На головну

Класифікація сировини

  1. ER-діаграми. Класифікація зв'язків і сутностей.
  2. Event як ресурс PR-кампанії: поняття та класифікація.
  3. II Класифікація хромосом людини
  4. II. Психолого-психіатрична класифікація (Личко, Іванов 1980 г.)
  5. Quot; Класифікація АСОИУ ".
  6. TNM класифікація.

За походженням сировину буває природне і синтетичне.

 СИРОВИНА
 природне
 синтетичне (продукти нафто-, вугле- і газопереробної промисловості)
мінеральне
рослинне
тварина
 - Рудне (руди важких і кольорових металів) - нерудну (фосфатити, апатити, нефеліни, кам'яна сіль, сірка, гіпс, вапняк і ін.) - Горючі копалини (нафта, сланці, вугілля, природний газ, торф та ін.) - Вода - повітря
 - Древесіна- бавовна- масляні культури-Картопля-цукрові культури-лікарські рослини-каучуконосиі ін.
 - Кістки- жир

Рослинна і тваринна сировина зазвичай поділяють на харчове і технічне.

За запасами сировина буває поновлюване (вода, повітря, рослинний і тваринний сировина) і не поновлюване (руди, гарячі копалини).

За хімічним складом сировину буває неорганічне (руди, мінерали) та органічні (нафта, вугілля, природний газ).

По агрегатному стані сировину буває тверде (руди, вугілля, деревина), рідке (вода, нафта) і газоподібне (повітря, природний газ).

54. Сировина для промисловості органічного синтезу

- Це вуглеводні, одержувані з горючих копалин (нафти, вугілля, природного газу).

нафта

- Це важка масляниста рідина, що містить:

1) парафінові вуглеводні (алкани) газоподібні З1 - С4, Рідкі З5 - С15 і тверді> З15.;

2) нафтенові вуглеводні (Циклоалкани) - моно-, бі- і поліциклічні структури з бічними ланцюгами;

3) ароматичні вуглеводні (арени) - моноциклічні (бензол, толуол, ксилоли) і поліциклічні (нафталін, фенантрен, антрацен і ін.);

4) кисень з'єднання (нафтенові кислоти, феноли, крезоли та ін.);

5) сірчисті з'єднання (сірководень, сульфіди, дисульфіди, меркаптани, тіофен і ін.);

6) азотисті сполуки (піридин, хінолін і їх похідні);

7) солі мінеральних кислот;

8) органічні комплекси ванадію, нікелю та інших металів;

9) інші сполуки.

Переробка нафти здійснюється з використанням фізичних і хімічних методів у такій технологічній послідовності:

 промислова підготовка нафти
 пряма перегонка нафти
 переробка нафтових дистилятів (вторинна переробка нафти)

Промислова підготовка нафти полягає у видаленні з неї мінеральних домішок (вода, пісок, солі), розчинених газів (попутного газу) і легколетких рідин (газового бензину). Нафта звільняється від домішок в ході наступних операцій:

 дегазація
 нафту
 природний газ
 зневоднення
 деемульгатор
 вода пластова
 знесолення
 вода
 вода промивна
 стабілізація
 газовий бензин
 нафту на пряму гонку

Пряма перегонка нафти призначена для поділу нафти на окремі фракції, що відрізняються по температурах википання. Залежно від напрямку використання отриманих дистилятів розрізняють паливний і паливно-масляний варіанти прямої гонки. Нафтопереробні заводи паливного профілю орієнтовані тільки на виробництво палив і використовують установки прямої гонки АТ (атмосферна трубчатка). При цьому отримують такі фракції:

- Прямогонний бензин, t початку кип. = 140 ° С;

- Нафта, tкип. = 140-180 ° С;

- Гас, tкип. = 180-240 ° С;

- Дизельне паливо, tкип. = 180-350 ° С;

- Мазут - понад 350 ° С.

Прямогонний бензин має низьке октанове число і може бути іспользвать як паливо для автомобільних двигунів внутрішнього згоряння (карбюраторне паливо).

