Контрольні запитання

1. В чому сутність обробки металів різанням?

2. Що розуміють під поняттями точність та шорсткість поверхонь?

3. Поясніть технологічні процеси основних способів механічної обробки металів різанням.

4. Які особливості технологічного процесу обробки різанням в автоматизованих системах?

5. Які технологічні особливості електрохімічної та електроерозійної механічної обробки?

6. В чому сутність ультразвукового способу різання?

7. Що таке корозія? Види корозії.

8. Які найпоширеніші способи антикорозійного захисту металів і сплавів?

9. Що називають термічною обробкою? Види термообробки.

10. Що називають хіміко-термічною обробкою? Їїї види.

11. У чому суть технологічного процесу складання?

12. Які особливості стаціонарного і рухомого складань?

Література

1. Деречин В.В. Системи технологій.— Одеса: Латстар, 2002. — 300 с.

2. Дубровин Ф.Е., Павленко В.В. Отраслевые технологии. — Одесса; Харь-ков, 1999.- 285с.

3. Дубровін Ф.Є., Павленко В.В. Системи технологій / За ред. д. е. н. проф. В.В. Деречина. — Одеса: Латстар, 2002. — 300 с.

4. Збожна О.М. Основи технології. — Тернопіль: Карт-бланш, 2002. — 486 с.

5. Никифоров В.М. Технологія металів і конструкційні матеріали. — К.: Вища шк., 1984. — 342 с.

6. Технологія конструкційних матеріалів: Підруч. / За ред. М.А. Сологуба. — 2-ге вид., — К.: Вища шк., 2002. — 372 с.

Лекція 19

Тема 2.5. Технології хімічних виробництв та нафтоперероблення

2.5.1. Структура хімічної промисловості та основні поняття про хіміко-технологічні процеси План

1. Структура хімічної промисловості та фрагменти історії хімічних виробництв.

2. Поняття про хіміко-технологічні процеси, їх апаратурне оформлення та параметри роботи.

1. Основні типи хімічних реакторів.

2. Узагальнена типова схема хіміко-технологічних процесів (ХТП).

3. Технологічні критерії ефективності ХТП.

3. Поняття про матеріальний і енергетичний баланси виробництва та їх роль у технологічних і економічних розрахунках.

4. Загальні принципи інтенсифікації хімічних процесів, основні напрями їх вдосконалення і розвитку.

1. Структура хімічної промисловості та фрагменти історії хімічних виробництв

Підприємства хімічного комплексу належать до найскладніших міжгалузевих виробництв, що визначально впливають на розвиток більшості інших масштабних галузей: гірничо-хімічної і металургійної промисловості, енергетики і нафтопереробки, агропромислового комплексу, харчової, легкої та фармацевтичної промисловості.

Нуково-технологічною базою хімічної промисловості є хімічні технології та хімічне машинобудування.

Хімічна технологія — наука про найбільш економічно та екологічно обгрунтовані методи хімічної переробки сировини та напівпродуктів у засоби виробництва і предмети споживання.

Сучасні хімічні технології вивчають і розробляють фізико-хімічні процеси, технологічні апарати, оптимальні шляхи здійснення і управління цими процесами при промисловому виробництві різних речовин, продуктів, матеріалів та виробів.

Підприємства хімічного комплексу України виробляють понад 130000 різних хімічних продуктів і належать до найважливіших ланок її продуктивних сил. Хімічна промисловість забезпечує інші галузі напівпродуктами для переробки, а населення — товарами споживання.

Хімічні підприємства виробляють продукцію, що замінює метали, скло, дерево, шкіру. Переробляючи на хімічних підприємствах лише нафту, газ і вугілля, із них отримують бензини і мастила для двигунів, кокс, пластмаси, гуми і синтетичні каучуки, хімічні волокна і барвники, вибухові речовини, добрива і засоби захисту рослин, парфумерію і фармпрепарати, штучну шкіру і синтетичні миючі засоби, тару і художньо-декоративні вироби, лаки і фарби, будівельні матеріали, клеї та інші продукти.

Матеріало- та енергомістка хімічна промисловість використовує різноманітну сировину: мінеральні й органічні корисні копалини, компоненти флори та фауни, синтетичні напівпродукти і промислові відходи, природні води і повітря.

Для розвитку хімічних виробництв Україна має достатню сировинну базу: вугілля, нафту і газ, кам'яну і калійні солі, сірку і графіт, гіпс, вапняки і доломіти, глини і каоліни, природні і морські води.

Різноманітність хімічної продукції пояснюється тим, що хімічні технології дають можливість отримати із одного матеріалу кілька різних продуктів, або, навпаки, певний продукт — із різних видів сировини.

Згідно із прийнятою класифікацією продукцію хімічної промисловості поділяють на 7 класів:

• продукція неорганічної хімії і гірничо-хімічна сировна;

• полімери — синтетичні каучуки, пластмаси і хімічні волокна;

• лакофарбні матеріали і продукти;

• синтетичні барвники й органічні напівпродукти;

• продукти органічного синтезу (нафто-, коксо- та лісохімія);

• хімічні реактиви і особливо чисті речовини;

• медикаменти і хіміко-фармацевтична продукція.

Основу хімічної промисловості України становить виробництво неорганічних кислот, соди, глинозему, мінеральних добрив, продуктів нафтоперероблення, полімерів, медикаментів і фармпрепаратів.

