности
- •13.2.2. Получение технологических газов
- •13.2.3 Синтез аммиака
- •13.2.4 Производство азотной кислоты
- •13. 3 Технология минеральных удобрений
- •13.3.1 Классификация минеральных удобрений
- •13.3.2 Типовые процессы солевой технологии
- •13.3.3 Разложение фосфатного сырья и получение фосфорных удобрений
- •13.3.3.1 Производство фосфорной кислоты
- •13.3.3.2 Производство простого суперфосфата
- •13.3.3.3 Производство двойного суперфосфата
- •13.3.3 4 Азотнокислотное разложение фосфатов
- •13.3.4 Производство азотных удобрений
- •13.3.4.1 Производство аммиачной селитры
- •13.3.4.2 Производство карбамида
- •13.3.4.3 Производство сульфата аммония
- •13.3.4.4 Производство нитрата кальция.
- •13.3.4.5 Производство жидких азотных удобрений
- •13.3.5 Производство калийных удобрений
- •13.3.5.1 Общая характеристика
- •13.3.5.2 Сырье
- •13.3.5.3 Получение хлористого калия
- •13.3.5.4 Получение сульфата калия.
- •13.4 Производство силикатных материалов
- •13.4.1 Общие сведения о силикатных материалах
- •13.4.2 Типовые процессы технологии силикатных материалов
- •13.5 Производство вяжущих материалов.
- •13.5.1 Общая характеристика и классификация
- •13.5.2 Производство портланд-цемента
- •13.5.3 Производство воздушной извести
- •13.6 Производство стекла
- •13.6.1 Состав и классификация стекол
- •13.6.2 Процесс производства стекла
- •13.7 Производство керамических материалов
- •13.7.1 Общая характеристика и классификация материалов
- •13.7.2 Производство строительного кирпича
- •13.7.3 Производство огнеупоров
- •13.8. Электрохимические производства
- •13.8.1 Электролиз водных растворов хлористого натрия
- •13.8.1.1. Электролиз раствора хлористого натрия в ваннах со стальным катодом и графитовым анодом
- •13.8.1.2 Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах с ртутным катодом и графитовым анодом
- •13.8.2 Производство соляной кислоты
- •13.8.3 Электролиз расплавов. Производство алюминия
- •13.8.3.1 Производство глинозема
- •13.8.3.2 Производство алюминия
- •13.9 Металлургия
- •13.9.1 Руды и способы их переработки
- •Общая схема переработки железной руды
- •13.9.2 Производство чугуна
- •13.9.3. Производство стали.
- •13.9.4. Производство меди
- •13.10 Химическая переработка топлива
- •13.10.1 Коксование каменных углей
- •Общая схема коксохимического производства
- •13.10.2. Переработка жидких топлив
- •13.10.3. Производство и переработка газообразного топлива
- •13.11 Основной органический синтез
- •13.11.1 Сырье и процессы оос
- •13.11.2 Синтез метилового спирта
- •13.11.3 Производство этанола
- •13.11.4. Производство ацетилена
- •13.11.5 Производство формальдегида
- •13.11.6. Получение карбамидо-формальдегидных смол.
- •13.11.7 Производство ацетальдегида
- •13.11.8 Производство уксусной кислоты и ангидрида
- •13.12 Производство мономеров
- •13.12.1 Полимеризационные мономеры
- •13.12.2 Производство поливинилацетатной дисперсии
- •13.13 Высокомолекулярные соединения
- •13.12.1 Производство целлюлозы
- •13.13.2 Производство химических волокон
- •13.12.3 Производство пластических масс
- •13.12.4 Получение каучука и резины
13.6.2 Процесс производства стекла
Сырьем для производства стекол служат разнообразные природные и синтетические материалы. По их роли в образовании стекла, они делятся на пять групп:
Стеклообразователи, создающие основу стекла: оксиды кремния и свинца (2), карбонаты натрия, калия и кальция, сульфаты натрия и бария, борная кислота, бура, оксид алюминия.
Красители, придающие стеклу необходимый цвет: оксиды и соли металлов, образующих в стекле коллоидные растворы: меди (1), железа (2), кобальта (2), хрома (3), хлорида золота, сульфата меди (2) и др.
Глушители, делающие стекла матовыми и молочными: оксиды мышьяка (3), олова (4), сульфид олова (2).
Обесцвечиватели, устраняющие желтую и зеленоватую окраску стекла: оксид марганца (4).
Осветлители, удаляющие из стекломассы газовые включения: нитрат натрия, хлорид аммония, оксид мышьяка (3) и др.
В химическое стекло и стекло «пирекс» входит также оксид бора (3).
Процесс производства стеклянных изделий показан на рисунке.
В подготовку компонентов сырья входят операции промывки, сушки, измельчения, классификации и брикетирования веществ. Подготовленные таким образом материалы смешиваются в нужных пропорциях для образования однородной смеси- шихты, поступающей на стадию высокотемпературной обработки – варку стекломассы. Все материалы, используемые в стекловарении, должны быть чистыми, однородными по химическому составу и не превышать допустимого предела влажности.
ПОДГОТОВКА
КОМПОНЕНТОВ
ПРИГОТОВЛЕНИЕ
ШИХТЫ
ВАРКА СТЕКЛОМАССЫ
ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ
стеклянное изделие
Принципиальная схема производства стеклянных изделий.
Варка стекломассы – это совокупность сложных физико-химических процессов, протекающих в гетерогенной системе через стадии собственно варки, осветления (гомогенизации) массы и ее охлаждения. Эти процессы начинаются в твердой фазе до расплавления шихты и продолжаются в расплаве. Для варки стекломассы используют стекловаренные печи различной конструкции.
Методы формования стеклянных изделий из стекломассы весьма разнообразны и зависят от их вида и назначения. Важнейшими методами формования изделий являются:
– выдувание и прессвыдувание на прессвыдувочных машинах;
– вытягивание на автоматических машинах;
– прессование на автоматически прессах;
– отливка в формы и т.д.
13.7 Производство керамических материалов
13.7.1 Общая характеристика и классификация материалов
Керамическими материалами или керамикой называют поликристаллические материалы и изделия их них, полученные спеканием природных глин и их смесей с минеральными добавками, а также оксидами металлов и других тугоплавких соединений. Керамические материалы весьма разнообразны и могут быть классифицированы по нескольким признакам.
По составу: кислородсодержащие, в т.ч. силикатные, из оксидов металлов; бескислородные, в т.ч. карбидные, нитридные, боридные, силицидные.
По применению: строительные (кирпич, черепица); огнеупоры; тонкая керамика (фарфор, фаянс); специальная керамика.
По структуре и степени спекания: пористые или грубозернистые (кирпич, огнеупоры, фаянс), спекшиеся или мелкозернистые (фарфор, специальная керамика).
По состоянию поверхности: глазурованные и неглазурованные.
В качестве сырья для производства силикатных керамических материалов используют вещества, обладающие свойством спекаемости. Спекаемость–свойство свободно насыпанного или уплотненного порошкообразного материала образовывать при нагревании до определенной температуры поликристаллическое тело- черепок. Таким сырьем являются:
пластичные материалы (глины);
непластичные или отощающие добавки (кварцевый песок);
плавни и минерализаторы (карбонаты кальция и магния).