Найбільш цінні компоненти нафти - «світлі» нафтопродукти, що википають при температурі нижче 3500 при атмосферному тиску. Вони знаходять найбільш широке застосування. Однак їх зміст в нафти невелика, не більше 45% (бензин 17%, гас 10-%, дизельне паливо 17%). Тому так звані «важкі» фракції нафти піддають спеціальній переробці, що полягає в зменшенні молекулярної маси і хімічного складу вуглеводнів з метою зниження їх температур кипіння. Застосовувані при цьому процеси називають вторинними і за своєю природою вони, на відміну від первинної переробки нафти, є хімічними. В основі всіх цих процесів лежать такі реакції:

- Реакції розщеплення зв'язку С-С з утворенням алканів і алкенів з більш коротким ланцюжком;

- Реакції розщеплення зв'язку С-Н з утворенням алкенів з тією ж довжиною ланцюга і молекулярного водню;

- Реакції ізомеризації;

- Реакції полімеризації, конденсації, алкілування і ін., Що призводять до укрупнення молекул.

Всі ці реакції є радикальними; внесок кожного типу реакцій залежить від умов проведення процесу і складу нафтової фракції, яка піддається переробці. Розрізняють термічні та каталітичні вторинні процеси.

Найбільш важливі вторинні процеси нафтопереробки:

 вторинна переробка нафти (хімічні процеси)
 термічні
 каталітичні
 піролізкоксованіетермокрекінгтермокрекінг
 каталітичний крекинггидрокрекингриформингалкилированиеизомеризациядегидрирование

55. Сучасна хімічна промисловість є найбільшим споживачем води. За обсягом водоспоживання хімічний завод середньої потужності може бути прирівняний до міста з 800 тисячним населенням, тобто 10-20 млн. М3 на рік.

Вода використовується як:

- Реагент (в процесах гідратації, гідролізу, у виробництві Н2 та ін.);

- Промивної агент;

- Розчинник;

- Розчинник (в процесах піролізу, крекінгу, дегідрування та ін.);

- Теплоносій (перегріта вода, водяна пара, хладоагент).

Вода є найпоширенішим на Землі з'єднанням. Але запаси прісної води, придатної для використання, складають всього 0,3% обсягу гідросфери. Всі природні води зазвичай поділяють на атмосферні, поверхневі і підземні.

атмосферні води випадають на землю у вигляді дощу і снігу. Вони містять найменшу кількість домішок. В основному, це розчинені гази (кисень, вуглекислий газ, азот і ін.), Солі, бактерії. Атмосферні води використовуються як джерело водопостачання тільки в безводних і посушливих районах.

поверхневі води - Це води відкритих водойм: річок, озер, морів. До складу цих вод входять різноманітні мінеральні та органічні речовини.

Підземні води - Води артезіанських свердловин, колодязів, ключів, гейзерів. Вони характеризуються значним вмістом мінеральних солей.

Залежно від вмісту солі природні води поділяють на:

- Прісні (до 1 г / кг солей),

- Солонуваті (1-10 г / кг),

- Солоні (більше 10 г / кг).

Природні води являють собою складну динамічну систему, яка містить гази, мінеральні та органічні речовини, що знаходяться в розчиненому, колоїдному або зваженому стані.

У розчиненому стані знаходяться, в основному, мінеральні солі, що містять катіони Са2+, Мg2+, Na+ , До+ і аніони SO42, CO32, HCO3-, Cl-. У вигляді недіссоціірованних молекул можуть перебувати деякі органічні сполуки, а також розчинені гази (О2, СО2, Н2S і ін.).

У колоїдному стані в воді знаходяться недіссоціірованних і малодисоційовані з'єднання алюмо- і железосілікатов, гідроксид заліза, кремнієва кислота і ін., Різні органічні сполуки. Органічні колоїди складаються, в основному, з гумінових кислот, фульвокислот, лігніну, протеїну, клітковини, різних смол і інших складних з'єднань.

В підвішеному стані природні води містять глинисті, піщані, вапняні та гіпсові частки. Вони можуть також містити живі організми у вигляді різних бактерій, грибків, водоростей і т.п.

Залежно від призначення споживана вода умовно поділяється на промислову і питну; вміст домішок в них регламентується відповідними стандартами.

Прісна природна вода використовується без попереднього очищення в процесах первинної обробки сировини, для охолодження продуктів і апаратів і для різних допоміжних операцій. У всіх інших випадках вона піддається очищенню різними методами в залежності від характеру домішок і висунутих вимог.

