Классификация химического сырья

Кроме того, химическое сырье делится также на первичное и вторичное:

первичноесырьё извлекают из природных источников;

вторичное сырьё – это промежуточные и побочные продукты промышлен­ного производства и потребления. При этом следует отметить, что капиталь­ные вложения в переработку вторичного сырья в среднем в четыре раза мень­ше, чем для переработки первичного сырья. Не случайно поэтому в про­мышленно развитых странах повторное использование метал­лов и сплавов со­ставляет, % масс.: стали – 70; меди – 55; алюминия и олова – по 45; цинка – 21.

Еще один принцип классификации сырья предполагает его деление на природное и искусственное (полученное при промышленной обработке природного сырья).

К химическому сырью предъявляется ряд общих требований. Оно должно обеспечивать.

– малостадийность производственного процесса;

– агрегатное состояние системы, обеспечивающее минимальные затра­ты энергии для создания оптимальных условий протекания технологичес­кого процесса;

– минимальные потери подводимой энергии в окружающую среду;

– минимальные потери энергии с продуктами процесса;

– возможно более мягкие условия процесса (температура, давление, вре­мя контакта) и минимальный расход энергии на изменение агрегатного состояния реагентов и осуществление технологического процесса;

– максимальный выход целевого продукта.

Ресурсы и рациональное использование сырья. Доля сырья в себестоимости товарной продукции является основной и достигает 70 %. Отсюда вытекает проблема как самих ресурсов сырья, так и рационального его использования.

Химическая промышленность использует в качестве сырьевых источ­ников соединения более 80 элементов. Эти элементы, главным образом, вхо­дят в состав земной коры и распределены в ней крайне неравномерно и по природе, и по концентрации, и по географическому положению. Доля, при­хо­­дящаяся на тот или иной элемент, содержащийся в земной коре, называется кларком. Кларки наиболее распространенных элементов приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Элемент	О2	Si	Al	Fe	Ca	Na	Mg	K H2
Кларк	49, 13	26, 0	7, 45	4, 20	3, 25	2, 40	2, 35	2, 35 1, 00

Как видно из таблицы, на девять элементов приходится 98 % массы зем­ной коры. Доля всех остальных элементов составляет всего 1, 87 %. Из них кларк углерода, составляющего основу жизни, равен 0, 35 %.

Все ресурсы химического сырья делятся на запасы, т.е. выявленные и изученные, и на потенциальные ресурсы. В свою очередь по степени изучен-ности и пригодности к эксплуатации запасы сырья делятся на три категории:

– категория А – это запасы, детально разведанные и подготовленные к разработке;

– категория В – это запасы, установленные в результате геолого-разве­доч­ных работ;

– категория С – это запасы, определенные по результатам геофизи­ческой разведки и изучения по естественным выходам на поверхность.

Возможность использования сырья для промышленного производства определяется его ценностью, доступностью и концентрацией полезного ком-понента. Ценность сырья зависит от уровня развития технологии и задач, стоящих перед производством и может меняться со временем. К примеру, уран, ранее являвшийся отходом при получении радия, теперь является важ­нейшим стратегическим сырьем.

Доступность сырья для добычи определяется географией месторожде­ния, глубиной залегания, разработанностью промышленных методов извле­че­ния, наличием людских ресурсов для его эксплуатации.

Существенным фактором, определяющим возможность использования запасов сырья, является концентрация целевого элемента. Известно, что мно­гие, распространенные в земной коре элементы, являются рассеянными, что затрудняет их использование для промышленного производства. Тем не ме­нее, нередко эксплуатация бедных месторождений является рентабельной.

На долю России приходится мировых запасов, % масс.: газа – 45, иско­па­емых углей – 23, нефти – 6-8, древесины – 30, торфа и калийных со­лей – более 50, различного минерального сырья – около 20, в т.ч. железа и олова более – 27, ни­келя – 36, меди – 11, кобальта – 20, свинца – 12, цинка – 16, металлов плати­новой группы – 40. По запасам золота Россия занимает третье место в мире.
К этому следует добавить, что на территории России сосредоточено 20 % мировых запасов пресной воды.

