Тех-гия пр-ва аммиака и азотной к-ты/адсорбция

Адсорбция процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом адсорбентом. Поглощенное вещество называют адсорбатом, или адсорбтивом. Процессы адсорбции избирательны и обычно обратимы. Выделение поглощенных веществ из адсорбента называют десорбцией.

Адсорбция применяется при небольших концентрациях поглощаемого вещества, когда надо достичь почти полного его извлечения.

Процессы адсорбции широко применяются в промышленности при очистке и осушке газов, очистке и осветлении растворов, разделении смесей газов или паров (например, при очистке аммиака перед контактным окислением, осушке природного газа, выделении и очистке мономеров в производствах синтетического каучука, пластмасс и т.д.).

Различают физическую и химическую адсорбцию. Ф и з и ч е с к ая обусловлена взаимным притяжением молекул адсорбата и адсорбента. При химической адсорбции, или хемо сорбции, возникает химическое взаимодействие между молекулами поглощенного вещества и поверхностями молекулярного поглотителя.

В качестве адсорбентов применяют пористые вещества с большой поверхностью нор, обычно относимой к единице массы вещества. Адсорбенты характеризуются своей поглотительной, или адсорбционной, способностью, определяемой концентрацией адсорбтива в единице массы или объема адсорбента.

В промышленности в качестве поглотителей применяют активированные угли, минеральные адсорбенты (силикагель, цеолиты и др.) и синтетические ионообменные смолы (иониты).
49.Классификация и производство минеральных удобрений.

Производство минеральных удобрений.

Минеральные удобрения являются одним из важнейших для хозяйственной деятельности человека видов продукции химической промышленности.

Минеральные удобрения классифицируют по трем главным признакам - агрохимическому назначению, составу и свойствам.

По агрохимическому назначению удобрения подразделяют на прямые, являющиеся источником питательных элементов для растений, и косвенные, служащие для мобилизации питательных веществ почвы путем улучшения ее физических, химических и биологических свойств. К косвенным удобрениям относятся, например, известковые удобрения, применяемые для нейтрализации кислых почв, структурообразующие удобрения, способствующие агрегированию частиц тяжелых и суглинистых почв и др.

Прямые минеральные удобрения могут содержать один или несколько разных питательных элементов. По количеству питательных элементов удобрения подразделяют на простые (односторонние) и комплексные.

В простые удобрения входит только один из трех главных питательных элементов: азот, фосфор или калий. Соответственно, простые удобрения делят на азотные, фосфорные и калийные.

Комплексные удобрения содержат два или три главных питательных элемента. По числу главных питательных элементов комплексные удобрения подразделяют на двойные (например, типа NP или РК) и тройные (NPK). Последние называют также полными. Удобрения, содержащие значительные количества питательных элементов и мало балластных веществ называют концентрированными.

Комплексные удобрения, кроме того, подразделяют на смешанные и сложные. Смешанными называют механические смеси удобрений, состоящие из разнородных частиц. Если же удобрение представляет собой сложные соединения, являющиеся результатом химического взаимодействия, то они относятся к сложным.

Удобрения, предназначенные для питания растений элементами, стимулирующими их рост и требующиеся в малых количествах, называются микроудобрениями, а содержащиеся в них питательные элементы – микроэлементами. Такие удобрения вносят в почву в очень малых количествах. К ним относятся соли, содержащие бор, марганец, медь, цинк, и др. элементы.

По агрегатному состоянию удобрения подразделяют на твердые и жидкие (например, аммиачная вода, водные растворы и суспензии).
50.Фракционная перегонка нефти.Назначение и виды крекинга.

Сырую нефть разделяют на множество составных частей, подвергая ее простой, фракционной и вакуумной перегонке. Хар-р этих процессов, а также число и состав получаемых фракций нефти зависят от состава сырой нефти и от требований, предъявляемых к различным ее фракциям.Из сырой нефти прежде всего удаляют растворенные в ней примеси газов, подвергая ее простой перегонке. Затем нефть подвергают первичной перегонке, в результате чего ее разделяют на газовую, легкую и среднюю фракции и мазут. Дальнейшая фракционная перегонка легкой и средней фракций, а также вакуумная перегонка мазута приводит к образованию большого числа фракций.Газовая фракция. Эта фракция имеет промышленное название нефтезаводской газ. Ее удаляют из сырой нефти до того, как подвергнуть ее первичной перегонке, или же выделяют из бензиновой фракции после первичной перегонки. Бензиновая фракция. Эта фракция используется для получения различных сортов моторного топлива. Лигроин (нафта). Эту фракцию перегонки нефти получают в промежутке между бензиновой и керосиновой фракциями. Лигроин получают также при фракционной перегонке легкой масляной фракции, получаемой из каменноугольной смолы. Керосин. Керосиновая фракция перегонки нефти состоит из алифатических алканов, нафталинов Газойль.Эта фракция переработки нефти известна под названием дизельного топлива. Часть ее подвергают крекингу для получения нефтезаводского газа и бензина. Мазут.Эта фракция остается после удаления из нефти всех остальных фракций. Большая его часть используется в качестве жидкого топлива для нагревания котлов и получения пара на промышленных предприятиях, электростанциях и в корабельных двигателях. КрекингВ этом процессе крупные молекулы высококипящих фракций сырой нефти расщепляются на меньшие молекулы, из которых состоят низкокипящие фракции. Крекинг необходим потому, что потребности в низкокипяших фракциях нефти - особенно в бензине — часто опережают возможности их получения путем фракционной перегонки сырой нефти. В результате крекинга кроме бензина получают также алкены, необходимые как сырье для химической промышленности. Крекинг в свою очередь подразделяется на три важнейших типа: гидрокрекинг, каталитический крекинг и термический крекинг.Гидрокрекинг.Эта разновидность крекинга позволяет превращать высококипящие фракции нефти в низкокипящие фракции. Гидрокрекинг используется для получения газойля и бензинов из более тяжелых фракций.Каталитический крекинг.Этот метод приводит к образованию смеси насыщенных и ненасыщенных продуктов. Таким путем получают высококач.бензин и ненасыщенные углеводороды из тяжелых фракций нефти.Термический крекинг имеет особенно важное значение для получения ненасыщенных углеводородов, например этилена и пропена.
51.Производство полимерных материалов

