- •Химиялық технологияның жалпы мәселелері і тарау. Химиялық технологияның мазмұны
- •Химия өндірістерінің ғылыми негіздері
- •Химия өндірістерін ұйымдастыру
- •Химия өндірістерінің маңызы және дамуы
- •Қазақстанда химия өндірістерінің дамуы
- •1.5 Химия өндірістерін технологиялық негізге байланысты жіктеу
- •1.6 Техникалық-экономикалық көрсеткіштер
- •1.7 Химиялық технология процестерін қарқындандыру
- •7.1.1 Процестердің технологиялық сұлбасы
- •1.8 Реагенттердің және энергетика ағындарының бағыты
- •1.9 Технологиялық сұлбаны болжағандағы жалпы пікір
- •1.10 Химиялық техниканың негізгі даму жолдары.
- •Технологиялық процестегі материалдық және энергетикалық баланс
- •2.2 Шикізатты байыту принциптері
- •Қайталауға және өздік бақылауға арналған сұрақтар (1-2)
- •3.1 Табиғи және өнеркәсіп суларына сипаттама
- •3.2 Өндіріс әдістерімен суды тазарту
- •3.3 Су қағының түрлері, оны болдырмау және одан тазарту әдістері
- •3.3.1 Су қағының химиялық құрамына байлаынсты түрлері
- •3.3.2 Су қағының түзілуіне қарсы шаралар
- •3.3.3 Су қағын тазарту әдстері
- •3.3.4 Қоршаған ортаны қорғау
- •3.4 Өндірістің ағынды суларын тазарту
- •5.3 Химиялық-технологиялық процестердің термодинамикасы
- •5.4 Тепе-теңдіктегі технологиялық процестер
- •5.5 Химиялық реакцияның жылдамдығы
- •5.5 Катализ
- •6.1 Отынды шикізат ретінде термиялық өңдеу.
- •6.2 Көмірді кокстеу
- •6.3 Қатты отынды газға айналдыру
- •Көмірді гидрогендеу
- •Сұйық отынды химиялық әдіспен өңдеу
- •6.5.1 Мұнай және мұнай өнімдерінің қасиеттері және құрамы
- •6.5.3 Мұнайды және мұнай өнімдерін өңдеу әдістері
- •6.6 Мұнайды және мұнай өнімдерін жоғары температурада химиялық әдістермен өңдеу
- •6.7 Мұнай өнімдерін тазарту
- •Басты химиялық өнімдерді өндіру технологиясы
- •7.1 Табиғи газдардан конверсиялау
- •7.2 Метанды су буымен катализдік конверсиялау
- •8.3 Синтетикалық аммиак өндірудің сұлбасы
- •9.1 Азот қышқылын өндіру әдістері
- •9.2 Азот қышқылын аммиакты тотықтырып алу әдәсәнәң физикалық-химиялық негізі
- •9.2.1. Азот (іі) оксидінің азот (іv) диоксидіне тотығуы
- •Тепе-теңдік константасының температураға тәуелділігі
- •9.2.2 Азот диоксидін және оның димерінің абсорбциялану сұлбасы
- •9.3 Сұйылтылған азот қышқылын өндіру
- •9.4 Азот қышқылын концентрлеу
- •Қайталауға және өздік бақылауға арналған сұрақтар (3-4):
- •10.2 Күкірт қышқылын өндіру әдістері
- •Қайталауға және өздік бағылауға арналған сұрақтар мен есептер (1-2)
- •4. Күкірт қышқылын концентрлеу
- •10.4 Күкірт қышқыл өндірістерінің дамуының негізгі бағыттары
- •Хі тарау. Минералдық тыңайтқыштарды өндіру
- •11.1. Тыңайтқыштарды жіктеу
- •Қайталауға және өзіндік бақылауға арналған сұрақтар мен тапсырмалар
- •11.2 Фосфор тыңайтқыштары
- •11.2.1Фосфор тыңайтқыштарын өндіріу технологиясының негізгі мақсаттары
- •11.2.2. Фосфор қышқылдарын жіктеу.
- •11.2.3 Табиғи тыңайтқыштардан фосфор қышқылын өнідіру әдісі
- •11.2.4 Суперфосфатты өндіру
- •11.2.5 Суперфосфатты өндірудің физикалық-химиялық негізі.