2.1.4. Подготовка сырья к переработке предполагает доведение его качества и химического состава до определенных требований.

Если речь идет о подготовке твердого сырья, то она может включать классификацию, измельчение и сушку.

Подготовка жидкого сырья включает очистку его от газообразных и твердых примесей. Методы очистки жидкого сырья включают фильтрова­ние, циклонирование, центрифугирование, отстаивание.

Газовое сырье очищают от жидких и твердых примесей теми же мето­дами, что и жидкое сырье, а также электростатическим воздействием.

Одной из важнейших стадий подготовки твердого сырья является обо­гащение, т.е. отделение полезной составляющей сырья от балласта (пустой породы). Результатом процесса обогащения явля­ется по­лучение концентрата полезного компонента и «хвостов» с преобладанием в них пустой породы. Эффективность процесса обогащения характе­ризуется следующими показателями.

1. Выход концентрата – отношение масс полученного концентрата т _к и обогащаемого сырья т _с:

= т _к/ т _с. (2.1)

2. Степень извлечения полезного компонента Х _и – отношение масс полезного компонента в концентрате т _к.к. и в обогащаемом сырье т _к.с.:

Х _и = т _к.к/ т _к.с. (2.2)

3. Степень обогащения сырья Х_о – отношение массовых долей полез­ного компонента в концентрате ω _к.к. и в обогащаемом сырье ω _к.с.:

Х_о = ω _к.к/ ω _к.с. (2.3)

Обогащение твердого сырья ведут физическими, химическими и физи­ко-химическими методами.

К физическим методам относят:

– гравитационный, основанный на разной скорости оседания частиц различной плотности и размеров в потоке газа или жидкости, либо в поле цен­тробежной силы;

– электромагнитный, основанный на различной магнитной проницае­мости компонентов сырья;

– электростатический, основанный на различной электрической прово­ди­мости компонентов сырья;

– термический, основанный на разности плавкости компонентов сырья.

Химическое обогащение основано на взаимодействии химических реа­гентов с полезным продуктом в породе (руде) с последующим выделением образовавшихся соединений осаждением, испарением, плавлением и т.д.

Одним из наиболее распространенных методов физико-химического обогащения сырья является флотация. Этим методом извлекают из природ­ного сырья почти все минералы. Флотация базируется на различии в смачи­ваемости компонентов твердого сырья. Процесс флотации – это гетероген­ный процесс, в котором присутствуют три фазы: твердая (т), жидкая (ж) и газообразная (г). На границе раздела фаз работа адгезии W_A определяется суммой величин поверхностных натяжений на границах радела фаз: σ _ж-г + σ _т-г + σ _т-ж. Для ускорения флотации и повышения ее качества в систему флотации вво­дят добавки – флотореагенты. Устройства, в которых проводят флотацию, называют флотационными аппаратами. Их конструкции весьма разнообразны.

2.2. Энергия в химической технологии

2.2.1. Человеческое общество и проблема энергии. Энергово­ору­же­н­ность общества является условием прогресса человечества, и уровень его материального благосостояния определяется количеством энергии, выраба­ты­ваемой на душу населения. Потребление энергии на Земле непрерывно возрастает.
В 1975 г. оно составило 0, 25Q, в 2000 г. – 0, 8Q, а прогноз на 2100 г. предполагает колоссальную цифру – 7, 3Q, где Q = 2, 3 · 10¹⁴ кВт · ч.

Выявлена определенная зависимость между потреблением энергии на душу населения обществом и средней продолжительностью жизни. Для до­сти­жения устойчивой средней продолжительности жизни, равной 80 лет, по­требление энергии на душу населения составляет 7 · 10³ кВт · ч. Этот порог достигли или близки к нему такие страны, как Швеция, Япония, Израиль, ФРГ, США. В России же потребление энергии составляет 4 · 10³ кВт ^. ч, что соответствует продолжительности жизни менее 70 лет.

