'

Химическая технология

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

1 Химическая технология 7 семестр: 9 лекций, 9 лабораторных работ, зачет 8 семестр: 4 лекции, 3 лабораторные работы, экзамен


Слайд 1

2 Рекомендуемая литература Основная А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. Общая химическая технология. М.: «Высшая школа», 1990. В.С. Бесков, В.С. Сафронов. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: учебник для ВУЗов. М.: «Химия», 1999. Трушин Б.Н. Научно-исследовательская работа в ВУЗе и школе. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: РГПУ, 116 с., 2005. В.И. Игнатенко, В.С. Бесков. Примеры и задачи по общей химической технологии. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005 г.


Слайд 2

3 Дополнительная А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., 1961. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортировка, применение. Под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. М.: «Химия», 1989. Общая химическая технология. Под ред. И.П. Мухленова. В 2 частях. М.: «Высшая школа», 1984. Н.И. Гельперин. Основные процессы и аппараты химической технологии. В 2 частях. М.: «Химия», 1981. Л.П. Грошева. Основы материального баланса: методическое пособие. Великий Новгород, 2006 г. Л.П. Грошева. Принцип составления энергетического (теплового) баланса и тепловые расчеты химико-технологических процессов. Великий Новгород, 2006 г. http://macp.web.tstu.ru/index.html - электронное учебное пособие по дисциплине «Машины и аппараты химических производств». Изд. ТГТУ. 2000 г.


Слайд 3

4 1. Содержание дисциплины «Технология или учение о выгодных (т.е. поглощающих наименее труда людского и энергии природы) приемах переработки природных ресурсов в продукты, потребные (необходимые, или полезные, или удобные) для применения в жизни людей». Д.И. Менделеев. «технология»: «technos»—искусство, ремесло (греч.) «logos»-учение, наука (греч.) технология: учение об умении перерабатывать исходные вещества в полезные продукты. В зависимости от основных приемов переработки исходных веществ и назначения продуктов различают: технологию металлов (их получение и обработка), технологию машиностроения (изготовление машин и аппаратов), пищевую технологию (получение продуктов питания) и т.д.


Слайд 4

5 Химическая технология изучает процессы переработки, в которых превалируют химические и физико-химические явления, приводящие к коренному изменению состава, свойств и строения веществ. Химическая технология - естественная прикладная наука о способах и процессах производства продуктов (предметов потребления и средств производства), осуществляемых с участием химических превращений, технически, экономически и социально целесообразным путем. Химическая технология – наука о наиболее экономичных методах массовой химической переработки сырьевых материалов в продукты потребления и средств производства. Базируется на достижениях наук, изучающих фундаментальные законы природы: химии, физики, математики, биологии и т.д Химико–технологический процесс – это совокупность операций, позволяющих получать целевой продукт из сырья. 1. Содержание дисциплины


Слайд 5

6 Химическая технология возникла с появлением первых химических промыслов. Вначале: химическая технология – описательный раздел прикладной химии. XV-XVI в.в.: сода (добыча из природного сырья), серная кислота (в небольших количествах): 2FeSO4?7Н2O= Fe2O3 + Н2SO4 + SO2 + 13Н2O краски (минеральные), селитра, порох. XVIII в. Сода (по методу Леблана) Серная кислота (из S и KNO3) 2. Основные этапы в истории и эволюции технологических процессов


Слайд 6

7 1787-1789 г.г., Н. Леблан: промышленный способ получения соды Na2SO4 + 2C + CaCO3 = Na2CO3 + 2CO2 + CaS 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 +2HCl Проблема: утилизация хлороводорода > производство соляной кислоты Утилизация твердых и газовых отходов при производстве соды: CaS + CO2 + H2O = CaCO3 + H2S 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2 и далее до получения H2SO4 Т.е.: Na2SO4 – CaS – H2S – SO2 – H2SO4 – Na2SO4


Слайд 7

8 Установка для получения серной кислоты сжиганием серы в присутствии селитры, XVIII в.: 1 – печь, разогреваемая углями; 2 – стеклянный сосуд, где образующиеся газы взаимодействуют с парами воды; 3 – колбы, в которые собирают олеум


