Химическая технология – это наука, изучающая такие процессы переработки, которые связаны с изменением состава, строения и свойств веществ

Химическая технология – это наука, изучающая такие процессы переработки, которые связаны с изменением состава, строения и свойств веществ, т. е. с превращением одних веществ в другие. В химической технологии неорганических веществ (ХТНВ) изучаются процессы переработки материалов минерального происхождения.

Цель химической технологии как науки – провести процесс переработки материала в готовый продукт как можно выгоднее. Это означает следующее:

– наиболее полно превратить исходные материалы в продукты реакции;

– получить максимальное количество заданного продукта из взятого сырья;

– провести процесс с максимально возможной скоростью;

– получить продукт более высокого качества;

– свести к минимуму все виды затрат на производство данного продукта.

  1. Связь с другими дисциплинами

Для успешного изучения и усвоения материала ХТНВ необходимы знания по следующим дисциплинам:

– общая химия; неорганическая химия; высшая математика; физическая химия; аналитическая химия; основы промышленной экологии; теоретические основы неорганического синтеза; процессы и аппараты химических производств; общая химическая технология; теоретические основы технологии неорганических веществ; катализ в технологии неорганических веществ и др.

  1. Общие понятия химической технологии

В химической технологии компоненты реагирующей системы получают помимо химического названия технологическое.

Сырьём называют материал, поступающий на массовую переработку и имеющий определённую стоимость. Сырьё служит для получения того или иного продукта.

Продуктом называют образующееся в ходе реакции вещество.

Целевым продуктом называют продукт, ради которого организовано производство, а реакция, в которой он образуется, называется целевой реакцией.

Понятие «сырьё» следует отличать от понятия «реагент». Например, природный газ в производстве аммиака – сырьё, а реагентом является метан – основной компонент природного газа, из которого получают водород.

В технологических процессах часто используют несколько видов сырья, смешанных в определённых соотношениях, такие смеси имеют специальные названия.

Смесь, состоящая из твёрдых сырьевых материалов, называется шихтой. Например, при обжиге известняка с целью получения извести используют шихту, состоящую из известняка (СаСО3) и кокса (С).

Смесь, состоящая из твёрдого и жидкого сырья, называется пульпой. Например, при флотации железного колчедана используется пульпа, состоящая из руды и воды.

Концентрированные растворы твёрдых веществ в воде называют рассолами. Например, в содовых производствах в качестве сырья используются рассолы хлорида натрия.

Часто в химической технологии используется смесь газов. Например, в производстве азотной кислоты исходным материалом является аммиачно-воздушная смесь, а в производстве аммиака – азотоводородная смесь.

Сырьё во многих производствах проходит несколько стадий переработки.

Например, в производстве аммиака различают следующие четыре стадии:

– получение азотоводородной смеси (АВС);

– очистка АВС;

– компремирование (сжатие);

– синтез аммиака.

При получении АВС из природного газа можно выделить следующие четыре стадии:

– сероочистка;

– конверсия метана;

– конверсия оксида углерода (II);

– очистка конвертированного газа от диоксида углерода;

– тонкая очистка конвертированного газа от СО и СО2 (метанирование).

Продукт, полученный в последней стадии технологического цикла, называется готовым продуктом, а полученный в какой-либо промежуточной стадии – полупродуктом.

При производстве того или иного вещества часто образуются отходы. Отходы – это вещество или смесь веществ, которые в дальнейшем не используются для получения готового продукта и выводятся из технологического цикла.

Например, в производстве серной кислоты из флотационного колчедана на стадии обжига протекает целевая реакция:

4FeS2 + 11O2 = 8SO2 + 2Fe2O3.

Целевым продуктом данной реакции является диоксид серы SO2. Он входит в состав печного газа, или обжигового газа. Оксид железа (III) Fе2O3 относится к отходам производства.

Твёрдое вещество, образующееся в процессе обжига, называется огарком. В состав огарка при обжиге колчедана входит не только оксид железа (III) Fе2O3, но и твёрдые примеси, содержащиеся в колчедане, а также не прореагировавшая часть сульфида железа.

Если отходы не находят дальнейшего использования, то они называются отбросами. Одной из важных задач современной химической технологии является обеспечение безотходного и малоотходного производства.

Иногда отходы подвергают обработке для извлечения неиспользованного сырья и возвращения его в технологический цикл. Такая операция называется регенерацией. Например, в производстве соды на стадии карбонизации аммонизированного раствора образуется хлорид аммония:

NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl,

из него регенерируют аммиак реакцией с известковым молоком:

2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH4OH,

NH4OH = NH3 + H2O

и далее аммиак возвращается на стадию карбонизации.

Понятия «сырьё», «полупродукт», «отходы», «готовый продукт» относительны. Например, серная кислота в сернокислотном производстве – готовый продукт, а в производстве сульфата аммония – сырьё; или диоксид углерода СО2 в производстве аммиака относится к отходам, а в производстве карбамида это – сырьё.

Вспомогательные материалы – это вещества, которые, как правило, не принимают непосредственного участия в реакции образования заданного продукта, но используются либо при разделении реакционных смесей, либо для очистки сырья или продукта от примесей.

 Например, в производстве серной кислоты из колчедана вода для промывки SO2 – содержащего газа (печного газа) и серная кислота для его осушки – это вспомогательные материалы.

К вспомогательным материалам не относятся катализаторы, инициаторы, ингибиторы.

Оставьте комментарий