2.2.2. Использованиеэнергии в химической технологии. Химическое производство – одно из самых энергоемких. Доля энергетических затрат в нем составляет 9 %, в то время как в среднем по промышленности она равна 2, 5 %. При доле химической отрасли 6 % во всей промышленности она потребляет до 12 % всей вырабатываемой энергии.

В химической технологии энергия служит для проведения следующих операций:

– химических реакций;

– компрессии газов и жидкостей;

– нагрева материалов;

– проведения тепловых процессов, не связанных с химическими реак­циями (ректификация, испарение и др.);

– проведения механических и гидродинамических процессов (фильтро­вание, измельчение, сушка и т. д).

В химическом производстве используют электрическую, тепловую, топ­­­лив­ную, световую, ядерную и химическую виды энергии.

Электроэнергия необходима для электрохимических, электротерми­чес­ких, электромагнитных и электростатических процессов, а также для перено­са различных материалов и приведения в действие машин и механизмов.

Тепловая энергия применяется для высокотемпературной переработки сырья (обжиг, нагрев аппаратуры, реагентов и т.д.). Передачу тепла ведут за счет контакта нагреваемой системы с теплоносителем, в качестве которого наиболее распространены горячий воздух, топочные газы, горячая вода и во­дяной пар. Тепловая энергия, используемая в химической промышлен­ности, делится на высокопотенциальную (более 350 ^оС), среднепотен­циаль­ную (100–350 ^оС) и низкопотенциальную (50–100 ^оС).

Топливная энергия (энергия, полученная при сжигании топлива непо-средственно на технологических установках) применяется для производства тепла и электроэнергии в печах специального назначения.

Световую энергию применяют для проведения процессов фотосинтеза, например, при производстве хлороводорода и галогенопроизводных.

Химическая энергия находит применение в работе химических источ­ни­ков тока.

Ядерная энергия применяется для проведения радиационно-химических процессов (например, некоторых полимеризационных процессов, а также для анализа, контроля и регулирования технологических процессов.

В химической промышленности на долю электрической энергии при­ходится примерно 40 %, тепловой – 50 %, топливной – 10 %. Доля осталь­ных видов энергии составляет менее 1 %.

2.2.3. Источники энергии. Классификация источников энергии. Основными источниками энергии для промышленности служат горючие ископаемые и продукты их переработки, энергия воды, пара, биомасса и ядерное топливо. Незначительная доля приходится на энергию ветра, солнца, приливов и геотермальную энергию.

Объем энергии, вырабатываемой в настоящее время на планете составляет примерно 3 · 10¹⁴ кВт · ч в год.

Все энергетические ресурсы делятся на первичные и вторичные, во­зобновляемые и невозбновляемые, топливные и нетопливные.Невозоб­но­вляемые энергетические ресурсы связаны с горючими ископаемыми. Среди них каменный уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы, битуми­нозные пески. Остальные виды энергии являются возобновляемыми. К ним отно­сятся энергия солнца, ветра, приливов, био- и геотермальная энергии. Все перечисленные виды энергетических ресурсов являются первичными.

Вторичными энергоресурсами называют энергетический потенциал ко­нечных, побочных и промежуточных продуктов и отходов химического про­изводства, используемых для энергоснабжения установок, машин и меха­низмов. К ним относят теплоту экзотермических реакций, энтальпию отхо­дящих продуктов процесса, а также потенциальную энергию сжатых газов и жидкостей. Предприятия нефтеперерабатывающей, нефтехимичес­кой, газо­вой и хи­мической промышленности, а также металлургии распо­ла­гают наи­большими ресурсами вторичной энергии, главным образом, в виде тепловой. Схематично классификация источников энергии приведена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Классификация энергетических ресурсов

2.2.4. Рациональное использование энергии в химической промы-шленности. Большая доля энергетических затрат в химической продукции требует рационального и экономичного подхода к использованию энергии. Критерием экономичности при этом является коэффициент использования энергии, равный отношению количества энергии, теоретически необходимой для производства единицы продукции, к фактически затраченной энергии:

= W_Т/W_П. (2.4)

В случае высокотемпературных эндотермических процессов этот коэф-фициент не превышает 0, 7, т.е. свыше 30 % энергии теряется с продуктами реакции или путем теплопередачи через стенку в окружающую среду.