Структура хімічної промисловості України змінюється у напрямку зростання (у вартістному обчисленні) частки продуктів органічного синтезу, нафтоперероблення та полімерів.

Історія хімічних технологій розвивалась одночасно з накопиченням хімічних знань, розвитком промисловості, військової та лікарської справи, агротехніки, які були основними споживачами хімічної продукції. Витоки хімтехнологій сягають сивої давнини і стосуються, переважно, виробництва ліків та пороху. Одні з перших рецептів чорного пороху були записані не пізніше 1250 р.

Накопичені алхіміками практичні хімічні знання поклали початок примітивним хімічним виробництвам, інтенсифікація яких обумовлена розвитком мануфактур. Початок промислового виробництва основних хімічних продуктів у Європі відноситься до XV ст., коли з'явились дрібні спеціалізовані виробництва кислот, лугів, солей, фармпрепаратів та деяких органічних речовин. В XVI—XVII ст. Росія мала власні хімічні виробництва фарб, селітри, пороху, соди, сірчаної кислоти.

Лише у другій половині XVIII ст. закладено основи хімтехнології як науки і навчальної дисципліни. І. Бекман у 1772 р. вперше ввів термін "технологія" і детально описав техніку багатьох хімічних виробництв, створивши, по суті, перший підручник по хімтехнології. В 1795 р. в Німеччині з'явився двотомний курс І.Ф. Гмеліна, перекладений у 1803 р. російською мовою.

Хімтехнологія лише в кінці XVIII ст. стала обов'язковою навчальною дисципліною в університетах і технічних вузах Європи та училищах комерційного і технічного профілю в Росії, де у 1803 р. створено першу кафедру хімтехнології.

Перший російський підручник з хімтехнології видав у 1808 p. I.A. Двигубський, а більш досконалий — у 1828 ρ. Φ.Α. Денисов. Великий внесок у становлення хімтехнології як самостійної наукової дисципліни зробив П.А. Іль€нков, який у 1851 р. видав енциклопедичний "Курс хімічної технології", що включав всі відомі тоді великі хімічні виробництва.

Поява у XIX ст. у Західній Європі та Росії великої кількості підручників та наукових досліджень з технології сприяла як швидкому росту і поширенню хімічних виробництв, так і розвитку наукових основ хімтехнології.

В 1748 р. У Бірмінгемі побудовано перший невеликий завод з камерного способу виробництва сірчаної кислоти шляхом окислення диоксиду сірки за допомогою диоксиду азоту. Це виробництво набуло широкого розвитку в Росії, Англії, Франції та Німеччині у 1804—1820 pp.

В 1787—1789 pp. Леблан розробив перший промисловий спосіб отримання соди проколюванням суміші сульфату натрію з вапняком і коксом. У зв'язку з великим попитом на соду для скловиробництва та інших галузей спосіб Леблана набув широкого розвитку: перший великий содовий завод побудовано в Англії у 1823 р.

В 1861 р. Сольве розробив більш прогресивний аміачний спосіб виробництва соди (обробка концентрованого розчину хлориду натрію спочатку аміаком, а потім диоксидом вуглецю), який повсюдно витіснив спосіб Леблана.

Досягнення у вивченні каталізу дає змогу здійснити у промислових масштабах багато важливих хімічних процесів. Значні переваги контактного методу виробництва сірчаної кислоти, вперше промислово реалізованого у 1886 p., дозволили йому зайняти монопольне становище у виробництві цього продукту.

Масштабність технологічно спрямованих досліджень в галузі каталізу та хімічної термодинаміки дозволила Габеру розробити спосіб прямого синтезу аміаку під високим тиском із азоту та водню і створити в 1912 р. промислову установку для його реалізації. Це започаткувало промислове застосування процесів під високим тиском і перетворило прямий синтез аміаку на магістральний напрям вирішення проблеми зв'язаного азоту.

Каталітичне окислення на платиновому каталізаторі аміаку до азотної кислоти у поєднанні з каталітичним його синтезом із елементів перетворило аміак на основний напівпродукт для синтезу азотної кислоти і азотних добрив.

Бурхливий розвиток органічної хімії та методів органічного синтезу у XIX та XX ст. заклав основи багатьох промислових технологій виробництва широкого спектру органічних речовин: барвників, харчових продуктів, фармпрепаратів, засобів захисту рослин, інсектицидів.

Фундаментальні досягнення фізики, електротехніки та електрохімії у XIX ст. дали змогу у широких масштабах практично реалізувати електрохімічні методи виробництва багатьох важливих продуктів: хлору, фтору, водню, лугів, лужних металів, алюмінію.

Основними тенденціями сучасного розвитку хімічної промисловості є перехід до безперервних, автоматизованих, безвідходних, енергозберігаючих виробництв з широким використанням біотехнологічних процесів. Сучасні хімічні технології спрямовані, насамперед, на розв'язання глобальних проблем людства: збереження і поповнення продовольчих запасів переробкою нехарчової сировини, енергозбереження і попередження забруднення біосфери.

До провідних напрямів еволюції хімтехнологій належать: створення нових видів хімічної продукції багатоцільового призначення (водню, аміаку, метанолу), поглиблення комплексної переробки мінеральної сировини, нафти і газу, а також створення нових хімічних джерел струму та систем перетворення енергії.