Презентация "Химическая промышленность" файл
advertisement
Химическая промышленность Содержание 1.Отраслевой состав химической промышленности 2. Серная кислота 3. Сода 4. Минеральные удобрения 5. Синтетические смолы и пластмассы 6. Химические волокна 7. Синтетический каучук и резина Химическая промышленность Горная химия Основная химия Химия органического синтеза и полимеров Добыча химического сырья Неорганические вещества Органические вещества Серная кислота Сырье Самородная сера •Самородная сера •Пирит •Халькопирит •Цинковая обманка •Свинцовый блеск •Гипс •Отходы черной и цветной металлургии Производство серной кислоты 1. Обжиг пирита, Получение оксида серы (II). Очистка печного газа 4FeS2 + 11O2 →2Fe2O3 + 8SO2 + Q 2. Окисление SO2 в SO3 кислородом : 2SO2 + O2 → 2SO3 + Q Протекает в контактном аппарате. 3. Получение H2SO4 . Протекает в поглотительной башне . Используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы хорошо растворяется в кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3. Уравнение: nSO3 + H2SO4 → H2SO4·nSO3 Удобрения Вещества, вносимые в почву для повышения урожаев сельскохозяйственных культур. Они повышают устойчивость растений к болезням, холоду и другим неблагоприятным условиям. Фосфорные – суперфосфат простой и двойной, фосфатная мука, преципитат, термофосфат, томасшлак Азотные – селитры, сульфат аммония, карбамид (мочевина) Калийные – сильвинит молотый, хлористый калий, сульфат калия Фосфорные удобрения Фосфориты Апатиты Простой суперфосфат – содержание Р2О5 16-20% •Серная кислота подается в дозатор –смеситель 1, где разбавляется водой •Фосфорная мука дозируется на весах 2 •Кислота и мука смешиваются в смесителе 3 и получается пульпа •Пульпа направляется в камеру созревания 4, где она затвердевает, созревает и подается на склад Двойной суперфосфат • Фосфорная мука обрабатывается фосфорной кислотой: Са3(Р04)2 + 4Н3Р04 + 3H20→3Ca (Н2Р04)2•Н20 + Q, • Содержание Р2О5 доходит до 50%. Другие виды фосфорных удобрений • Перципитат получают путем обработки фосфорной кислоты известняком и затем известковым молоком • Аммофосы производят нейтрилизацией фосфорной кислоты аммиаком • Термофосфат получают путем спекания фосфорной муки с содой • Томасшлак – это отход производства стали из чугуна с высоким содержанием фосфора Калийные удобрения Сырье сильвинит KCL NaCl KCl и NaCl имеют разную растворимость в воде в зависимости от температуры. Хлористый натрий не меняет растворимость при повышении температуры. Хлористый калий с ростом температуры повышает растворимость. При температуре 25 градусов по Цельсию растворимость солей одинакова. При более высокой температуре в воде больше хлористого калия. Если снизить температуру до 25 градусов, то хлористый калий выпадет в осадок, а хлористый натрий останется в растворе. Этот раствор далее может растворят только KCL. Азотные удобрения • Аммиачная селитра NH4NO3 – содержание азота 35% • Карбамид (мочевина) CO (NH2)2 – содержание азота 46% • Сульфат аммония (NH4)2SO4 – содержание азота 21% Аммиак Сырье Азот Водород Синтез аммиака Аммиачная селитра • Нейтрализация разбавленной азотной кислоты газообразным аммиаком HN03 + NH3—> NH4N03 + Q • Упарка растворов нитрата аммония до плава, содержащего NH4NO3 98-99% • Гранулирование 1 – нейтрализатор 2 –внутренний цилиндр 3 –донейтрализатор 4 – вакуумный аппарат 5 –грануляционная башня Производство карбамида (мочевины) • Исходные продукты аммиак и двуокись углерода • Образование карбамата NH2COONH4: 2NH3 + С02 → NH2COONH4 + Q • Дегидратация карбамата и получения карбамида NH2COONH4 → CO(NH2)2 + Н20 — Q • Давление 180-200 ат., t=180-200 0C Производство сульфата аммония • Сульфат аммония (NH4)2S04 содержит до 20—21% азота и является малоконцентрированным азотным удобрением. • Сульфат аммония получают как побочный продукт при очистке коксового газа от аммиака серной кислотой по уравнению: 2NH3 + H2S04 →(NH4)2 S04 + Q Пластмассы Твердые синтетические высокомолекулярные соединения или их смеси с различными наполнителями, способные при повышенной температуре и давлении размягчаться и формоваться. При обычной температуре и давлении обладают большой твердостью и прочностью. В природе не встречаются. Состав пластмасс • Синтетическая смола • Наполнители – древесная мука, гипс, каолин, сажа, графит, хлопок, стекловолокно и др. • Пластификаторы – камфара, касторовое масло и др. • Красители • Отвердители Полиэтилен (-СН2-СН2-)n •Этилен с кислородом подается в компрессор (1) и сжимается до 1500 ат. •Этилен переходит в маслоотделитель (2) для отделения масла, которое попадает в этилен в компрессоре •Этилен поступает в реактор (3) на полимеризацию и получается полиэтилен •Полиэтилен и непрореагировавший этилен переходят в сепаратор (4) и отделяются друг от друга •Полиэтилен поступает приемник (5) •Непрореагировавший этилен промывают и возвращают в цикл Полистирол •Стирол поступает в реактор 2, где циркулирует вода и поддерживается t=80-820C и происходит предварительная полимеризация •Смесь переходит в полимеризационную колонну 