охт шпоры. Вопрос 1. Предмет и содержание охт. Задачи химической технологии как науки. Основные понятия предмета охт Технология
 Скачать 1.02 Mb.
|
|
Вопрос № 25. Углеводородные газы. Уголь. Углеводородные газы Углеводородные газы являются более перспективным видом сырья, чем нефть, так как характеризуются лучшими экономическими показателями, более высокой технологичностью, легко транспортируются, содержат меньше примесей и перерабатываются по непрерывным легко автоматизируемым технологическим схемам. По происхождению углеводные газы делятся на природные, попутные и нефтезаводские. Природные газы добываются из пластов, не содержащих нефть, и содержат 80-98% метана, 0,5-2% углеводородов С2-С4и не более 0,7% углеводородов С5, Н2Sи СО2. Различают тощие (96-98% метана) и жирные (менее 96% метана) природные газы. В группу природных газов включают также газы газоконденсатных месторождений. При добыче из них выделяется конденсат, содержащий жидкие углеводороды и значительное количество сероводорода. Из природных газов получают формальдегид, уксусную кислоту, синтез-газ, водород, ацетилен, сажу, метанол, растворители и хладоагенты (хлор- и фторпроизводные метана), нитросоединения и др. Большое количество природных газов используется в качестве бытового и промышленного топлива. Попутные газыдобываются вместе с нефтью в количестве порядка 50 м3/т. Они относятся к группе жирных газов, так как содержат значительное количество гомологов метана. Многие попутные газы содержат также благородные газы (гелий и аргон). Из попутных газов получают олефины, диены, благородные газы и используют в качестве топлива. Предварительно попутные газы разделяются на отдельные компоненты и газовый бензин на газофракционирующих установках (ЦГФУ) газобензиновых заводов. Нефтезаводские газыобразуются в процессах вторичной переработки нефти и угля; состав этих газов и направления их использования зависят от их происхождения. В каталитических процессах выход газов составляет 15-20%, в термических – 7-8%. Уголь Этот вид сырья является альтернативой нефти и газу, запасы которых быстро истощаются. Уголь содержит органическую и неорганическую часть. Органическая часть представляет собой макроциклические полимеры сложного состава и строения. Неорганическая часть представлена производными кремния, алюминия, кальция, железа. Основные процессы переработки угля – пиролиз (коксование и полукоксование), ожижение и газификация. Пиролиз– нагрев угля до 500-6000С (полукоксование) или до 900-12000С (коксование) без доступа воздуха. При этом образуется некоторое количество горючего газа, выделяются жидкие углеводороды, в основном, ароматические и получается кокс для металлургической промышленности. Ожижение(гидрогенизация)осуществляется с целью получения искусственной нефти, которую затем перерабатывают в моторные топлива. Уголь в виде пасты гидрируется водорододонорными растворителями в присутствии катализаторов. Газификациятвердого топлива производится с целью получения искусственного газообразного топлива, восстановительных газов, синтез-газа (СО + Н2). Суть процесса заключается в пропускании через раскаленный уголь газов различной природы. При использовании паров воды получают водяной газ, воздуха и кислорода – паровоздушные и парокислородные газы; иногда используют СО2, Н2и другие газы. Процессы газификации могут быть термическими и каталитическими. Вопрос №26. Воздух Состав. Чистый атмосферный воздух у поверхности Земли имеет следующий химический состав: кислород – 20,93%, углекислый газ – 0,03-0,04%,азот – 78,1%, аргон, гелий, криптон 1%. Способы очистки. Механическая очистка. Сущность данного метода заключается в механической фильтрации частиц при прохождении воздуха через специальные материалы, поры которых способны пропускать воздушный поток, но при этом удерживать загрязнителя. От размера пор, ячеек фильтрующего материала зависит скорость и эффективность фильтрации. Чем больше размер, тем быстрее протекает процесс очистки, но эффективность его ниже при этом. Следовательно, перед выбором данного метода очистки необходимо изучить дисперсность загрязняющих веществ среды, в которой он будет применяться. Это позволит производить очистку в пределах требуемой степени эффективности и за минимальный период времени. Электрический метод очистки. Данный метод применим для мелкодисперсных частиц. В электрических фильтрах создается электрическое поле, при прохождении через которое частица заряжается и осаждается на электроде. Основными преимуществами данного метода является его высокая эффективность, простота конструкции, легкость в эксплуатации – нет необходимости в периодической замене элементов очистки. Адсорбционный метод основан на химической очистке от газообразных загрязнителей. Воздух контактирует с поверхностью активированного угля, в процессе чего загрязняющие вещества осаждаются на ней. Данный метод в основном применим при удалении неприятных запахов и вредных веществ. Минусом является необходимость систематической замены фильтрующего элемента. Фотокаталитическая очистка является одним из самых перспективных и эффективных методов очистки на сегодняшний день. Главное его преимущество — разложение опасных и вредных