Существует ряд методов снижения тепловых потерь, которые сводятся к двум типам: разработке энергосберегающих технологий и экономичному ис­поль­зо­ванию энергии при существующей технологии.

К первому типу относятся следующие мероприятия:

– разработка новых энергоэкономных технологий;

– замена применяемых методов разделения на менее энергоемкие, на­при­мер, ректификацию на экстракцию и т. д.;

– создание комбинированных энерготехнологических схем, объединя-ющих технологические операции, протекающие с поглощением и выделе­нием энергии.

Ко второму типу энергосберегающих мероприятий относится:

– снижение тепловых потерь за счет эффективной теплоизоляции и у­м­е­нь­­шения излучающей поверхности аппаратуры;

– снижение потерь на электросопротивление в электрохимических про­цес­сах.

2.2.5.Новые виды энергии в химической технологии. В последние десятилетия в химическую технологию все более интенсивно внедряются новые виды энергии, полученные с применением плазмохимических про­цес­сов, ультразвука, фото- и радиационного воздействия, низковольт­ного электрического разряда, лазерного излучения. Эти экстремальные воздействия способствуют активации молекул реакционной системы, возни­кновению в ней возбужденных частиц и инициированию химического, в т. ч. с высокой селективностью, процесса. Эта область составляет новый раздел химии – химию высоких энергий(ХВЭ), изучающую состав, свойства и химические превращения в системах, содержащих возбужденные частицы.

Из перечисленных процессов наиболее перспективными и универсальными являются плазмохимические процессы. Они отличаются протеканием хими­чес­ких процессов в плазменном состоянии.

Различают низкотемпературную (10³–10⁴ К) и высокотемпературную (10⁶–10⁸ К) плазму. В химической технологии применяют низкотемператур­ную плазму. Исследования по применению плазмы в химической промышленности проводились более чем в 70 технологических процессах, некото­рые из которых внедрены в производство, в т. ч.:

– синтез тугоплавких соединений, таких как карбиды урана и тантала, нитриды титана, алюминия, вольфрама;

– восстановление металлов из оксидов и солей (железо, алюминий, воль­фрам, никель, тантал);

– окисление различных веществ (азот, хлороводород, оксид углерода, метан);

– пиролиз углеводородного сырья;

– одностадийный синтез из элементов (аммиака, цианистого водорода, гидразина, фторуглеводородов);

– синтез соединений, образующихся только в условиях плазмы, напри­мер, озона, дифторида криптона, оксида серы (II), оксида кремния (II).

В промышленных масштабах плазмохимические процессы применяют для производства ацетилена и водорода из природного газа, ацетилена, эти­ле­на и водорода из нефтепродуктов, диоксида титана и т.д.

Плазмохимические процессы отличаются очень малым временем контакта 10^–2–10^–5 с. При этом под временем контакта понимают истинное время реакции в секундах, рассчитываемое по формуле:

, (2.5)

где V – реакционный объем, м³

W_o – объем исходной смеси сырья, подаваемый в реактор в единицу времени, м³/с.

Небольшое время контакта определяет незначительные размеры реак­то­ра. Плазмохимические процессы легко управляемы, оптимизируются и мо­де­ли­ру­ют­­ся, и затраты энергии на их проведение не выше, чем в традиционных про­цессах.

Особое место в ряду перспективных источников энергии занимает водород. Его применение имеет ряд преимуществ:

– широкое распространение в земной коре (горючие ископаемые) и в виде практически неисчерпаемых водных ресурсов;

– высокое энергосодержание (в 3, 5 раза выше, чем энергосодержание нефти);

– экологическая чистота продуктов сгорания (вода).