Можна виділити наступні групи методів очищення води:

- механічні методи:

1) відстоювання - осадження піску і важких мінеральних домішок під дією сили тяжіння;

2) фільтрація (через кварцовий пісок, коксову дрібниця, мармурову крихту, неактивний вугілля та ін.) - Виділення тонкодисперсних з'єднань;

Особливим видом фільтрації є ультрафільтрація і зворотний осмос (мембранні методи). Це найбільш сучасні способи очищення води. Мембрани затримують частинки розміром 0,05-0,1 мкм, що дозволяє відокремити дрібнодисперсні або навіть розчинені частки. Ультрафільтрація дуже часто використовується для руйнування емульсій.

Мембрани можуть бути ущільнюючі (полімерні), жорсткі (металеві, керамічні, скляні) і динамічні (одержувані шляхом нанесення розділяє шару на пористу підкладку до або в процесі фільтрації). Найбільш поширені полімерні мембрани.

Ультрафільтрація і зворотний осмос проводяться під тиском і відрізняються один від одного його величиною. Оскільки при зворотного осмосу використовуються мембрани, що володіють меншою проникністю для молекул розчинника, цей метод вимагає більш високого тиску.

- механо-хімічні методи:

1) коагуляція - адсорбція дрібнодисперсних домішок на пластівцях коагулянту і їх спільне осадження. Для прискорення процесу до води додають флокулянти (наприклад, поліакриламід), які сприяють злипання і укрупнення пластівців коагулянту. Найбільш поширеними коагулянтами є сульфати алюмінію і заліза в присутності їдкого натру або вапна.

2) флотация - виділення гідрофобних частинок домішок разом з бульбашками повітря і видалення їх з поверхні води.

- термічні методи:

1) кип'ятіння;

2) дистиляція - послідовне випаровування води з конденсацією пара;

- фізичні методи:

1) радіаційний метод, заснований на руйнуванні домішок випромінюваннями високих енергій;

2) магнітна обробка, яка використовується для запобігання утворення накипу;

3) виморожування;

4) ультрафіолетове опромінення;

5) ультразвукова обробка.

- фізико-хімічні методи:

1) метод іонного обміну, заснований на здатності деяких матеріалів, обмінюватися іонами з водою. Такими матеріали називають катионитами або аніонітами. Катіоніти віддають воді катіон натрію (Na-катіоніти) або катіон водню (Н-катіоніт); аніоніти - ОН- групу. Обмін іонів кальцію і магнію на Na+ або Н+ називається пом'якшення води, процес повного звільнення води від іонів - обессоливанием.

- хімічні методи:

1) хлорування;

2) озонування;

3) насичення іонами срібла;

4) вапняно-содовий метод пом'якшення жорсткої води;

5) фосфатний метод пом'якшення жорсткої води;

6) каталітичне спалювання.

Перші три методи зазвичай використовуються для знезараження питної води; останній - для знешкодження дуже забруднених стоків.

- біохімічні методи:

1) аеробний (в присутності кисню)

2) анаеробний (без кисню).

Ці методи використовуються для очищення стоків і засновані на здатності мікроорганізмів використовувати в якості джерел живлення або неорганічні сполуки, що містяться у воді.

- біогідроботаніческій метод

- Доочищення води в біологічних ставках перед скиданням у водойми.

56. 1. Послідовне з'єднання:

 При цьому з'єднанні весь технологічний потік, що виходить з попереднього елемента схеми, повністю надходить на наступний елемент, причому через кожен елемент потік проходить тільки один раз.

2. Паралельне з'єднання:

Технологічний потік розділяється на кілька потоків, які надходять на різні елементи, причому кожен апарат потік проходить тільки один раз. Вихідні з елементів потоки можуть об'єднуватися в один потік, а можуть виходити окремо.

 3. Послідовно-обвідне (Байпасний) з'єднання:

При послідовно-обвідному з'єднанні через ряд послідовно з'єднаних елементів проходить тільки частина потоку, інша частина обходить частина апаратів, а потім з'єднується з частиною потоку, що пройшов через послідовно з'єднані елементи схеми.

