1. Химиялық технологияның негізгі ұғымдары мен анықтамаларын сипаттап, мысалдар келтіріңіз. Химиялық технология, шикізат, реагент, мақсатты өнім, жанама өнімдер, қосымша материалдар, қалдықтар
Шикізатты жіктеу және оларға қойылатын талаптарды жіктеңіз. Шикізат ресурстарын толық пайдалану тұжырымдамасын сипаттаңыз
жүктеу/скачать 132,67 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 11. Шикізатты дайындау және байыту процестерін көрсетіңіз.
| 10. Шикізатты жіктеу және оларға қойылатын талаптарды жіктеңіз. Шикізат ресурстарын толық пайдалану тұжырымдамасын сипаттаңыз.
Химиялық өнеркəсіптің шикізаты əртүрлі белгілері бойынша жіктеледі: шығу тегіне байланысты – минералдық, өсімдік, жануартекті; қоры бойынша – сарқылатын (кендер, минералдар, жанғыш пайдалы қазбалар) жəне сарқылмайтын (су, ауа, өсімдік жəне жануартекті); химиялық құрамы бойынша – бейорганикалық (кендер, минералдар) жəне органикалық (мұнай, көмір, табиғи газ); агрегаттық күйі бойынша – қатты, (кендер, минералдар, көмір, сланецтер, торф) сұйық (су, тұздықтар, мұнай) жəне газтəрізді (ауа, табиғи газ). Сондайақ шикізатты біріншілік (минералдық, өсімдік жəне жануартекті, жанғыш пайдалы қазбалар, су, ауа) жəне екіншілік (өнеркəсіптік жəне тұтынылатын қалдықтар), табиғи жəне жасанды (кокс, химиялық талшық, синтетикалық каучук, синтетикалық бояулар, шайырлар жəнет.б.) деп бөледі. Химиялық-технологиялық үдерістерде қолданылатын шикізат: 1. соңғы өнімге өңдеу сатыларының санын азайту; 2. шикізатты химиялық өзгеріске дайындауға жəне үдерісті жүзеге асыруға энергетикалық, материалдық шығындарды аз жұмсау; 3. бастапқы энергияның максималды шығынсыз жұмсалуы; 4. əрекеттесуші заттардың агрегаттық күйінің өзгеруіне төмен температура, қысым жəне аз энергия жұмсау; 5. реакциялық қоспада мақсатты өнімнің концентрациясын арттыру сияқты талаптарды қанағаттандыру керек. Ресурсты үнемді пайдаланудың негізгі жолдарына химиялықтехнологиялық үдерістердің қозғаушы күшін жеткілікті қолдану, отынэнергетикалық ресурстарды тиімді пайдалану, аппаратпен машинаны барынша құрылымдық-функционалдық қолдану, сумен қамтамасыз етудің тұйық жолдары, химиялық өндірістің беріктілігін көтеру жəне қамтамасыз ету, өндірістің құрал-жабдықтарын тиімді орналастыру жатады. 11. Шикізатты дайындау және байыту процестерін көрсетіңіз. Шикізат – өнеркəсіптік өнімдер өндірісінде қолданылатын табиғи материалдар. Шикізаттың агрегаттық күйі негізінен оның тасымалдану жəне өңдеуге дайындау əдістерін анықтайды. Жер қыртысынан өндірілетін шикізат құрамында мақсатты компоненттен басқа пайдасыз (бос жыныс) жəне зияндыбөгде заттар болады. Көптегенжағдайда зияндыбөгде заттардың мөлшері жоғары болғандықтан, шикізатты байыту үдерісі жүргізіледі. Байыту операциясы – шикізатты өңдеуге жұмсалатын шығынды азайту, өнімнің сапасын жақсарту жəне шикізатты өндіріске тасымалдауға жұмсалатын шығынды азайту үшін қажет. Шикізатты байыту жəне дайындаудың негізгі əдістері төмендегідей. Шикізатты өңдеуге дайындаудың маңызды əдістерінің бірі – оны байыту. Шикізатты байыту – концентраттағы негізгі компоненттің мөлшерін арттыру жəне бос жынысты бөлу үшін минералды шикізатты өңдеудің физикалық жəне физикалық-химиялық əдістердің жиынтығы. Байыту нəтижесінде құрамында пайдалы заттардың мөлшері аз шикізаттың орнына концентрленген шикізат алынады. Байытылған шикізатты қолдану барысында шикізаттың химиялық өзгеру жылдамдығы жоғарылау нəтижесінде өнімнің өзіндік құны төмендейді, сапасы, техникалық үдерістердің интенсивтілігі артады, отын шығыны төмендейді. Байытуға