32

Глава 2. Химическое производство

2.5. Энергетические ресурсы химического производства

33

ких сульфидных руд, отделения пустой породы от нефелина и обога­щения многих других минералов.

Для обогащения используют также различие и других свойств ком­понентов минерального сырья, к которым относятся: плавкость (тер­мическое обогащение), химическая активность (химическое обогаще­ние), растворимость в некоторых жидкостях (экстракция). В промыш­ленности эти способы применяются для обогащения твердого мине­рального сырья. Например, при нагревании серосодержащей руды легкоплавкая сера раньше других переходит в жидкое состояние и от­деляется (термическое обогащение). Химическим обогащением удаля­ют балластные органические примеси при обжиге твердой породы. Экстракция - один из основных методов извлечения редких металлов из минерального сырья.

Разделение жидких и газовых смесей. Жидкие и газовые смеси раз­деляют, используя различия температур кипения, растворимости, сорбционных, химических и других свойств компонентов смеси.

Наиболее широко разделение таких смесей используется на нефтя­ных месторождениях. Нефть, представляющую собой смесь углеводоро­дов с примесями кислородных, сернистых и азотистых соединений, раз­деляют перегонкой на составные части, или фракции, - бензин, лигро­ин, керосин, мазут и т.д. Сернистые соединения бензиновой фракции удаляют с использованием химического метода каталитической гидро­очистки: сернистые соединения в паровой фазе гидрируют на катализа­торе до сероводорода, который далее отделяется при конденсации.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

В химических производствах протекают разнообразные процессы, связанные с выделением энергии, с ее затратой, со взаим­ными превращениями и переходами энергии одного вида в другой. Энергия затрачивается на осуществление химических превращений, подготовку сырья, выделение продуктов, транспортировку материа­лов, сжатие газа и т.п.

В стоимостном выражении потребление энергии между процесса­ми химического производства распределяется следующим образом: в химических реакторах - 5-40%, в массообменных процессах -30-80%, в теплообменных процессах — 60-90%.

Более половины тепловой энергии на химических предприятиях расходуется на получение таких энергоемких продуктов, как химичес­ких волокон (10,5% от общего объема химической продукции), амми­ака (9,5%), полимеров (8,2%), соды каустической (4,7%), капролакта-ма (3,5%), карбамида (3,5%), метанола (2,5%).

Энергоемкость химического производства - расход энергии на единицу получаемой продукции — один из важнейших показателей эффективности производства. Энергию выражают в различных вели­чинах (кДж, кВт-ч и других), в том числе в условных единицах массы (1 кг твердого топлива или 1 м³ газообразного с теплотой сгорания 29,3 МДж). Энергоемкость некоторых производств, выпускающих различные продукты нефтехимической промышленности, выражен­ная в т условного топлива (т у.т.) на получение тонны продукта — [т у.т./т], приведена ниже:

Этилен и пропилен 2,8—3,6

Стирол 6,8

Бутадиен 7,2

Полиэтилен и полипропилен 3,9

К основным видам энергии, применяемой в тех или иных химиче­ских производствах, относятся: тепловая, электрическая, механичес­кая, световая и энергия других излучений и атомных превращений. Выбор того или иного вида энергии зависит от характера технологиче­ского процесса.

Тепловая энергия применяется:

• для обеспечения теплового режима технологического процесса, на­ пример, для проведения эндотермических превращений;

• для осуществления самых разнообразных тепловых процессов (на­ грев, плавление, сушка, выпарка, дистилляция, тепловая десорбция);

• для получения в паровых и газовых турбинах механической энер­ гии.

В качестве теплоносителей применяют топочные газы, получаемые сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива, водяной пар, горячую воду и другие жидкости (масло, расплавы солей и прочие).

К тепловой энергии относится холод - энергия охлаждающих по­токов. Он вырабатывается при испарении жидкости (в холодильнике) или резком расширении газов (в детандере).

В химических предприятиях тепловую энергию получают непо­средственно в производстве или из посторонних источников.

Электрическая энергия применяется:

• для собственно осуществления химико-технологического процес­ са, например, электрохимического (электролиз растворов и рас­ плавов) или плазмохимического;

• для обеспечения проведения некоторых технологических процес-

3-4162

34