Презентация на тему: Химия и производство

Химия и производство Выполнили: ученики 11 класса Саландаев Юрий Дементьев Сергей Булаткин Святослав Журавлёв Илья Путренко Сергей 5klass.net

Химическая промышленность и химическая технология Химическая промышленность – это отрасль народного хозяйства, производящая продукцию на основе химической переработки сырья. Химическая технология – наука о наиболее экономичных методах и средствах массовой химической переработки природных материалов (сырья) в продукты потребления и промежуточные продукты, применяемые в различных отраслях народного хозяйства

Научные принципы организации производств Общие принципы Частные принципы 1. Создание оптимальных условий проведения химических реакций Противоток веществ, прямоток веществ, увеличение площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ, использование катализатора, повышение давления, повышение концентраций реагирующих веществ 2. Полное и комплексное использование сырья Циркуляция, создание смежных производств (по переработке отходов) 3. Использование теплоты химических реакций Теплообмен, утилизация теплоты реакций 4. Принцип непрерывности Механизация и автоматизация производства 5. Защита окружающей среды и человека Автоматизация вредных производств, герметизация аппаратов, утилизация отходов, нейтрализация выбросов в атмосферу

Важнейшие составляющие химического производства Производство

Сырьё Сырье – природные материалы (природные ресурсы), используемые в промышленности для получения различных продуктов и еще не прошедшие промышленной обработки. Вторичное сырье – это изделия, отслужившие свой срок, или отходы каких-либо производств, которые экономически выгодно снова переработать в химические продукты. Сырьё

Классификация химического сырья по агрегатному состоянию Химическое сырьё Твёрдое Жидкое Газообразное РУДЫ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ Твёрдое топливо нефть Рассолы Попутныйгаз воздух

Классификация химического сырья по составу Химическое сырьё Вода Воздух Минеральное Органическое Рудное Нерудное Горючее Растительное Животное Железные руды Руды цветных металлов Руды редких металлов Поваренная соль Фосфориты, аппатиты Каменные соли Серосодержащее сырьё Песок Гипс Известняк Горючие сланцы Нефть Природный газ Древесина, лён, хлопок Отходы с/х Шерсть, лён хлопок Жиры, масла

Основные функции воды в химической промышленности Сырье и реагент, непосредственно участвующий в основных химических реакциях универсальный растворитель и один из наиболее распространенных катализаторов Теплоноситель

Сокращение расхода воды: Широкое применение оборотного водоснабжения; Замена водяного охлаждения воздушным; Очистка сточных вод и их повторное использование.

Энергия

Химическая промышленность в повседневной жизни Вот только некоторые виды продукции, без которых невозможна повседневная жизнь и выпуск которых полностью зависит от химической промышленности: пластмассы, фармацевтические препараты, удобрения, мыла и моющие средства, красители, пестициды, косметика и парфюмерные изделия.

Некоторые химические производства 1. Нефть 2. Цемент 3. Чугун 4. Стекло

Фракционная перегонка. Нефть является смесью нескольких тысяч химических соединений, большинство из которых - углеводороды; каждое из этих соединений характеризуется собственной температурой кипения, что является важнейшим физическим свойством нефти, широко используемым в нефтеперерабатывающей промышленности. На каждой из стадий кипения нефти испаряются определенные соединения. Соединения, испаряющиеся в заданном промежутке температуры, называются фракциями, а температуры начала и конца кипения - границами кипения фракции или пределами выкипания. Таким образом, фракционирование - это разделение сложной смеси компонентов на более простые смеси или отдельные составляющие. Фракции, выкипающие до 350°С, называют светлыми дистиллятами. Фракция, выкипающая выше 350°С, является остатком после отбора светлых дистиллятов и называется мазутом. Мазут и полученные из него фракции - темные.

Фракции нефти. Ректификационные газы – смесь низкомолекулярных углеводородов, преимущественно пропана и бутана. Газолиновая фракция (бензин) – углеводороды состава от C5H12 до C11H24 При более тонком разделении получают газолин и бензин. Лигроиновая фракция – углеводороды состава C8H18 до C14H30 Керосиновая фракция – углеводороды состава C13H28 до C19H36 Дизельное топливо – углеводороды состава C13H28 до C19H36 Мазут содержит углеводороды состава от C15H32 до С50H102. Перегонкой при пониженном давлении из мазута получают смазочные масла, вазелин и парафин – легкоплавкие смеси твёрдых углеводородов.

Крекинг Крекинг - реакции расщепления углеродного скелета крупных молекул при нагревании и в присутствии катализаторов . При температуре 450 – 700°С алканы распадаются за счет разрыва связей С–С (более прочные связи С–Н при такой температуре сохраняются) и образуются алканы и алкены с меньшим числом углеродных атомов. В общем виде этот процесс можно выразить схемой: CnH2n+2 CmH2m + CpH2p+2,       где m + p = n При более высокой температуре (свыше 1000°С) происходит разрыв не только связей С–С, но и более прочных связей С–Н. Например, термический крекинг метана используется для получения сажи (чистый углерод) и водорода: СН4 C + 2H2

Термический крекинг. При нагревании нефти до 450-5500 С под давлением в несколько атмосфер часть тяжёлых углеводородов расщепляется, превращаясь в более лёгкие, как правило, непредельного строения. В результате продуктом перегонки является широкий спектр углеводородов, основную часть из которых составляет бензиновая фракция. Каталитический крекинг. Процесс крекинга углеводородов на катализаторе. Таким катализатором является алюмосиликат – соединение, содержащее смесь оксидов алюминия и кремния. Используя его при переработке тяжёлых газойлей и мазута, можно увеличить выход бензина и лёгких газойлей до 80%. Происходит при более низкой температуре, чем термический крекинг.

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля ее в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. Потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые — циклогексан; ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен.

Цемент

Химический состав Потери при прокаливании 0.49% Оксид кремния SiO2 21.55% Оксид алюминия Al2O3 5.55% Оксид железа Fe2O3 4.7% Оксид кальция CaO 65.91% Оксид магния MgO 1.46% Ангидрид серной кислоты 1.9% Оксид натрия Na2O 0.4% Оксид калия K2O 0.35%

Чугун

ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА: Основное сырье: железная руда. Вспомогательные материалы Кокс (иногда природный газ), воздух, обогащенный кислородом, флюсы (известняк, доломит).

Особенности технологического процесса Чугун получают в специальных печах — домнах. В верхнюю часть домны (колошник) подают последовательно сырье и вспомогательные материалы, в нижнюю (горн) продувают противотоком воздух, предварительно нагретый в регенераторе за счет сжигания колошникового газа. Производство непрерывное (однако засыпание шихты и выпуск чугуна производятся периодически), используются теплота реакции и принцип противотока.

Основной химический процесс Cодержащийся в руде оксид железа (III) восстанавливается оксидом углерода (II): Кокс сгорает до оксида углерода (IV), при этом выделяется теплота, необходимая для расплавления железа, шлаков, а также проведения самой реакции: Оксид углерода (IV) восстанавливается коксом до оксида углерода (II):

Применение Передельный чугун — для производства стали; Литейный — для изготовления поршней, цилиндров, тормозных барабанов, шестерен, деталей автомобилей (задний мост, картер, ступицы и др.); Легированный — для изготовления дверец мартеновских печей, колосников, деталей паровых котлов, печной арматуры, футерованных плит, газотурбинных установок.

СТЕКЛО

Физические свойства стекла. Стекло- твёрдый материал, полученный в процессе переохлаждения расплава. Свойства стекла зависят от сочетания входящих в их состав компонентов. Плотность стекла 2200—8000 кг/м3 . Наиболее характерное свойство стекла — прозрачность. Стекло хрупкое тело, однако сопротивление сжатию у стекла такое же, как у чугуна. При определённых температурных условиях кристаллизуется. Стекло не плавится при нагревании, а размягчается, последовательно переходя из твёрдого состояния в пластическое, а затем в жидкое. Изделия из стекла могут быть прозрачными или непрозрачными, бесцветными или окрашенными.

Химический состав стекла. Карбонат кальция, подобно соде, при сплавлении с песком взаимодействует с ним, образуя силикат кальция и двуокись углерода. При сплавлении с избытком песка смеси карбонатов натрия и кальция получают переохлажденный взаимный раствор полисиликатов кальция и натрия; это и есть обыкновенное оконное стекло. Na2CO3+CaCO3+6SiO2+1400C=Na2O∙CaO∙6SiO2+2CO2.

Конец