- •Тема 1. Промислове виробництво – основа життєдіяльності людини
- •2. Технологічний процесс
- •3. Класифікація технологічних процесів
- •4. Шляхи і закономірності розвитку технологічних процесів
- •6. Техніко-економічні показники технологічних процесів
- •5. Групи показників якості продукції
- •Тема 2. Матеріальні і енергетичні ресурси промисловості
- •1. Сировина. Загальні відомості про сировину
- •2. Мінеральна сировина
- •3. Маршрути сировини по галузях промисловості
- •4. Вода в промисловості
- •5. Повітря в промисловості
- •6. Енергія в промисловості
- •Тема 3. Загальні відомості з геології і розвідка корисних копалин
- •1. Пошуки і розвідка родовищ корисних копалин
- •2. Розвідка родовищ
- •3. Видобування корисних копалин відкритим способом.
- •4. Різновиди кар’єрів
- •5. Устрій шахти та видобування корисних копалин підземним способом
- •Тема 4. Збагачення корисних копалин
- •1. Загальні відомості про збагачення
- •2. Підготовка сировини до збагачення
- •3. Збагачення сировини
- •4. Окусковування концентратів
- •Тема 5. Техніка і технологія металургійної промисловості
- •1. Металургія чавуну
- •Вихідні матеріали доменного процесу
- •Основні процеси, що відбуваються в доменній печі
- •Продукція доменного виробництва
- •2. Металургія сталі
- •2. Конверторний спосіб отримання сталі
- •3. Виробництво сталі в мартенівських печах
- •4. Виробництво сталі в електропечах
- •5. Розливка сталі
- •6. Прокатка сталі
- •Тема 6. Техніка і технологія паливної промисловсті
- •1. Добування нафти і газу
- •1. Техніка розвідки і експлуатації нафтових родовищ
- •2. Методи розробки нафтових родовищ
- •2. Переробка палива і нафтопродуктів
- •1. Переробка кам’яного вугілля
- •2. Переробка нафти фізичним способом
- •3. Переробка нафти хімічним способом
- •4. Нафтопродукти
- •Тема 7. Техніка, технологія і продукція хімічної промисловості
- •1. Класифікація продуктів хімічного виробництва
- •2. Кислоти
- •Виробництво кислот
- •Виробництво хімічних волокон
- •1 Загальні відомості про волокна та їх властивості
- •2. Технологія виготовлення хімічних волокон
- •3. Продукція виробництва хімічних волокон
- •Тема 8. Технологічні процеси машинобудування і приладобудування
- •Відомості про виробничий процес машинобудування
- •2. Технологічний процес і його структура
- •3. Класифікація технологічних процесів
- •4. Технології виготовлення окремих деталей
- •5. Технології різання
- •6. Нові способи різання
- •7. Електричні способи різання
- •8. Поняття про складання машин
- •9. Способи складання машин
- •10. Види складання машин
- •11. Техніко-економічні показники складання та шляхи їх поліпшення
- •12. Контроль і випробування складених виробів
- •Лекція 9. Техніка, технологія і продукція будівельної індустрії
- •1. Природні будівельні матеріяли
- •2. Штучні будівельні матеріялн
- •3. Керамічні вироби
- •4. Технологія керамічних виробів
- •5.Технологія червоної будівельної цегли
- •Технологія цементу
- •Способи виготовлення портландцементу
- •Тема 11. Порошкова металургія
- •1. Схема виробництва
- •Класифікація методів одержання порошків
- •Термінологічний словник
- •Тема 1. Промислове виробництво – основа економічного розвитку суспільства. Технологічні процеси і технологічні системи як економічні об’єкти
- •Тема 2. Сировина, вода та енергія в промисловості. Технології збагачення та очищення сировини
- •Тема 3. Основні технологічні процеси у видобувній промисловості
- •Тема 4. Техніка і технологія металургійної промисловості
- •Тема 5. Сутність і техніко-економічний аналіз технологій механічної обробки різанням та складального виробництва
- •Тема 6. Техніка, технологія і продукція хімічної та нафтохімічної промисловості
- •Тема 7. Технологічні процеси будівельних матеріалів
- •Тестові завдання Тести
2. Кислоти
Серед 22 видів неорганічних кислот, які виробляє хімічна промисловість України, найбільше значення має сірчана, азотна, соляна і фосфорна.
Сірчана кислота (H2SO4) - це хліб хімічної промисловості. Серед інших кислот вона найбільш дешева і тому знайщла найбільш поширене застосування.
Сірчана кислота – прозора, важка і масляниста речовина. Масова доля – 1,84 г/см3.
Виробляється різної концентрації і залежно від цього має різні назви: акумуляторна кислота – 94%, купоросне масло – 92%, баштова кислота – 75%, та інші.
Транспортується залізничним транспортом у цистернах. Використовується: при виготовленні іншіх кислот (фосфорної, соляної); солей (мідного купоросу); мінеральних добрив; різних органічних сполук; капролактама, штучного шовку, пластмас, паперу; а також для очищення нафтопродуктів від домішок.
Азотна кислота (HNO3) - безкольорова рідина. Масова доля складає 1,52 г/см3. Випускається різної концентрації.
Використовується при виговленні азотних і комплексних добрив, в гальваніці, в поліграфії, при виготовленні вибухівок, напівпровідників та ін.
Соляна кислота (НСl) – безкольорова рідина з різким запахом. Масова доля 1,18 г/см3. Має високу хімічну активність. Руйнує всі метали, окрім золота і платини. Випускається концентрацією 19-38%.
Використовується: при отриманні хромистих солей (барію, цинку, амонію), в гідрометалургії – при отриманні платини, золота, срібла; при виготовленні сінтетичних барвників, оцетової кислоти, активованого вугілля, при фарбуванні шкіри.
Фсфорна кислота (Н3РО4) – прозора слабожовта рідина. Масова доля 1,87 г/см3. Використовується при виготовленні фосфорних і комплексних добрив; при виготовленні натрію, кальцію, марганцю, алюмінію, кіноплівки, сірників; при виробництві вогнезахисних тканин, активованого вугілля, а в харчовій промисловості – при виготовленні газованої води та різних конди-терських порошків.
Виробництво кислот
Хімічна промисловість випускає тисячі хімічних продуктів, один з яких — сірчана кислота — відіграє важливу роль. Завдячуючи її властивостям, а також у зв'язку з тим що вона значно дешевша інших кислот, сірчану кислоту широко використовують як в хімічній промисловості, так і в металообробній, нафтопереробній та в інших галузях промисловості (виробництво мінеральних добрив, синтез барвників і лікарських речовин, металургія, виробництво солей та кислот та ін.). Сірчану кислоту справедливо називають фундаментом хімічної промисловості.
Сірчана кислота реагує з багатьма органічними сполуками. Цю властивість використовують для очищення бензину і гасу від шкідливих домішок, які утворюють з сірчаною кислотою сполуки, які не розчинюються в нафтопродуктах. Сірчану кислоту широко використовують в виробництві багатьох хімічних волокон, миючих засобів, вибухових речовин, барвників, її використовують для сушки газів, для очищення поверхні металів від окислів металів перед нікелюванням та іншими подібними процесами.
Протягом двохсот років, які промайнули від початку промислового виробництва сірчаної кислоти, область її застосування змінилась. Обсяги виробництва сірчаної кислоти безперервно зростають.
Сірчана кислота — рідина, яка не має кольору, важка (майже вдвічі важча за воду) і в'язка, як олія. При кімнатній температурі вона нелетка, тому не має запаху. Під час контакту з водою відбувається дуже сильне розігрівання. Концентрована сірчана кислота поглинає з повітря водяні пари. Тому її використовують для висушування речовин. Гази осушають, шляхом пропускання їх через промивні склянки з концентрованою сірчаною кислотою. При потраплянні на шкіру викликає сильні опіки.