В России наиболее экономичный источник водорода – природный газ, из которого водород получают путем парокислородной или паровоздушной конверсии, базирующейся на следующих химических реакциях:

СН₄ + Н₂О СО + 3Н₂ – 206 кДж/моль; (2.6)

СН₄ + 0, 5О₂ СО + 2Н₂ + 35 кДж/моль; (2.7)

2.3. Вода в химической промышленности

Вода – наиболее распространенное вещество на Земле. При этом основная масса воды сосредоточена в мировом океане, и это соленая вода, которая для промышленности практически непригодна без опреснения. Общая масса пресной воды на Земле составляет чуть больше 2, 5 % масс. от мировых запасов (35 млн. км3). При этом почти 99 % пресной воды – это подземные воды и ледники вместе со снежным покровом.

Химическое производство – одно из крупнейших потребителей воды. Этот факт объясняется рядом достоинств воды, из которых можно выделить следующие:

– наличие комплекса ценных физических свойств (высокая теплоем­кость, малая вязкость, низкая температура кипения и др.);

– доступность и дешевизна;

– нетоксичность;

– удобство транспортировки и использования в производстве.

В химической промышленности вода используется в следующих на­прав­лениях.

1. Для технологических целей в качестве:

– растворителя, среды для проведения некоторых физических и механи­ческих процессов;

– промывной жидкости для газов;

– экстрагента и абсорбента;

– для перекристаллизации;

– для флотации;

– катализатора или инициатора каталитического процесса (взаимодействие щелочных металлов и водорода с хлором, алкилирование на катализаторе Фриделя – Крафтса проводят в присутствии следов воды).

2. В качестве теплоносителя в виде горячей воды и перегретого водя­ного пара и хладоагента.

3. В качестве сырья или реагента для производства разнообразной хи­ми­ческой продукции. Примеры – синтезы водорода, ацетилена, минеральных кислот, спиртов:

СН₄ + Н₂О СО + 3Н₂; (2.8)

СаС₂ + 2Н₂О = С₂Н₂ + Са(ОН)₂; (2.9)

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄; (2.10)

СН₂ = СН_{2 газ} + Н₂О_газ С₂Н₅ОН_газ. (2.11)

Объемы потребления воды химическим производством зависят от типа производимой продукции и колеблются в широких пределах. Так для произ­водства азотной кислоты требуется 200 т_H2O / т продукции, вискозного волокна – 1200 т_H2O / т; аммиака – 1500 т_H2O / т; капронового волокна – 2500 т_H2O / т.

Колоссальный расход технологической воды с учетом большого объе­ма загрязненных сточных вод требует рационального подхода к ее использо­ванию в химической промышленности. Эти задачи решают следую­щими спо­собами:

– разработкой научно обоснованных норм расхода на технологические нужды;

– максимально полного использования отходов;

– заменой, где возможно, водяного охлаждения на воздушное;

– организацией замкнутых бессточных производств и водооборотных цик­лов.

Критерием эффективности водооборотного цикла является коэффици­ент использования воды:

К_в= . (2.12)

где V_а и V_сб – объемы забираемой из источника свежей воды и сбрасываемой в водоем сточной воды соответственно. В химической промышленности этот коэффициент составляет 0, 8–0, 9.

2.3.1. Основные показатели качества воды для химической техно­ло­гии. Вода, используемая в химической промышленности, должна удо­вле­т­во­рять по качеству определенным требованиям. Оно опре­де­ляется совокуп­ностью физических и химических характеристик, среди кото­рых сле­дует отметить следующие: жесткость, окисляемость, рН, доля примесей.

Жесткость – это свойство воды, связанное с присутствием в ней раст­воренных солей кальция и магния. Жесткость (Ж _о) характеризуют концентра­цией ионов Са ²⁺ и Mg ²⁺ и измеряют в миллимолях на литр воды. По значению Ж _о вода бывает мягкой (Ж _о< 2), средней жесткости (Ж _о = 2–10) и жесткой
(Ж _о > 10).