қатты материалдар – əртүрлі тау жыныстары; сұйық материалдар – ерітінділер; газдар ұшырайды. Олар шикізат компонентінің физикалық, химиялық, физикалық-химиялық қасиеттерінің əртүрлігіне негізделген. Əдістердің көптеген тобы қатты материалдарды байытуға арналған. Шикізатты байыту əдістері – олардың фазалық күйіне тəуелді. Гравитациялық байыту (ылғалды жəне құрғақ) ауа немесе сұйық ортада ұсатылған заттардың бөлшектерінің төмен түсу жылдамдығының бөлшек тығыздығына немесе бөлшек мөлшеріне тəуелділігіне негізделген. Бұл əдіспен негізінен қаттылығы немесе тығыздығы əртүрлі минералдарды бөледі. Көбінесе, ылғалды байыту сулы ортада орындалады. Гравитациялық(ылғалды) байытуға гидроциклон аппараттарын қолданылады. Бұл əдіс негізінен силикат материалдар минералдық тұз жəне металлургия өндірістерінде шикізатты байытуға кеңінен қолданылады. Электрмагниттік байыту ұсатылған заттардың магнитке тартылу қасиетіне негізделген. Ұсатылған шикізат магнит сепараторынан өткенде магнитке тартылатыны жəне тартылмайтыны екі фракцияға бөлінеді. Электрмагниттік байыту əдісі көбінесе темір кендерін – магнитті темір (магнетит) қызыл темір тас, қоңыр темір тас, темір колчедан жəне т.б. байытуға қолданылады, осы əдіспен шикізатты ұсақтағанда сырттан қосылған темірлерді, темір жаңқасын қоладан бөліп алуға болады. Электрстатистикалық байыту ұсақталған шикізат құрамындағы əртүрлібөлшектердіңэлектрөткізгіштігініңөзгешіліктеріненегізделген. Электрстатистикалық сеператорларда магнит өрісінің орнына жоғары вольтты ток түзеткіштерінің теріс полюсіне жалғасқан электродтар орнатылады. Электр өткізгіштігі жоғары минерал бөлшектері теріс зарядталады да, тебіліп алыстағы бункерге түседі, ал диэлектриктер транспортер лентасының астындағы бункерге жиналады. Осылай электр тогын өткізетін кендерді өткізбейтіндерден айырып алады. Флотация физикалық-химиялықбайытуəдісі, əрікөпқолданылатын əдіс. Флотация ағылшынша “Flotatіon” – қалқып шығу деген сөз. Флотация технологиясының негізі – кендер мен бос жыныстың бөлшектеріне судың жұғу-жұқпау қасиеттерінің əртүрлі болуына негізделген. Термиялық байыту ұсатылған шикізат құрамындағы компоненттердің балқу температураларының айырмашылығына негізделген. Мысалы: гипс құрамындағы сап күкірт шикізаты 150-200о С қыздырғанда элементарлы күйінде бөлінеді. Химиялық байыту шикізат құрамындағы компоненттердің химиялық реагенттермен əрекеттесулерінің айырмашылығына негізделген. Химиялық реакциялар нəтижесінде қоспа құрамындағы компоненттер тұнбаға тұнуы, газға айналуы, балқыған күйінде, т.б. құбылыстарға ұшырауы мүмкін. Мысалы: мыс кочеданын SіO2 қатысумен күйдіргенде мыс штейні бөлінеді: CuFeS2 =FeSіO3 +CuS. Құрамында балласт күйіндегі органикалық қоспалары бар шикізатты күйдіру арқылы балластан тазартады жəне т.б. Сұйық материалдарды байыту. Сұйық материалдарды байыту: еріткішті буландыру, ерітіндіге пайдалы компонентті үстемелеп қосу, ерітіндіден бөгде заттарды тұнбаға түсіру немесе оларды газ күйіне ауыстыру (бөгде заттарды буландыру – десорбция) сияқты əдістерге негізделген. Газдарды байыту белгілі бір газды бөліп алу олардың қоспа құрамындағы газдардың қайнау, сұйыққа айналу температураларының, ерігіштігінің айырмашылығына негізделген. 12. Шикізатты өңдеудің каталитикалық процестеріне сипаттама беріңіз. Каталитикалық крекинг процесін түсіндіріңіз. 13. Шикізатты өңдеудің каталитикалық процестеріне сипаттама беріңіз. Риформинг процестерін түсіндіріңіз. Химиялық өндірісте өте үлкен мөлшерде шикізат өңдіріледі және сондай көлемде су, отын, энергия да жұмсалады. Дүние жүзінде Қазақстанның минералды-шикізат қоры алдынғы қатарлы орынды алады. Ал химиялық өндірісте шикізатты пайдаланудың өзінің ерекшеліктері бар. Атап өтейік: Біріншіден: шикізат базасының көп варианттылығы, ауылшаруашылық өнімдері,ауа және су,металлургия мен мұнай өңдеу өнімдері. Екіншіден: әртүрлі химиялық өнімдер алу үшін шикізаттың бір түрін комплексті пайдалану мүмкіндігі Үшіншіден: бір шикізаттан әртүрлі өнім алу мүмкіндігі. Химиялық өнеркәсіп өнімдерін сатылауға болады : 1) Бастапқы зат (шикізат) 2)Аралық өнім (жартылай өнімдер) 3)Дайын өнімдер Шикізат деп өнеркәсіптік өнімдер өндірісінде қолданылатын ең бастапқы табиғи материалдар. Шикізаттан дайын өнім алу үшін, көптеген процесстерден өткізу керек. Солардың кейбір түрлеріне тоқталамыз. Атап айтсақ крекинг пен риформинг процесстері. Крекинг процесі деп жанармай алуда мұнай және оның фракцияларын өңдейтін негізгі термиялық процесін атаймыз. Процесс 470 – 540°С температурада және 4 – 6 МПа қысымда көмірсутектер ыдыратып, изомерлену реакциялары арқылы жүреді. Процесс барысында бензин, сонымен қатар ауыр кокс сияқты қалдықтар және көп мөлшерде газ түзіледі. Реакцияның жылдамдығы, бағыты алынатын өнімнің құрамы бастапқы шикізаттың температураға, қысымға, химиялық құрамына, жылу әсерінің жылдамдығына, қолданылған катализаторға байланысты болып келеді. Крекингтің түрлері бар: термиялық және катализдік. Ашық түсті мұнай өнімдерін алуда термиялық крекинг жоғары температура (470 – 500С) мен қысымда (5 – 6 МПа) қолданылады.Бұл тәсіл арқылы 25 – 40% бензин алынады, оның ішіндегі октан саны төмен(56-60). Егерде термиялық крекингті күкіртті, шайырлы, жоғары парафинді мұнайда қолдансақ өнімнің сапасы нашар болады. болады. Октанның саны аз, алдизель және керосин жанар майында күкірт көп болып, ауыр қалдықтар 30 – 40% құрайтын болады. Сондықтан бұл жағдайда катализдік крекинг қолданылғаны жөн. Бұл әдісте аты айтып тұрғандай, түрлі катализаторлар қатысында жүреді, процесс 0,4 МПа-ға дейінгі қысымда, 450 – 520С температурада өтеді. Мұнайды, соның ішіндегі, керосин мен газойль фракцияларын катализдік крекинг арқылы өңдейді. Осындай әдіс арқылы октанның саны 80 – 90 болатын бензин алуға болады. Екінші тоқталатын процесіміз каталитикалық риформинг немес басқаша хошиістендіру деп аталатын процесс. Ол үлкен көлемді күшейтілген қысымның үлкен көлемді сутектің қатысуымен 5000С температурада жүреді. Бұл жағдай сутектің бөлінуі арқылы және катализаторда қорытқы көмірдің жинақталуы арқылы өтетін хош иісті көмірсутектердің жинақталуындағы кері айналымды реакциялардың өтуін қиындатады. Процессте катализатордың жұмысые алюминийдің оксидіне жалатылған платина атқарады. Себебі оның ерекше қасиеті бар: ол бірнеше айлар бойы өзінің активтігін сақтай отыра, кейін регенерация жолымен қайта алынады. Катализаторлардың арасында хлоры барлары да жетеді. Егерде өнімге активтілігін сақтау керек болса, аз мөлшерде дихлорэтан СlCH2- CH2Cl енгізіледі. Автокөліктерге арналған жанар-жағармайдың сапасын арттыру үшін жанармайды тікелей өндіруде риформинг тәсілі елеулі маңыздылыққа ие. Бұл процесстің ерекшелігіне таза ароматтық көмірсутектерді алуға мүмкіндік туғызуын да, сонымен қатар гидрлеуді өткізуге қажетті сутектің қайнар көзі боп саналады. Бұл процесстің негізінде Кеңес одағының ғалымдары ашып зерттеген реакциялар жатыр. Олар Н.Д.Зелинскийдің нафтенді дегидрлеу және Б.А. Казаский, А. Платэ, Б.Л. Молдовскийлердің дегидроциклизациялау реакциялары. жүктеу/скачать 132,67 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|