|
|
|
Глава 11. Производство неорганических веществ и их применение
§ 59. Химическая технология как наукаХимическая технология — наука о способах и процессах производства продуктов из природного сырья. Главным объектом изучения химической технологии является химико-технологический процесс, состоящий из взаимосвязанных элементарных процессов (стадий): подвода реагирующих компонентов в зону реакции; химических реакций; отвода полученных продуктов.
Химическая технология тесно связана с фундаментальной наукой химией, прежде всего с учением о возможности протекания химических реакций, кинетикой, катализом. Сегодня на основе знания общих закономерностей химической технологии и использования математического моделирования (с применением мощнейших ЭВМ) возможна быстрая оптимальная организация новых химических производств. Раньше для этого требовалось большое количество экспериментов. В производстве неорганических веществ можно выделить группу многотоннажных производств — кислоты, соли, аммиак, удобрения (десятки миллионов тонн в год) и малотоннажных — неорганические реактивы (тонны, килограммы). Необходимыми компонентами любого химического производства являются сырье и энергия.
Большую часть неорганических веществ получают переработкой природного сырья: ископаемых минералов, озерных солевых растворов, воды, а также топлива и воздуха. Очень перспективным является использование в качестве сырья отходов различных производств, что дает возможность осуществлять безотходные технологии. Химические процессы протекают с выделением, с затратой или с взаимными превращениями энергии. В химической технологии энергия расходуется также на проведение вспомогательных операций, например на дробление, измерительные операции и др. (табл. 44).
Химическая промышленность является одной из самых энергоемких. Химическая промышленность охватывает производства высокомолекулярных соединений и силикатов, минеральных удобрений и кормовых продуктов, переработку топлива, органический синтез и многое другое. Готовым конечным продуктом называют вещества или материалы, отправляемые предприятием для практического использования в различных отраслях народного хозяйства. В современных условиях в организации производства химической продукции ведущее место занимает обеспечение экологической безопасности. Законодательством утверждены очень жесткие нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ, которые могут содержаться в выбросах и отходах предприятий. Поэтому непременным условием работы химических предприятий является система защиты работающих на нем людей и окружающей среды от вредного воздействия перерабатываемых и получаемых веществ. Рассмотрим производство некоторых неорганических веществ. Производство серной кислоты
Серную кислоту можно получать различными способами. Химическая суть процессов состоит в окислении содержащего серу сырья до оксида серы (VI) и в переводе его в серную кислоту. Этот процесс состоит из нескольких стадий (схема 11).
Серную кислоту можно получить из разнообразного сырья (схема 12). Каждый вид сырья имеет свои достоинства и недостатки. Однако до сих пор в качестве сырья в России используют преимущественно элементарную серу и серный колчедан. При этом доля использования колчедана уменьшается, а доля серы возрастает. Замена колчедана серой приводит к улучшению экологической обстановки в результате ликвидации отвалов огарка и уменьшения выбросов токсичных веществ в атмосферу. В последние годы все больше намечается тенденция комплексного использования сырья: например, используется оксид серы (IV), образующийся при обжиге сульфидов цветных металлов, и сероводород, выделяющийся при переработке различных веществ. Таким образом осуществляется принцип комбинирования различных производств (химических, металлургических, газоперерабатывающих и др.).
|
|
|