Полимерные материалы - это хим. высокомолекулярные соединения, которые состоят из многочисленных маломолекулярных мономеров (звеньев) одинакового строения. Зачастую для изготовления полимеров используют следующие мономерные компоненты: этилен, винилхлорид, винилденхлорид, винилацетат, пропилен, метилметакрилат, тетрафторэтилен, стирол, мочевину, меламин, формальдегид, фенол. Различают следующие виды полимерных материалов: синтетические и природные. К последним принято относить натуральный каучук, слюду, шерсть, асбест, целлюлозу и т. д. Однако основное место занимают полимеры синтетического характера, которые получают в результате процесса химического синтеза из соединений низкомолекулярного уровня. В зависимости от метода изготовления высокомолекулярных материалов, различают полимеры, которые созданы или путем поликонденсации, или с помощью реакции присоединения. Путем полимеризации получают следующие часто применяемые соединения: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полистирол, полибутадиен и др. При помощи поликонденсации получают силиконы, полисульфоны, поликарбонаты, аминопласты, фенопласты, полиэстеры, полиамиды и другие полимерные материалы. По составу все полимерные материалы делятся на неорганические, органические и элементоорганические. Первые из них (силикатное стекло, слюда, асбест, керамика и др.) не содержат атомарный углерод. Их основой являются оксиды алюминия, магния, кремния и т. д. Органические полимеры составляют наиболее обширный класс, они содержат атомы углерода, водорода, азота, серы, галогена и кислорода. Элементоорганические полимерные материалы – это соединения, которые в составе основных цепей имеют, кроме перечисленных, и атомы кремния, алюминия, титана и других элементов, способных сочетаться с органическими радикалами.

52.биохимические процессы в промышленности

Биохимическими процессами называют процессы направленной жизнедея-

тельности микроорганизмов, скорость которых определяется приростом био-

массы либо продуктов их метаболизма.Биохимические процессы занимают значительное место в пищевой технологии.В пищевой промышленности микроорганизмы используют в хлебопекарном производстве при брожении теста, в бродильных производствах (виноделие, пивоварение, производств пищевого спирта, лимонной, молочной и уксусной кислот, дрожжей), в консервировании, а также при переработке сельскохозяйственного сырья. Производство дрожжей связано с получением больших количеств биомассы. Для получения дрожжей, а также ряда органических кислот используют метод глубинной ферментации микроорганизмов в кислой среде. При этом не требуется высокой степени асептики, так как возможность развития посторонней микрофлоры мала.Синтез проводят в аэрлифтных аппаратах или аппаратах с мешалками непрерывного и периодического действия, которые называются ферментаторами.Целевой продукт выделяют из культуральной жидкости путем фильтрования,сепарирования, экстракции, выпаривания и сушки.Анализ и расчет ферментаторов основывается на информации о микрокинетике процесса ферментации, который включает кинетику роста биомассы в зависимости от концентрации компонентов субстрата и др. параметров, а также на изучении закономерностей массо- теплообмена.

Все биотехнологические процессы можно систематизировать в несколько

групп:- культивирование, целью которого является получение биомассы микроорганизмов или ее компонентов (производство хлебопекарных дрожжей, кормовых дрожжей и др);- биосинтез продуктов метаболизма (производство пищевого спирта, уксусной и лимонной кислот, аминокислот, антибиотиков и др);- избирательная утилизация некоторых веществ из смесей (например, депарафинизация нефти, очистка сточных вод и др);- процессы, в которых микроорганизмы играют роль биокатализаторов например, в производстве гормональных препаратов).Технологическая схема производства состоит из приготовления посевногоматериала в стерильных у словиях, приготовления и стерилизации питательных сред, ферментации, выделения и сушки продукта.Для описания кинетики роста микроорганизмов
53. технология и сравнительная эффективность способов производства портландцемента

Процесс производства портландцемента складывается из следующих основных технологических операций:

1) добыча сырьевых материалов и доставка их на завод;

2) дробление и помол сырьевых материалов;

3) приготовление и корректирование сырьевой смеси;

4) обжиг смеси (получение клинкера);

5) помол клинкера с добавками (получение цемента).

