Билет № 7

Вопрос № 1 Способы получения холода. Искусственное охлаждение используется в химической промышленности и в других отраслях хозяйства для получения низких температур, которые невозможно получить с помощью естественных холодильных агентов - воды или воздуха. Вода обычно применяется для охлаждения, замерзает при температуре ниже 0. При снижении газов, для отвода тепла реакции, применяется охлаждение до очень низких температур. Искусственное охлаждение условно подразделяется на умеренное (до -100) и глубокое (ниже -100). Способы получения холода: 1) Испарение низкокипящих жидкостей. Так, например, если испарять жидкий аммиак при абсолютном давлении 2 атм., то он охлаждается до температуры кипения при этом давлении (-20° С) и может служить охлаждающим для получения температур порядка (-15° С). С понижением давления испарения достигаются еще более низкие температуры. 2) Расширение сжатых газов расширительной машине (детандер). При этом, газ совершает внешнюю работу за счет уменьшения своей внутренней энергии, вследствие чего его темпера понижается. 3) Дросселированием сжатых газов и паров. Дросселированием называется такое расширение газа, когда давление его снижается вследствие протекания через сужение или другое препятствие (пористую перегородку) при этом в отличие от процесса в расширительной машине, расширение происходит без совершения внешней работы.

Для умеренного охлаждения применяют компрессорные, абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины. Для глубоко охлаждения пользуются холодильными циклами, основанными, на дросселировании и расширении газов в детандере.

Компрессионная холодильная установка. Воздух сжимается компрессором - А по адиабате 1 - 2, и температура его повышается от Т1 до Т2. Далее следует охлаждение его водой по изобаре-2-3 в холодильнике - б до температуры Т3; охлаждаемым воздух адиабатически расширяется (3-4) в детандере-6, при этом температура его снижается до Т4. Из детандера охлажденный воздух поступает в теплообменник-г, где отнимает тепло, нагреваясь до Т1 по изобаре (4-1). Газокомпрессорные холодильные установки требуют применения крупногабаритных компрессоров и невыгодно отличаются повышенными расходами энергии. По этим причинам они в настоящее время не используются в химическом производстве.

Вопрос № 2 Технологическая схема дегазация изопренового каучука. Водная дегазация полимеризата проводится в двух последовательно соединенных дегазаторах. Полимеризат из усреднителя 1 насосом 2 последовательно подается в интенсивные смесители 3 и 4, где происходит образование водной эмульсии полимеризата. Для этого, в интенсивный смеситель 3 вводится циркуляционная вода в количестве 20% от объема полимеризата, заправленная антиагломератором и 2%-ным раствором едкого калия для поддержания рН 7—8. Остальное количество циркуляционной воды подается в интенсивный смеситель 4. Образовавшаяся эмульсия полимеризата через инжектор 5, куда поступает пар давлением 1,02 МГ1а, направляется в нижнюю часть дегазатора первой ступени 6, который представляет собой полый аппарат. В нижнюю часть дегазатора 6 также подается циркуляционная вода из концентратора 8. Из верхней части дегазатора 6 отводятся пары углеводородов и воды. Из нижней части дегазатора 6 выводится пульпа с содержанием каучука 5%, которая насосом 7 подается в концентратор крошки 8, где за счет отделения воды концентрируется до содержания каучука 10%. Для предотвращения налипания крошки на перфораторы концентратора через пульсатор 9 вводится азот под давлением 0,6 МПа. Концентрированная пульпа поступает на вторую ступень дегазации — в верхнюю часть дегазатора 10, который секционирован по высоте тарелкам, и нижняя часть аппарата 10 представляет собой сепаратор. Пульпа из дегазатора второй ступени 10 по внешней переточной трубе дросселируете в сепаратор 14, где за счет снижения давления с 0,35 до 0,12 МП, происходит частичное испарение воды. Водяной пар выводится из сепарационной части под нижнюю тарелку дегазатора второй ступени 10 инжектором 11, в который подается пар давлением 1,02—3,0 МПа. Пульпа из сепарационной части дегазатора 10 насосом 12 подается на концентрирование. Пары, отбираемые из верхней части дегазатора второй ступени 10, направляются в нижнюю часть дегазатора первой ступени 6. В оба дегазатора через барботеры подается острый пар давлением 0,6 МПа. Пары из дегазатора первой ступени 6 поступают в воздушный конденсатор 13. где конденсируются за счет охлаждения воздухом, нагнетаемым вентилятором. Конденсат через сепаратор 14 поступает в конденсатор 15, охлаждаемый водой. Несконденсированные пары из сепаратора 14 направляются в конденсатор-холодильник 16, охлаждаемый водой, затем в конденсатор 17, охлаждаемый рассолом. Конденсат из аппаратов 15, 16, 17 собирается в отстойник 18, где происходит его расслаивание. Нижний водный слой собирается в сборник 19, откуда насосом 20 выводится на отмывку полимеризата. В сборник 19 подается свежая умягченная вода. Верхний углеводородный слой из отстойника 18 поступает в сборник 21, где происходит дополнительное расслаивание. Водный слой отбирается из аппарата 21 снизу и направляется на отпарку углеводородов, а углеводородный слой насосом 22 подается на щелочную отмывку. В аппарат 21 подается свежий растворитель со склада.

Вопрос № 3 Сырьё. Классификация сырья. Сырьё - это природные материалы, используемые технологией для переработки в предметы и продукты народного потребления. Полупродукт - это продукт! частичной переработки сырья, является готовым продуктом для одного предприятия и сырьём для другого. Отходы - это побочные продукты, которые после переработки не находят дальнейшего применения на данном предприятии, но могут быть использованы в качестве сырья на другом предприятии. Виды сырья: Рудное сырьё - это природные материалы, при переработке которых экономически выгодно получают металлы. Из отходов получают удобрения.

Нерудное сырьё - это природные материалы, при переработке которых получают строительные материалы, удобрения, химические реагенты. Горючее сырьё - это уголь, дерево, нефть, природный газ, торф. Вода - применяется как хладагент или теплоноситель, а также в качестве реагента для получения растворов. Воздух - применяется для получения инертных газов. Растительное сырье - это хлопок, лён, конопля. Животное сырьё - это кожа, шерсть, кости, меха.