Окисляемостью называют свойство воды, связанное с присутствием в воде неорганических веществ, легкоокисляющихся соединений железа и се­ро­водорода, способных окисляться различными окислителями, и измеряется количеством КМпО ₄ или эквивалентным количеством кислорода, затрачен­ным на окисление 1 л воды, т.е. миллиграмм на литр (мг/л).

Активная реакция воды характеризует ее кислотность или щелочность (рН). Она определяется присутствием в воде некоторых газов, таких как хлор, оксид углерода (II), гидрокарбонатов, силикатов, реже карбонатов и других, а также растворимых гуминовых кислот и веществ, вносимых в водоем промышленными стоками. Большинство природных вод имеют рН = 6, 5–8.

Примеси в природных и сточных водах присутствуют во взвешенном, коллоидном или растворенном состоянии. Примеси во взвешенном состоя­нии – это эмульсии или суспензии. Они кинетически неустойчивы. Примеси в коллоидном состоянии – это гидрофильные и гидрофобные минеральные и органические коллоидные частицы.

2.3.2. Промышленная водоподготовка. Водоподготовкой называют комплекс мероприятий по улучшению качества воды для технологических це­лей. В нее включают операции по удалению механических примесей, умяг­чению, осветлению и дегазации.

Осветление – этоотстаивание воды с последующей фильтрацией через зернистый материал. Для коагуляции коллоидных примесей и абсорбции окрашенных частиц к ней добавляют электролиты – сульфаты Al или Fe.

Обеззараживание водыпроводят хлором или озоном.

Дегазацию (удаление из воды растворенных газов) ведут химическим способом, при котором газы поглощаются химическими реагентами (напри­мер, в случае диоксида углерода или сероводорода воду обрабатывают моно­эта­ноламином или раствором гашеной извести). Применяют также физичес­кие методы, например термическую деаэрацию на воздухе либо в вакууме.

Обессоливание применяют в тех производствах, где предъявляются по­вы­­ше­нные требования к товарным продуктам на содержание различных ме­тал­лов, имеющихся в воде. В качестве примера можно назвать производства химически чистых реактивов, полупроводниковых материалов, лекарств и т.д. Обессолива­ние ведут ионным обменом, дистилляцией, электродиализом. Наглядное пред­­ставление о методах водоподготовки дает рисунок 2.2.

Рис. 2.2. Методы очистки воды

2.4. Воздух в химической технологии

Источником воздуха является атмосфера Земли. Атмосфера представ­ляет собой газовую систему, опоясывающую Землю оболочкой размером более 1500 км. Эта оболочка крайне неоднородна как по плотности, так и по химическому составу.

2.4.1. Воздух как источник сырья. Промышленноезначение имеет из­влечение из воздуха таких элементов, как кислород, азот и благородные газы (аргон, неон, криптон, ксенон). Чистый кислород необходим, например, в до­менном производстве, при сварочных работах. Известно также, что воздух является по существу единственным источником азота, применяемого для получения аммиака и последующих синтезов на его основе. Связывание эле­ментарного азота осуществляют в соответствии с реакцией

N₂ + 3H₂ 2NH₃. (2.13)

Далее из аммиака получают разнообразные азотсодержащие удобре­ния, капролактам, синтетические волокна.

Химический состав воздуха в приземном слое приведен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

В практических расчетах, не требующих большой точности, принима­ют, что воздух содержит, % об. (% масс.): азота – 79 (77) и кислорода – 21 (23).

2.4.2. Воздух как реагент. Как было упомянуто в начале этой главы, воздух широко применяют в химической технологии в качестве окислителя, содержа­щего кислород. Примерами таких процессов могут служить следующие реакции.