- •11.2.6 Концентрлі тыңайтқыштарды өндіру
- •Қайталауға және өздік бақылауға арналған сұрақтар(2);
- •Фосфор қышқылын өндіру
- •Фосфаттарды азот қышқылымен өңдеу
- •11.5 Карбамидті (несеп нәрін) ((nн2)2со) өндіру
- •12.1 Күйдіргіш натр өндіру
- •12.2 Электрхимиялық әдіспен күйдіргіш натр және хлорды өндіру
- •12.3 Хлор және күйдіргіш натр өндірудін физикалық-химиялық негізі
- •12.4 Ас тұзының ерітіндісін сұйық катодты электролиздік астауда электролиздеу
- •12.5 Электролиз өнімін өңдеу
- •Қайталауға және өздік бақылауға арналған сұрақтар (3-5):
- •Хііі – тарау. Органикалық синтез
- •13.1 Органикалық синтездеу өнеркәсіптеріндегі негізгі процесстер және шикізаттар
- •13.2 Көміртек (іі) оксидіне негізделген синтездер. Метил спиртін өңдеу
- •Қысымға байланысты метанолдың тепе-теңдік концентрациясы
- •13.3 Олефиндерге негізделген синтездер
- •13.3.1 Синтетикалық этил спиртін өндіру
- •13.3.2 Этиленді тікелей гидраттандыру әдісімен этанолды синтездеу
- •Қайталауға және өздік бақылауға арналған сұрақтар (1-3):
- •13.4 Ацетиленге негізделген синтездер
- •13.4.1 Ацетиленді өндіру және өңдеу
- •13.4.2 Ацетальдегидті өндіру.
- •13.4.3 Сірке альдегидінен сірке қышқылын өндіру
- •14.1 Целлюлозаны өндіру
- •14.1.1 Целлюлоза өндірісінің технологиялық процестерінің негізгі салалары
- •14.1.2 Сульфит әдісімен ағаш целлюлозасын өндіру
- •14.2.1 Вискоза талшығын өндіру
- •14.2.2 Капрон талшығын өндіру
- •14.2.3 Лавсан полэфир талшығын өндіру
- •14.3 Пластикалық массаларды өндіру
- •14.3.1 Пластикалық массалар құрамы
- •14.4 Поликонденсациялық пластмассалар.
- •14.5 Каучуктарды және резинаны өндіру.
- •14.5.1 Синтетикалық каучуктар
- •14.5.2 Бутадиен – стирол каучуктері (скс, скмс)
- •3. Стехиометрлік баланс теңдеуі
- •3.1 Реакцияның тәуелсіз сатыларын анықтауға стехиометрлік коэфициенттерінің матрицасы
- •4. Экспериментмүмкіндік береді.
- •4.1 Экспериментті жоспарлау
- •Регрессия теңдеуі, регрессия теңдеуінің коэфициенттері
- •Экспериментті жоспарлағандағы гипотезаларды тексеру
- •Регрессия теңдеуін интерпретациялау
- •5 Идеалдық ығыстыру және араластыру реакторының математикалық моделі
- •5.1 Идеалдық ығыстыру және идеалдық араластыру реакторларының модельдерін реакция жылдамдықтары бойынша салыстыру
- •5.2 Идеалдық араластыру реакторларының каскадасының математикалық моделі.
- •6 Құрылымдық талдау әдістері
- •6.1 Бөлінетін ағымдардың оңтайлы жиынтығын анықтауға
- •6.2 Ақпараттық блок сұлба және процесс матрицасы
- •6.3 Ағымдар, инциденциялар және аралас матрицаларды анықтау
- •6.4 Тұйықтылығы үзілген тұйық сұлбалар,рецикуляциялық тізбектіліктер
- •6.5 Параметрлік сезімталдық және процестердің тұрақтылығы
- •8 Ректификациялық колоннаны математикалық түрде сипаттау (жазу)
- •8.2 Колонна диаметрін және тәрелкеаралық қашықтықты есептеу
- •8.3 Тәрелкелердің жұмыс істеу қабілеттілігін есептеу
- •8.4 Қайнатқыштарды математикалық түрде жазу(сипаттау)
- •8.5 Конденсаторлар
- •9.Ректификациялық колонналардың тәрелкелеріндегі масса тасымалдаудың тиімділігін бағалау
- •10.Ректификация процесін есептеу әдістері
- •Пайдаланылған әдебиеттер
- •Қосымша
14.5 Каучуктарды және резинаны өндіру.
Каучуктар жоғары эластикалық полимерлер, каучукті өсімдіктерден ( табиғи каучук) немесе химиялық синтез, жолымен синтетикалық каучук алынады.
Табиғи каучук кейбір өсімдіктердің көбінесе гевея деп аталатын өсімдіктердің сүтті шырынынан алынады. Гевея өсімдігінің отан-Бразилия.
Гевея ағашынан каучук алу үшін, оның қабығын тіледі. Сол тіліктер шығатын сүтті шырын- каучуктің коллоидтық ерітіндісі, осы ерітіндіні электролитпен (қышқыл ерітіндісі) әсер етіп немесе қыздырып коагуляциялайды. Коагуляция нәтижесінде каучук бөлініп шығады.