веществ на безвредные воду, углекислый газ и кислород. Взаимодействие катализатора и ультрафиолетовой лампы приводит к взаимодействию на молекулярном уровне загрязнителей и поверхности катализатора. Фотокаталитические фильтры абсолютно безвредны и не требуют замены очищающих элементов, что делает их использование безопасным и весьма выгодным. Зачастую, высокой эффективности очистки можно добиться только при комплексном использовании методов, так как в реальных условиях воздух загрязнен как механическими частицами, так и газообразными. Применение. Воздух в химической технологии используется в качестве: - сырья в процессах окисления, при получении кислорода, азота, благородных газов; - окислителя при получении тепловой энергии (сжигании топлива); - теплоносителя и хладоагента; - для перемешивания и распыления жидкостей. Степень и способ очистки воздуха зависит от характера его применения. Обычно его очищают от пыли и влаги, а при использовании воздуха в качестве сырья – от контактных ядов. Вопрос №27. Водоподготовка в химической промышленности. Классификация методов очистки воды. Способы водоподготовки для промышленности и методы очистки воды существуют сегодня самые разные. Причин, вызывающие загрязнение воды, существует множество. Все они, главным образом, связаны с источниками воды. И у каждого типа источника есть свои характерные причины загрязнения воды. Очистка воды - решение проблем, связанных с загрязнением воды. Водоподготовка – это промышленная очистка воды. Сегодня имеется ряд методов водоподготовки, позволяющих получить высококачественную питьевую воду практически из любого источника. Существуют следующие технологии и методы водоподготовки: Методы осаждения в промышленной очистке воды. За счет введения специальных реагентов в воде образуется малорастворимая твердая фаза. Различают три основных способа водоподготовки методами осаждения – коагуляция, флокуляция, химическое осаждение. Мембранные способы очистки и водоподготовки основаны на пропускании загрязненной воды через полупроницаемую перегородку с меньшими, чем размер частиц, отверстиями. Различают макрофильтрацию, микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию, обратный осмос. Адсорбция – это поглощение твердым нерастворимым телом - адсорбентом молекул растворенного вещества. На процессах адсорбции и ионного обмена основаны сорбционные методы водоподготовки. Способом ионного обмена из воды извлекаются ионы, а методом адсорбции – молекулы. Наиболее распространенными адсорбентами является активированный уголь. Умягчение воды – один из важнейших способов водоподготовки, он представляет собой удаление из воды солей жесткости. Соли жесткости – настоящий бич для наших организмов и водопровода. Осадки солей выводят из строя водонагревательные приборы. Соли кальция и магния удаляются из воды реагентным умягчением, ионным обменом, нанофильтрацией. Кондиционирование воды – доведение состава воды до кондиций – определенных заданных параметров. Это касается воды, предназначенной для питьевых целей или для производства продуктов питания. Такая вода должна обладать определенными свойствами и химическим составом. Способы водоподготовки для промышленности в области теплоэнергетики также включают кондиционирование воды, поскольку к воде, идущей в тепловые сети, существуют требования по щелочности и уровню рН. Общее требование к питьевой воде – это ее стабильность. То есть она не должна вступать в химическую реакцию с материалом труб. Обеззараживание воды – уничтожение в воде болезнетворных микробов и вирусов. Для борьбы с возбудителями заболеваний применяют химические, физические и комбинированные способы водоподготовки. Удаление органических загрязнений – не менее важный способ водоподготовки в промышленности. Органические вещества в воде могут иметь природное и техногенное происхождение. Органические примеси из воды удаляются химическим разрушением (хлором, кислородом, озоном или ультрафиолетовыми лучами) или окислением до воды и углекислого газа, либо простым физическим извлечением. Удаление нитратов из воды происходит двумя способами – обратным осмосом и ионным обменом. Однако при обратном осмосе из воды удаляются многие соли, удаление которых нежелательно: вода получается частично обессоленная. Обезжелезивание воды и деманганация (удаление из воды марганца) является наиболее сложной задачей для водоподготовки. На сегодняшний день не существует универсального способа обезжелезивания воды. Для каждого отдельного случая существует свой способ очистки воды от железа. Осветление воды – способ водоподготовки для промышленности, заключающийся в удалении из воды взвесей и коллоидов, которые делают воду мутной или придают нежелательный цвет. Для осветления воды применяют два способа водоподготовки – мембранное фильтрование и осаждение. Обессоливание (деионизация, деминерализация, опреснение) воды – уменьшение концентрации солей в воде. Для обессоливания применяются термические, ионообменные, мембранные способы водоподготовки, а также электродиализ, обратный осмос и комбинированные способы. Дехлорирование воды – процесс удаления избыточного активного хлора. Производится дехлорирование активированным углем. |