4. рециркуляційне поєднання:

 Зворотний технологічний потік в системі послідовно з'єднаних елементів, який пов'язує вихід одного з наступних елементів з входом одного з попередніх елементів.

Такий зв'язок характеризуються коефіцієнтом рециркуляції, тобто ставленням рециркулюючого потоку до сумарного.

Застосування різних видів зв'язків між хімічними реакторами:

- Заміна одного РІС на каскад РІС, тобто послідовно з'єднаних апаратів (без зміни загального часу контакту), дозволяє досягти більшого ступеня перетворення за рахунок зміни гідродинамічної обстановки і зменшити конструктивний розмір кожного реактора;

- Заміна одного РІВ на каскад РИВ дозволяє тільки скоротити конструктивний розмір кожного реактора;

- Заміна одного РИВ або РІС на ряд паралельно працюючих реакторів не знижує загальну ефективність, але зменшує конструктивні розміри паралельно працюючих реакторів;

- Паралельне підключення додаткового реактора дозволяє збільшити навантаження по сировині при збереженні незмінної ступеня перетворення або, можливо, досягти більш високого ступеня перетворення (без зміни швидкості подачі сировини) за рахунок збільшення часу перебування;

- Послідовне з'єднання застосовують, коли необхідно провести хімічне перетворення в кілька стадій для ендо- або екзотермічніреакцій (особливо оборотних), що протікають в адіабатичних реакторах, так як дозволяє на кожній стадії підтримувати оптимальну температуру;

- Послідовне з'єднання застосовують, коли необхідно провести технологічний процес з виділенням будь-якого компонента після кожної стадії;

- Паралельне з'єднання застосовують, коли необхідно оптимальним чином розподілити навантаження між паралельно працюючими лініями, що відрізняються за продуктивністю, наприклад, внаслідок падіння активності каталізатора, забруднення теплообмінної поверхні та ін .;

- Паралельне з'єднання застосовують, коли необхідно збільшити надійність виробництва і забезпечити можливість його роботи з мінімальною продуктивністю без зниження ефективності роботи обладнання (в разі необхідності паралельні лінії можуть бути відключені з економічних міркувань або для ремонту);

- При Байпасний з'єднанні внаслідок зменшення потоку, що йде через реактор, збільшується час перебування в реакторі і збільшується ступінь перетворення сировини в продукти (в реакторі);

- Байпасний з'єднання застосовується при конструюванні реакторів для проведення оборотних екзотермічніреакцій шляхом змішування «гарячого» потоку після реактора з «холодним» байпасним потоком, що дозволяє досягти високого ступеня перетворення і оптимальних температур, і, отже, високих швидкостей хімічних реакцій (каталітичні реактори, наприклад , окислення SO2 в SO3 або синтезу аміаку);

- Рециркуляція застосовується у випадках, коли необхідно збільшити ефективність використання сировини і обладнання за рахунок збільшення часу перебування в реціркуліруемих апаратах без зміни розмірів обладнання і гідродинамічної обстановки;

- Рециркуляція дозволяє досягти максимального використання сировини (особливо для оборотних реакцій) і збільшити швидкість процесу за рахунок збільшення концентрації вихідних реагентів, яка досягається при виділенні цільового продукту на лінії рецикла і поверненням вихідних реагентів в «голову» процесу (наприклад цикл синтезу аміаку);

- Рециркуляція дозволяє зменшити повноту протікання побічних хімічних реакцій за допомогою розбавлення сировини продуктами реакції, які надходять в «голову» процесу по лінії рецикла.

57, 58. Схематичне зображення хіміко-технологічного процесу:

оператор - Хімічний або фізичний процес (масообмінних, теплової, механічний, гідравлічний, хімічний).

підсистема - Сукупність операторів, об'єднана в рамках схеми єдиної технологічної метою (підготовка сировини, хімічне перетворення, поділ реакційної суміші).



Вид функції відгуку для моделі ідеального витіснення. | Технологічна схема

Ступінь перетворення (конверсія) реагенту. | Для оборотної реакції aA «bB | Собівартість продукції. | вплив температури | Реактор ідеального змішування періодичної дії РІС-П | Реактор ідеального змішування безперервної дії РІС-Н |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати