2. Крекинг нефтепродуктов

Основная цель крекинга - получение светлых топлив из мазута или нефтяных остатков (гудрона и полугудрона). Крекинг заключается в расщеплении длинных молекул тяжелых углеводородов, входящих в высококипящие фракции, на более короткие молекулы низкокипящих (легких) продуктов. Термический крекинг обычно ведут под высоким давлением (до 7 МПа) при температуре 450-500°С в трубчатой печи.

Смесь продуктов крекинга проходит через испаритель. Здесь отделя­ются вещества, не поддающиеся крекингу, а легкие продукты направ­ляют в ректификационную колонну на разделение. Получают бензина

• около 30%, газовой смеси 10-15%, крекинг - остатка 50-55%.

Скорость и полнота крекинга возрастают с увеличением темпера­туры процесса, его продолжительности и давления. Применение ката­лизаторов позволяет снизить давление или температуру процесса и увеличить выход продуктов. Крекинг с использованием порошкооб­разных катализаторов (алюмосиликаты, бокситы) называют каталити­ческим. Его ведут при давлении до 180 кПа и температуре 450-500 °С. Выход бензина возрастает до 35-40%, газа - до 15-20%. Бензин ката­литического крекинга имеет более высокие свойства, а газы отличают­ся высоким содержанием изобутана и бутилена, используемых в про­изводстве синтетических каучуков.

3. Классификация и свойства нефтепродуктов

Нефтепродукты делятся на три большие группы:

1. Топлива: газовое, бензин, керосин (для двигателей), дизельное, котельное.

2. Масла: моторные, индустриальные, трансмиссионные, конси­стентные, специальные.

3. Прочие: растворители, осветительный керосин, парафин, цере­зин, вазелин, битумы, электродный кокс и сажа, специальные продук­ты (пенообразователи, крепители, мягчители и др.).

Свойства и основные показатели качества нефтепродуктов регла­ментированы стандартами.

Для бензина наиболее важными показателями являются его анти- детонационные свойства, определяемые октановым числом, его испа­ряемость и теплота сгорания.

Для дизельного топлива основными показателями служат воспла­меняемость, испаряемость, вязкость, температура воспламенения и застывания.

Топлива для реактивных двигателей должны иметь хорошую ис­паряемость, высокую теплоту сгорания, пламя без копоти и вязкость мало зависящую от температуры.

Котельное топливо должно иметь высокую теплоту сгорания и низкую вязкость (для хорошего распыления форсункой).

Для смазочных материалов основным свойством является их спо­собность образовывать на поверхности трущихся деталей прочную масляную пленку, прочность которой возрастает с увеличением вязко­сти масла.

Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из многократно повторяющихся одинаковых групп атомов (мономер­ных звеньев). В -зависимости от строения различают полимеры с ли­нейной, разветвленной и пространственной структурой. По поведению при нагреве полимеры делятся на термопластичные (могут многократ­но размягчаться при нагреве) и термореактивные (размягчаются одно­кратно). По происхождению - природные и синтетические. Экономи­чески более эффективны синтетические. Их получают полимеризацией (из многих одинаковых элементарных звеньев) и поликовденсацией (из большого числа двух и более разных типов элементарных звеньев). В качестве сырья используют продукты переработки нефти, угля и природного газа (этилен, пропилен, бутилен, ацетилен, бензол, фенол, ацетон, аммиак и др.) Полимеры широко используют для изготовления пластмасс, пленок, клеев, резины, волокон и др.

Наибольшее значение в мировом производстве имеют пластмассы на основе полимеризации (термопласты): полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и др. Пластмассы, полученные на основе поликон­денсации, обладают в основном термореактивными свойствами: фено­пласты, аминопласты, полиамиды и полиуретаны.

Каучуки - это полимерные материалы с высокой эластичностью. Обладают обратимой деформацией. Сырьем для получения синтети­ческих каучуков служат этиловый спирт, этилен, ацетилен и др. При нагреве до 120-150°С каучук становится вязкой жидкостью. Для по­лучения изделий, устойчивых к перепаду температур от -50 до +150°С, характерному для условий эксплуатации машин, каучуки подвергают вулканизации при превращении их в резину. Из смеси каучука с наполнителями (сажа, мел и др.), вулканизаторами (сера), пластификаторами (мазут и др.) формуют изделия, которые затем нагревают до температуры 130-160 С при повышенном давлении. При этом сера химически «сшивает» макромолекулы каучука в трех­мерную структуру, образуя резину. Резины подразделяются по на­значению на две группы:

1. Универсальные общего назначения для производства изделий широкого потребления (шины, приводные ремни, транспортные ленты, обувь и др).