Каучуктің аса маңызды қасиетіоның созылғыштығы, суды және газды өткізбеуі және т.б. Каучуктан жасалған бұйымдар Еуропада XXI ғасырдың басында –ақ тарала бастады. Бұл бұйымдар орташа температура кезінде ғана жақсы да ыңғайлы болады, ал ыстық кезде жұмсарып, жабысқақ бола бастайды, аязда қаудырлап, қатайып морт келеді. Каучукты вулканизациялау (-күкірт қосып қыздыру) арқылы резеңкеге айналдыру әдісі ашылғаннан кейін ғана каучуктың қолайсыз қасиетін жоюға мүмкіндік болды.
Каучук негізінен автомобильдер, семолеттер, велосипедтер покрышкаларын, камераларын жасауға жұмсалынады. Сол сияқты каучук транспортер ленталарын, шлангер, электроизоляцияларын, аяқ киімдер, су өтпейтін киім, ауруды күтуге қажетті т.б. нәрселер жасауға қажетті.
Өзінің маңызы жөнінде каучук болат, мұнай, тас көмір сияқты аса қажетті заттармен қатар тұрады.
Жасалған сапалық талдау каучуктың екі элементтен- көміртек пен сутектен тұратынын, яғни көмірсутек класына жататынын көрсетті.
Сандық талдау каучуктың С5Н8-өте қарапайым формуладан тұратынын анықтады. Ал молекулалық массасын анықтаудың нәтижесі оның бірнеше жүздеген мың (150 000-500 000) екенін аңғартады. Демек, каучук табиғи полимер болып табылады. Оның макромолекулалық формуласы (С5Н8)n. Диен көмірсутектерінің өкілі-изопрен:
СН2=С-СН=СН2-
СН3
Каучуктың макромолекуласы изопрен молекулаларынан құралған деуге болады.
Каучуктың құрылысын формуламен былай бейнелеуге болады:
(-СН2-С=СН-СН2-) n
CH3
демек каучук макромолекулалары сызықты болып келеді. Каучук
молекулаларының сызықтық құрылымы болғанымен олар түзу созылмай, түйіншек тәрізді оралып, бірнеше рет иіліп жатады.
14.5.1 Синтетикалық каучуктар
Көп жылға созылған (1928 жылдан бастап) қажырлы еңбектің нәтижесінде академик С.В. Лебедов каучукты синтетикалық әдіспен алу жолын тапты, сөйтіп 1932 жылдан бастап бұрынғы Кеңес Одағында жасанды кацчук шығарыла бастады. Кеңес Одағы – дүние жүзінде каучуктың ірі өндірісін алғаш ұйымдастырған ел. Германияда 1937 жылы Америкада 1942 жылы синтетикалық каучук (СК) өндіре бастады.
Каучукты синтездеуде С.В. Лебедов табиғатқа еліктеді. Табиғи каучук – диен көмірсутектерінің полимері болғандықтан, С.В.Лебедов диен көмірсутекті, тек оның жай ғана оңай алуға болатын түрін-бутадиенді СН2=СН - =СН2 пайдаланды. Бұл мақсат үшін бутадиен этил спиртінен алынады.
С.В.Лебедов әдісі бойынша бутадиенді полимерлеу катализатор металдық натрий қатысуымен жүргізіледі: механизмін ескермей, оңайлатылған түрда бұл процесті былай көрсетуге болады.
СН2=СН-СН=СН2 + СН2=СН-СН=СН2→ -СН2-СН-СН-СН2-+-СН2-СН-СН- СН2- → -СН2-СН= -СН-СН2-СН=СН-СН2-
және т.б. Сонда бутадиен (полибутадиен) каучуктың құрылысы мына формуламен өрнектеледі.
(СН2-СН=СН-СН2-)n
Бұл әдіспен алынған бутадиен каучуктың суды және газды өткізбейтін жақсы қасиеті бар. Дегенмен оның созылғыштығы және беріктігі табиғи каучуктан кем.
Бутадиен С.В.Лебедов әдісімен этил спиртін дегидрлеу және дегидратациялау арқылы немесе бутанды дегидрлеумен де алуға болады.
2С2Н5ОН→ СН2=СН2-СН=СН2 + Н2 + 2НО-
Этил спиртінен алынған бутадиен шығымы 58,7% болады.
Технологиялық процесс катализаторлар орналасқан контакт пешінде 370-410°С температурада газ фазасында жүреді. Спирттің ыдырауынан 30 шақты қосылыстар түзіледі, олар салқындатылып дивинил этил спиртінде абсорбцияланып, абсорбцияланған күйінен айдау арқылы бөлінеді, дивинил тазартылып сұйық күйінде немесе газ күйінде полимерленеді. Полимерлену процесі автоклавта (2,7м3 сыйымдылығы) 0,9-1 МПа қысымда 30-40°С температурада жүреді. Катализатор металдық натрий болғандықтан полимер- натрий бутадиен каучугі деп аталады.