Слайд 8

9 XIX в. 1831 г., П. Филипс Контактный способ получения H2SO4 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 (V2O5) > 2SO3 SO3 + H2O > H2SO4 1827 г., Ж-Л Гей-Люссак Башня для улавливания окислов азота при нитрозном производстве серной кислоты SO2 + NO2 > SO3 + NO^ NO+O2 > 2NO2 1894-1911 г.г., К. Бош, Ф. Габер Синтез аммиака N2 +3H2 ??  2NH3 р = 250-350 атм., t = 800?C kat = восстановленное железо, активированное K2O, Al2O3


Слайд 9

10 Химическая технология в XX веке Широкое вовлечение водорода в химическое производство Химия кремния и кремнийорганический соединений Химия титана Химия хлора Химия калия, магния, алюминия Химия редких и рассеянных элементов (U, Li и т.д.) Химия нефти Химия газа Замена естественных материалов на искусственные (природный каучук, сода, чилийская селитра, натуральные ткани)


Слайд 10

11 Требования к чистоте производимых продуктов Применение жестких условий при производстве веществ (высоких или низких давлений, температур, агрессивных сред) Энергоемкие производства (применяется энергия электричества, а не пара, угля и т.д.) Автоматизация технологических процессов (связано с непрерывность и вредностью производства) Внедрение новых эффективных методов синтеза (замена зерна сжиженным газом при производстве этанола) Особенности проведения химико-технологических процессов


Слайд 11

12 Продукты, получаемые из природного газа (метана)


Слайд 12

13 Число веществ, используемых человеком в своей практической деятельности, очень велико и беспрерывно возрастает, поскольку ежедневно открываются и синтезируются все новые вещества. В настоящее время насчитывается свыше 3 млн. веществ; около 400 тыс. неорганических и более 2,5 млн., органических, каждое из них отличается от другого своими свойствами. Многие из этих веществ получаются в результате химической переработки, поэтому число технологических процессов весьма велико. Значит химическая технология чрезвычайно многообразна и сложна. Химические производства можно разделить на две группы: на производства неорганических и органических веществ. Промышленность неорганических веществ включает: 1) производства основных химических веществ (кислоты, щелочи, соли, удобрения и др.); 2) производство тонких неорганических продуктов (реактивы, редкие элементы, полупроводники, фармацевтические препараты и др.); 3) электрохимические производства (хлор, щелочи, кислород, водород и др.); 4) металлургия (черная, цветная, металлургия благородных и редких металлов и др.); 5) производство силикатов (стекло, цемент, керамика и др.); 6) производство минеральных красок и пигментов


Слайд 13

14 Промышленность органических веществ включает: основной (тяжелый) органический синтез (спирты, кислоты, эфиры, переработка СН4, СО, Н2, С2Н4 и др.); 2) производство полупродуктов и красителей; 3) тонкий органический синтез (фармацевтические препараты, кино- фотореактивы и др.); производство высокомолекулярных веществ (пластические массы, искусственные и синтетические волокна, каучук и др.); 5) переработка горючих материалов (нефти, угля, сланцев и др.); 6) производство пищевых продуктов(сахар, жиры и др.).


Слайд 14

15 3. Химическое и химико-технологическое образование Конец XVII в. на философских факультетах западно-европейских университетов началось преподавание химии. XVIII в. Изучение химии в Московском университете по инициативе М.В. Ломоносова. XIX в. химия изучается на отделениях физических и математических наук философских факультетов и на медицинских факультетах университетов. русская химическая школа получает мировое признание: Н. Н. Зинин, А. А. Воскресенский, А. М.Бутлеров, Д. И. Менделеев, В. В. Марковников, А. М. Зайцев, Д. П. Коновалов, Н. С. Курнаков, Н. А. Меншуткин, Н. Д. Зелинский и др. стали основоположниками новых направлений в химии и химической технологии, в развитии химии и химико – технологическом образовании.


Слайд 15

16 XX в. В начале 20-х г.г. организуются самостоятельные химические отделения в составе физико-математических факультетов университетов на этих отделениях введены специализации по неорганической, физической, органической, аналитической химии, биохимии и агрохимии 1920 г. создан Московский химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева с 1929 на базе химических отделений в университетах открываются самостоятельные химические факультеты


Слайд 16

17 В развитых странах крупными центрами структуры и содержания химического и химико-технологического образования являются: Великобритания — Кембриджский, Оксфордский, Батский, Бирмингемский университеты, Манчестерский политехнический институт; Италия — Болонский, Миланский университеты; в США — Калифорнийский, Колумбийский, Мичиганский технологические университеты, Толедский университет, Калифорнийский, Массачусетсский технологические институты Франция — Гренобльский 1-й, Марсельский 1-й, Клермон-Ферранский, Компьенский технологический, Лионский 1-й, Монпельеский 2-й, Парижские 6-й и 7-й университеты, Лоранский, Тулузский политехнические институты Германия — Дортмундский, Ганноверский, Штутгартский университеты, Высшие технические школы в Дармштадте и Карлсруэ