В зависимости от вида подготовки сырья на обжиг различают мокрый, сухой, полусухой и комбинированный способы производства портландцементного клинкера. При мокром способе производства помол сырьевых материалов, их смешивание и корректирование сырьевой смеси осуществляются в присутствии определенного количества воды, а при сухом способе все перечисленные операции производятся с сухими материалами. В некоторых случаях сухую сырьевую смесь гранулируют, добавляя при грануляции необходимое для образования прочных гранул количество воды. Такой способ производства портландцементного клинкера называется полусухим.

Каждый из этих способов имеет достоинства и недостатки. Например, в присутствии воды облегчается измельчение материалов и проще достигается однородность смеси, но расход тепла на обжиг сырьевой смеси при мокром способе на 30-40% больше, чем при сухом. Кроме того, значительно возрастает необходимый объем печи при обжиге мокрой сырьевой смеси (шлама), так как значительная часть ее выполняет функции испарителя воды.

Сущность комбинированного способа заключается в том, что сырьевую смесь приготовляют по мокрому способу, а затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи.Выбор способов производства портландцементного клинкера определяется рядом факторов технологического и технико-экономического характера: свойствами сырья, его однородностью и влажностью, наличием достаточной топливной базы в районе строительства и др.В природной влажности сырья более 8-10% оказывается целесообразным мокрый способ. Мокрый способ более выгодно применять также при использовании двух мягких компонентов (глины и мела), так как измельчение их легко достигается разбалтыванием в воде. Сухим способом рационально получать портландцементный клинкер при однородном по составу сырье в случае, если влажность его не превышает 8-10%. Полусухой дает хорошие результаты при изготовлении клинкера из достаточно пластичных сырьевых материалов, когда при грануляции смеси образуются прочные и термостойкие гранулы. При хорошей фильтруемости сырьевых шламов предпочтение следует отдавать комбинированному способу.

54.Виды строительных материалов и изделий на основе производства портацемента.К этим материалам относятся строител. растворы, бетоны и железобетоны. Строител. растворы состоят из смеси портландцемента воды и мелкого заполнителя.Кол-во заполнителя зависит от марки портландцемента. Применяют для кладочных, штукатурных и монтажных работ. Цементные бетоны готовят на основе цемент.растворов и крупных заполнителей.В завис-ти от заполнителя они имеют различ. плотность.В обычных тяжѐлых цементных бетонах в кач-ве заполнителей используют кварцевый песок, гравий или щебень.Гравий имеет округлую форму с гладкой поверхностью и худшее сцепление с раствором. Применяют для всех несущих конструкций. В лѐгких бетонах мелкими и крупными заполнителями служат различные пористые материалы естественного происхождения и искусственные. Применяют для несущих конструкций надземной части зданий. В особо тяжѐлых бетонах используют тяжѐлые заполнители –магнетит, чугунный скрап и др.Применяют для спец.защит. конструкций.В особо лѐгких ячеистых бетонах искусственно образуются замкнутые поры при разложении вводимых в бетонную смесь газо-и пенообразователей. Применяют для теплоизоляции. Железобетон –сочетание  бетона и стальной арматуры монолитно соединѐнных в единую конструкцию. При этом бетон в большей степени воспринимает сжимающие нагрузки, а арматура –растягивающие.Для повышения трещиностойкости применяют предварит. напряжение железобетонных конструкций. Железобетон широко примен-ся в жилищном и промыш.строит-ве, мостостроении, гидротехн. строит-ве.Виды строител. изделий на основе портландцемента.Бетонные и железобетонные изделия в завис-ти от способа изготовления подразд-ся на монолитные, сборные и сборно-монолитные.Монолит.конструкции изгот-ют непосредственно на месте будущего сооружения во временной разборной форме –опалубке, соответ. по размерам и конфигурации будущей конструкции. Для получения железобетонных конструкций в опалубке монтируют арматурный каркас. Опалубка заполняется бетоном с послед. уплотнением. После достижения бетоном достат.прочности опалубку разбирают и при необход. наращивают. Железобетон. монолитные конструкции целесообразно применять в сейсмических районах, на просадочных грунтах, для зданий повышенной этажности и дымовых труб.Сборные конструкции изгот-ют на заводах серийно в виде крупногабарит. элементов для фундаментов, стени др. На строител. площадке из таких элементов собирают строител. конструкции в соотв-ии с проектом с помощью монтажных кранов. Этот способ обеспеч-ет значит. сокращение сроков трудоѐмкости строит-ва. Сборно – монолитные конструкции сочетают сборные элементы в роли опалубки и монолитный бетон, укладываемый на месте строит-ва.