3, где t=100-2000C. •Полистирол вытекает вшнек-пресс 6 и попадает на ленточный транспортер и охлаждается •Полистирол разрезается ножом 8, измельчается в мельнице 9 •Непрореагировавшие пары стирола подаются в водный холодильник 1, где конденсируются и возвращаются в реактор 2. Химические волокна Тонкие, прочные, гибкие, нитеобразные тела Искусственные Производятся из целлюлозы: Ацетат и вискоза Синтетические Производятся из углеводородов: Капрон, нейлон, лавсан Вискозное волокно Мерсизация целлюлозы: целлюлозу обрабатывают едким натром и получают щелочную целлюлозу Получение вискозных волокон Струйки ксантогената в ванне разлагаются на вискозу, сероуглерод и бисульфат натрия. Нити наматывают на бобины Предварительное созревание Щелочная целлюлоза отжимают от едкого натра, измельчают и выдерживают 12-24 часа Формование волокна Ксантогенат продавливают через фильеру в ванне с водным раствором серной кислоты, сульфата натрия и сульфата цинка Получение ксантогената целлюлозы: щелочную целлюлозу обрабатывают сероуглеродом Созревание ксантогената целлюлозы: раствор выдерживают при температуре 14-170С в течение 24-60 ч. Дальше Фильера Ацетатное волокно Получение ацетилцеллюлозы Целлюлозу обрабатывают уксусным ангидридом с уксусной кислотой (катализатор – серная кислота) Формование волокна Раствор ацетилцеллюлозы продавливают через фильеру в шахту формовочной машины, куда подается теплый воздух. В шахте волокно твердеет, растворитель – спирт и ацетон, испаряется . Нити наматывают на бобины. Волокно капрон • Получают капролактам путем соединения бензола и фенола • Получают смолу капрон путем полимеризации капролактама в автоклаве в атмосфере азота при t=2500C, 15 ат. • Смолу остужают водой, дробят, отжимают и сушат • Смолу плавят при t=260-2700C. Продавливают через фильеру в формовочную машину, где струйки обдувают холодным воздухом. Нити твердеют и их наматывают на бобину. Каучук Эластичные высокомолекулярные соединения, способные деформироваться и быстро принимать прежнюю форму. Натуральный каучук Синтетический каучук Ацтеки были фанатами тлачтли — игры в мяч. Цель игры — загнать мяч на сторону поля противника. Если удавалось забросить его в одно из двух колец на поле, команда выигрывала сразу. Дотрагиваться до мяча разрешалось только коленями и бедрами. На результаты игр делались ставки. Поставить можно было все что угодно — даже самого себя (в рабство). Известны случаи, когда правители проигрывали целые города. Х. Колумб Гевея Натуральный каучук Латекс Иван Лаврентьевич Кондаков Уроженец г. Вилюйск. Химик-органик. Ученик А. М. Бутлерова. В 1884 окончил Петербургский университет. В 1888—95 преподавал химию в Варшавском университете, с 1895 профессор Юрьевского (ныне Тартуского) университета. В 1918 переехал в Прагу, где работал в университете; позднее возвратился в Тарту, В 1899 разработал метод получения диметилбутадиена и доказал, что последний способен превращаться в каучукоподобное вещество под воздействием света, а также некоторых реагентов, например натрия. На основе работ Кондакова в Германии в 1918 была выработана партия твёрдого («Н») и мягкого («W») синтетического каучука (т. н. метилкаучука). Сергей Васильевич Лебедев Советский химик, академик АН СССР (с 1932). Окончил Петербургский университет (1900). Впервые получил (1910) образец синтетического бутадиенового каучука. Его книга "Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов" (1913) впоследствии стала научной основой промышленного синтеза каучука. С 1914 г. начал работы по изучению полимеризации этиленовых углеводородов, которые легли в основу современных промышленных методов получения бутилкаучука и полиизобутилена. Разработал (1926-1928) одностадийный промышленный способ получения бутадиена из этилового спирта путем совмещенной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на смешанном цинкалюминиевом катализаторе. Получил (1928) синтетический каучук полимеризацией бутадиена под действием металлического натрия. На основе этого каучука разработал (1930) методы получения резины и резинотехнических изделий. С 1932 г. по способу Лебедева в СССР начала создаваться впервые в мире промышленность синтетического каучука. Этиловый спирт Бутадиен C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 370-385 0 С Полимеризация в присутствии натрия 9-20 ат. 30-40 0 С ГУДЬИР Чарльз (Charles Goodyear, 1800 – 1860) Американский изобретатель, первым открыл процесс вулканизации резины. В 1834 начал проводить эксперименты по улучшению свойств каучука. Во время одного из опытов, смесь из каучука, серы и свинцовых белил попала на раскаленную печь. В результате, образовался высокопрочный материал, устойчивый к воздействию высоких и низких температур, - резина. Резинотехнические изделия Производство резины Вулканизация в котлах - автоклавах Формование изделий Пропускают через валки в виде ленты или через шприц-машины Приготовление сырой резиновой смеси: каучук, сера, сажа, белая сажа, воск, фенолы, цинковые белила, каолин, красители Каучук S S S S S Каучук S S S