Слайд 17

18 Современное состояние химической промышленности в России Ведущие отрасли производства: пластмасс и синтетических смол химических волокон и нитей каустической соды и продуктов хлорпотребления лакокрасочной продукции синтетических красителей шинной промышленности синтетического каучука минеральных удобрений


Слайд 18

19 Положительные тенденции химической и нефтехимической отрасли в 2010 году. По данным компании ResearchTechart: 1. Рост химического производства на 127.6% (здесь и далее к январю-марту 2009 года), и производства резиновых и пластмассовых изделий на 119.60%;  2. Увеличение производства: · волокон синтетических – на 58.7%; ·          волокон и нитей искусственных – на 30.4%. Рост производства волокон и нитей обусловлен увеличением емкости внутреннего рынка. Увеличение объемов производства ·          синтетических волокон и нитей в I квартале 2010 года по сравнению с 1 кварталом 2009 года произошло по всему ассортименту; ·          полимеров этилена в первичных формах – на 123.3%. ; ·          полимеров пропилена и прочих олефинов в первичных формах – на 113.9%; ·          полимеров винилхлорида – на 119.6%; ·          полимеров стирола в первичных формах – на 115.1%; ·          удобрений минеральных (в пересчете на 100% питательных веществ) – было произведено около 4.4 млн тонн, в 1.3 раза больше, чем за аналогичный период 2009 года; 


Слайд 19

20 3.Увеличение показателей по отрасли: ·          прибыль эффективно работающих крупных и средних предприятий в химическом производстве в январе 2010 года составила 10.7 млрд руб. - 115.7% к январю 2009 года, в производстве резиновых и пластмассовых изделий – 1.9 млрд руб., 161.2%; ·          среднемесячная заработная плата в расчете на одного работника по всему кругу предприятий в январе-феврале 2010 года (по сравнению с январем-февралем 2009 года) в химическом производстве увеличилась на 13.6% и составила 20 888.7 руб., в производстве резиновых и пластмассовых изделий выросла на 25%, составив 14 668 руб.; ·          экспортные поставки химических товаров в I квартале 2010 года увеличивались более высокими темпами по сравнению с импортными закупками. Объем экспорта химикатов в этом периоде ожидается в сумме 5.4 млрд. долл. - на 91% больше, чем в 1 квартале 2009 года; ·          внешнеторговый товарооборот химического комплекса в I квартале 2010 года предположительно увеличится на 73% по сравнению с 1 кварталом 2009 года и достигнет 8.8 млрд. долл.


Слайд 20

21 4. Основные понятия технологии химического производства Компоненты химического производства: Переменные компоненты постоянно потребляются или образуются в производстве. К ним относятся: •сырье, поступающее на переработку; •вспомогательные материалы, обеспечивающие технологический процесс; •продукты(основной и дополнительный) —как результат переработки сырья; продукты производства далее могут использоваться как продукты потребления, после чего они теряют первоначальные свойства и превращаются в отходы, и как полупродукты для их дальнейшей переработки в другие продукты; •отходы производства—не подлежащие дальнейшей переработке вещества и материалы, удаляемые затем в окружающую среду; •энергия, обеспечивающая функционирование производства.


Слайд 21

22 Постоянные компоненты закладываются в производство (оборудование, конструкции) или участвуют в нем (персонал) на весь или почти весь срок его существования. Они включают: •аппаратуру (машины, аппараты, емкости, трубопроводы, арматура); •устройства контроля и управления; •строительные конструкции (здания, сооружения); •обслуживающий персонал (рабочие, аппаратчики, инженеры и другие работники производства)


Слайд 22

23 Общие требования к химическому производству: Получение в производстве необходимого продукта Экологическая безопасность Безопасность и надежность эксплуатации Максимальное использование сырья и энергии Максимальная производительность труда


Слайд 23

24 Структура и функциональные элементы химического производства 1 – подготовка сырья; 2- переработка сырья; 3 – выделение основного продукта; 4 – санитарная очистка и утилизация отходов; 5 – энергетическая система; 6 – подготовка вспомогательных материалов и водоподготовка; 7- система управления


×

HTML:





Ссылка: