Сторінка
1

Наукові принципи хімічного виробництва

1. Предмет хімічної технології

Наукові принципи хімічного виробництва об’єднує наука – хімічна технологія.

Хімічна технологія – це наука, що вивчає способи і процеси хімічної переробки сировини у предмети споживання і засоби виробництва.

Отже, х.т. вивчає промислові процеси, основою яких є хімічні реакції.

Х.т. спирається на закони, методи дослідження різних галузей людського знання. Основою хім.тех. є комплекс знань з хімії, фізики та інших технічних наук наукової організації. Х. технологію поділяють на дві великі окремі частини: технологія неорганічних речовин і технологія органічних речовин. А коли йдеться про загальну хімічну технологію, то до неї відносять ще й металургію.

Металургія – це наука про способи добування металів з руд та відходів виробництва, а також про надання їм заданих властивостей.

Вимогою до хімічного виробництва є – забезпечити народне господарство високоякісною і дешевою продукцією.

Для хімічного виробництва найбільш потрібна сировина. С.х.п. повинна бути оптимально багатою на продукт і по можливості, легко перероблюватись. Види с.х.п. надзвичайно різноманітні. Є мінерально рослинну і тваринну сировину; за агрегатним станом – тверду, рідку і газоподібну; за складом – органічну і неорганічну.

Вода в хімічній промисловості є універсальним розчинником і теплоносієм, а іноді – каталізатором реакцій, у багатьох випадках – основною сировиною.

На виробництві здійснюють процеси, під час яких добувають товарну продукцію. При цьому має значення вартість продукції та складність апаратури.

Сукупність умов які забезпечують високий вихід корисного продукту, його якість і швидкість процесу, називається режимом технологічного процесу. Він має бути оптимальним.

Оптимальної швидкості проведення та високого виходу продукції на хімічному виробництві досягають за допомогою таких операцій:

1. Забезпечення збільшення поверхні стикання реагуючих речовин.

2. Застосування необхідної температури.

3. Підвищення концентрації. Процеси під високим тиском.

4. Застосування каталізаторів.

2. Сучасна хімічна апаратура є синтезом технічних досягнень різноманітного характеру. Конструювання її ґрунтується на глибокому використанні теоретичних положень.

Інтенсифікація хіміко-технологічних процесів відбувається в основному в таких напрямах:

Автоматизація процесів - застосування спеціальних приладів і пристроїв, які контролюють виробничі процеси. Автоматизація технологічних процесів здешевлює продукцію і підвищує її якість.

Механізація процесів – заміна ручної праці людини машинною, введення безперервності процесів.

Використання в хімічній промисловості найновіших процесів.

У хімічній промисловості застосовуються плазмово-хімічні процеси і процеси з застосуванням ультразвуку.

Плазма – це стан речовини, являє собою іонізований газ, що має заряджені частинки, вільні електрони та іон газів. Плазмовий стан виникає при високих температурах – в електричній дузі при ядерних процесах.

За останні роки в хімічному виробництві все частіше використовують ультразвук, тобто порожні коливання ультразвукового діапазону частот. Ультразвук прискорює процес кристалізації, сушіння, окисно-відновні – відновні процеси, полімеризацію та ін.

3. Енергетика хімічного виробництва

Енергія різного типу використовується на хімічному виробництві безпосередньо при здійсненні хімічних перетворень. При транспортуванні сировини, фільтруванні, створенні тиску або вакууму.

Хімічні виробництва – споживачі енергії.

На хімічних виробництвах використовуються такі види енергії:

1. Хімічна енергія. Її використовують у гальванічних елементах і акумуляторах. В цих випадках Х.е. перетворюється в енергію електричну.

2. Електрична енергія. Вона чисто перетворюється у хімічну, теплову і механічну. Важливими електрохімічними процесами є гальванічні покриття металами, реакцій окислення або відновлення при електролізі. Важливим є перетворення е.е. в теплову, наприклад, при добуванні карбіду кальцію, електровиплавці сталі тощо.

3. Теплова енергія. Її використовують не лише для проведення хімічних реакцій, але й для різних фізичних операцій: випаровування, нагрівання, сушіння, дистиляція тощо.

4. Світлова енергія. С.е. використовують для перетворення у хімічну. А також у контролюючі прилади.

5. Внутрішньоядерна енергія – енергія, яка утворюється при різному типі перетворення атомних ядер або при термоядерних процесах.

Матеріальний баланс складають, виходячи з витрат сировини на одиницю основного побічного продукту.

Енергетичний баланс – на основі закону збереження енергії. В хіміко-технологічних процесах, складають тепловий баланс. Тепловий баланс – це кількість тепла, яка подається на технологічну операцію.

Наведені наукові принципи хімічного виробництва ілюструють кількома прикладами неорганічних і органічних виробництв.

Використана література:

Довідник з хімії для вчителів – з 270 ст. по 277 ст.

О.І.Астахов, Т.А.Борода, Г.І.Касьяненко, В.М.Махацька