2. Специального назначения для производства изделий с особы­ми свойствами (тепло-, морозо-, масло-, химически стойкие, электро­изоляционные, пористые).

6. Биохимические процессы в промышленности

В промышленности биологические процессы осуществляются при помощи микроорганизмов, в состав клеток которых входят белки, ферменты (мощные ускорители химических и обменных процессов), аминокислоты (орагнические кислоты, содержащие группу NH2 - ос­новной элемент построения растительных и животных белков), вита­мины, липиды(жиры) и другие органические вещества В результате активности находящихся в клетке ферментов увеличивается биомасса клеток и синтезируются различные ценные внеклеточные вещества. Биомассу можно использовать как источник получения пищевых про­дуктов и в животноводстве.

В пищевой промышленности используются брожение молочно­кислое, дрожжевое, спиртовое, винно-кислое.

Для сельского хозяйства основными микробиологическими про­цессами являются производство кормовых дрожжей, бактериальных удобрений, бактериальных средств защиты растений.

В фармацевтической промышленности широко применяются мик­робиологические процессы производства антибиотиков, гормонов, аминокислот, витаминов, полисахаридов и ферментных препаратов.

В последнее время получило широкое распространение производ­ство органических кислот, спиртов, растворителей и микробиологиче­ская очистка сточных вод.

Большинство биохимических процессов являются каталитически­ми. Биологические катализаторы значительно эффективнее химиче­ских. По сравнению с химическими и физико-химическими микробио­логические процессы имеют ряд преимуществ: реакции протекают при сравнительно низкой температуре, нормальном давлении, в простом оборудовании. Это способствует снижению капиталовложений и экс­плуатационных расходов. Для культивирования микроорганизмов ис­пользуется дешевое и недефицитное сырье - побочные продукты и отходы промышленности: нефтепродукты, природный газ, сапропель (озерный ил), меласса (побочный продукт сахарной промышленности), молочная сыворотка (отход производства сыра, творога, казеина), а также сточные воды.

Значительное место среди микробиологических процессов занима­ет биологическая очистка сточных вод - один из наиболее надежных и эффективных современных методов очистки. Механизм процесса за­ключается в разложении и окислении вредных примесей с помощью микроорганизмов.

Биологическая очистка сточных вод может осуществляться в есте­ственных и искусственных условиях. Естественная проводится на по­лях орошения или в биологических прудах. Искусственная очистка проводится на биоочистных станциях. Здесь микроорганизмы актив­ного ила окисляют органические загрязнения очищаемой воды (белки, жиры, сахары, спирты, углеводороды, кислоты, масла и т.д.). В при­сутствии кислорода процессы биологической очистки протекают на­много быстрее. В результате окисления органических загрязнений ки­слородом воздуха происходит более эффективное их разложение при помощи бактерий до воды, углекислого газа, азота, аммиака и т.д. Аэробные процессы (в присутствии кислорода) широко применяются для очистки сточных вод гидролизной, пищевой, химической про­мышленности.

8. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНОГО П РОИЗВОДСТВА

   1. Общие сведения о строительных материалах

      1. Классификация строительных материалов

Строительными материалами называют природные и искусствен­ные материалы, применяемые при возведении и ремонте различных сооружений и зданий. Затраты на материалы при этом составляют бо­лее половины общей стоимости строительно-монтажных работ.

Строительные материалы классифицируют по следующим основ­ным признакам:

1. По составу:

а) минеральные - нерудные горные породы и металлы - обладают высокой плотностью, прочностью, морозостойкостью, огнестойко­стью, химической и биологической стойкостью; более теплопроводны, чем органические; применяют для конструкционных элементов;

б) органические - древесина, рубероид, пергамин, битумы - имеют малую объемную массу (плотность), прочность, теплопроводность, огнестойкость и биостойкость (быстро гниют), легко обрабатываются; используются в качестве теплоизоляционных, отделочных, кровель­ных материалов, для работы в условиях невысоких температур и влажности.