Виробництво сірчаної кислоти. Сировиною для виробництва сірчаної кислоти є сірка, сірковий колчедан та сірководень, спалюючи які одержують оксид сірки (IV) SО2. Сировиною служать відходи (оксид сірки) виробництва багатьох відомих металів, коксу (коксовий газ) та інші. Таким чином поряд з природною сировиною для виробництва сірчаної кислоти можливе використання також різних відходів інших виробництв.
Формула сірчаної кислоти Н2SО4
Технологія:
Перша стадія виробництва сірчаної кислоти — отримання окису сірки (IV)
Сірчаний колчедан подають стрічковим конвейєром до бункера, а потім до печі, в яку безперервно вдувається повітря. Температура в печі повинна бути на менш ніж 800 °С. так як при більш високій температурі частинки твердого матеріалу починають спікатися і утворюють грудочки. Температуру регулюють, проводячи реакцію з деяким надлишком повітря. Окрім того поміщають в реакційний апарат трубки парового котла. Утворена водяна пара використовується для виробництва електроенергії, або для інших цілей.
4 FеS2 + 11О2 = 2 Ре2О3 + 8 SО2 + Q
Сучасні потужні установки обладнані автоматично діючими і записуючими контрольно — вимірювальними апаратами, через які можна отримати всі необхідні дані. Оптимальний режим підтримується на основі даних цих приборів, автоматичними засобами, які, наприклад, можуть знизити температуру в зоні реакції, збільшити подачу повітря.
Друга стадія — окислення оксиду сірки (IV)
Оксид сірки (IV) потрібно окислити в окис сірки (VI):
2SО2 + О2 = 2 SО3 + Q
Окислення здійснюється при 400 °С. при цьому може окислюватись максимально 99,2% окису сірки (IV), при 600 °С — лише 73%. Для збільшення швидкості цієї реакції використовують в якості каталізатора (найбільш ефективного) окис ванадію (V).
При обпалюванні ванадію отримують газову суміш, яка насичена пилом та отруйними речовинами. Цю газову суміш очищують циклотроном і електрофільтром. В циклотроні частинки пилу видаляються із газової суміші під дією відцентрової сили.
В електрофільтрі під дією сильного електричного поля молекули газу іонізуються. Пилинки, які зіткнулись з іонами перевтілюють заряд, притягуючись до одного із електродів, розряджаються і осідають. В кінці кінців газ осушують, шляхом взаємодії з концентрованою Н2SО4 .
Сушильна вежа наповнена керамічними кільцями. Зверху до башти безперервно подається рідина, яка стікає вниз, утворюючи плівку на поверхні кілець. Знизу до вежі безперервно подається газ. В такій башті рідина і газ рухаються протитечійно Кислота зв'язується з водою і тому ступінь сушіння газу високий. Очищений газ нагрівають до температури початку реакції. Доцільно використовувати теплоту окислення окису сірки (ІУ). Таке підігрівання газу відбувається в трубчастому теплообміннії ку. По трубкам проходить гарячий газ, а в міжтрубному про сторі — протитечією нагріваємий.
Окис сірки (VI), який утворився в контактному апараті потрібно витягнути із газової суміші в якій об'ємна доля складаї 7%, і отримати концентровану Н2SО4 або розчин окису сірки (VI) в сірчаній кислоті — олеум.
Н2SО4 утворюється з окису сірки (VI):
SО3 + Н2О = Н2SО4 + Q
Реакція відбувається при температурі 300 °С. В якості реакційного апарату використовують башту з насадкою із з противотечійним рухом газової суміші і поглинаючою окис сірки (VI) рідиною. При цьому миттєво утворюється пара сірчаної кислоти. Газова суміш виявляється перенасиченою пароподібною Н2SО4