1. Hедеструктивного окисления, в которых число атомов углерода в образующемся кислородсодержащем соединении такое же, как в исходном соединении, например:

0, 5O₂

RCH₂CH₃ R(ОН)CHCH₃; (2.14) одноатомный спирт

O

HC – CH₃ HC – C

3O₂ O + 3Н₂О; (2.15)

HC – CH₃ HC – C

O

2-бутен малеиновый ангидрид

0, 5О₂ ОН циклогексанол; (2.16) О₂

циклогексан О + Н₂О

циклогексанон

СН₃ + 1, 5О₂ СООН + Н₂О. (2.17)

толуол бензойная кислота

2. Деструктивного окисления (с расщеплением связей С – С):

2, 5О₂

СН₃СН₂СН₂СН₃ 2СН₃СООН + Н₂О; (2.18)

бутан уксусная кислота

О

НС – С

4, 5О₂ О + 2Н₂О + 2СО₂; (2.19)

НС – С

О

бензол малеиновый ангидрид

2, 5О₂

НООС(СН₂)₄СООН + Н₂О. (2.20)

циклогексан адипиновая кислота

3. Окислительной конденсации (окислительное соче­тание) – окисле­ние, сопровождающееся связыванием исходных компонен­тов:

1, 5O₂

2RH ROOR + H₂O; (2.21)

алкан пероксид

1, 5O₂

RCH₃ + NH₃ RCN + 3H₂O; (2.22)

алкан аммиак нитрил

1, 5О₂

СН₂ = СН – СН₃ + NH₃ СН₂ = СН – С N + 3Н₂О. (2.23)

акрилонитрил

Воздух, применяемый в качестве реагента, необходимо очищать от пы­ли, влаги и контактных ядов. Такую очистку ведут в промывных башнях жид­кими поглотителями (щелочами, водой, этаноламинами, раствором амми­ака), мокрых и сухих фильтрах, аппаратах с твердыми адсорбентами.

Существует два источника загрязнения атмосферы: естественный и ан­тропогенный. Второй источник наиболее опасный. Он имеет место в резуль­тате вредных выбросов электроэнергетикой, цветной и черной металлургией, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью и другими отраслями хозяйственной деятельности человека. В таблице 2.4 приведены объемы вредных выбросов отраслями промышленности России в 1996–2002 гг.

2.4.3. Воздух как теплоноситель. Несмотря на низкую теплопровод­ность, воздух довольно широко используется в химической технологии в качестве хладагента, особенно в нефтепереработке. Это объясняется низкой стоимостью воздуха по сравнению с другими хладагентами и простотой ус­тройств воздушных холодильников.

2.4.5. Другие области применения воздуха в химической промыш­лен­ности. Воздух применяют для продувки аппаратов и трубопроводов, для сжигания и распыления жидких и газообразных топлив в форсуночных и горелочных устройствах, для перемешивания текущих сред, для создания «воздушных подушек» в резервуарах и др.

Таблица 2.4

Структура вредных промышленных выбросов

Контрольные вопросы

1. На конкретных примерах сформулируйте определения следующих
понятий: «сы­рье», «полупродукт», «побочный продукт», «отходы», «рецикл сырья».

2. Приведите классификации сырьевых ресурсов.

3. Какие элементы наиболее распространены в земной коре?

4. Назовите основные требования к сырьевым ресурсам.

5. В чем состоит подготовка сырья? Приведите примеры.

6. Назовите различные источники энергетических ресурсов.

7. Дайте примеры возобновляемых и невозобновляемых видов энер­гии.

8. Приведите примеры первичных и вторичных энергоресурсов.

9. Гдe в химической промышленности используют энергию плазмы?

10. Укажите позиции, где в химической технологии используется вода.

12. Каковы основные требования, предъявляемые к качеству воды?

13. Что такое жесткость воды, ee pазмерность и как ее можно понизить или устранить?

14. Что такое окисляемость воды? Как ее определяют?

15. Приведите основные приемы водоподготовки.

16. Назовите вещества, содержащиеся в чистом воздухе.

17. Для каких целей используют воздух в химическом производстве?

18. Приведите реакции, где один из реагентов – кислород воздуха.