Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лекция. 1 Значение органического синтеза и его перспективы========================================================== 1.1 Исторический обзор.Производство органических веществ первона- сально базировалась на переработке растительного или животного сырья и заключалось в выделении ценных веществ (сахар, масла) или их расщеплении (мыло, спирт и др.)
Органический синтез, т.е. получение сложных веществ из сравнительно сравнительно простых соединений, зародилась в начале ХIХ века на основе продуктов коксования каменного угля, содержащих ароматические соединения.
В двадцатом веке в качестве источника органического сырья основную роль стали играть нефть и газ, добыча, транспорт и переработка которых более экономичны по сравнению с каменным углем. На этих трех видах сырья в настоящее время и базируется промышленность органического синтеза.
1.2 Перспективы развития. Промышленность основного органического и нефтехимического синтеза представляет собой мощную отрасль с огромным разнообразием получаемых продуктов, реакций их синтеза и процессов разделения веществ.
Крупные масштабы производства определяют широкое распространение высокоэффективных технологических процессов, характеризующихся непрерывностью, высоким уровнем автоматизации и высокопроизводительным оборудованием.
1.3 Динамизм отрасли определяется :
а) освоением выпуска новых видов продукции; б) разработкой новых реакций; в) совершенствованием новых технологических процессов; г) разработкой новых каталитических систем; д) использованием новых типов аппаратуры.
В разработке, проектировании и управлении производством применяются современные методы математического моделирования, оптимизации и автоматизации исследований.
1.4 Главные задачипри создании новых и совершенствовании действующих производственных процессов:
- экономия материальных, энергетических и трудовых ресурсов; - комплексное использование высококачественного сырья; - создание безотходных и малоотходных технологий на основе максимально использования и утилизации побочных продуктов и отходов производства; - снижение потерь сырья и продуктов; - охрана окружающей среды. 1.5 Пути экономии материальных ресурсов.Затрати на сырье и основную часть себестоимости продукции (до2/3), чем обусловлено: - перебазирование синтезов с каменного угля на нефть и углеводородные газы; - замена дорогостоящего ацетилена на этан и этилен; - развитие синтезов на основе СО и водорода; - замена дорогостоящих окислителей (пероксида водорода, азотной кислоты) на воздух и восстановителей (на водород). 1.6 Основные тенденции развития: - разработка одностадийных, совмещенных процессов и прямых медотов синтеза (например, в синтезах ДМТ, уксусной кислоты и ангидрида, прямая гидратация этилена взамен сернокислотной и др.);
- повышение селективности процессов выбором оптимальных параметров (температуры, давления, времени контакта) и каталитических систем;
- интенсификация производства – повышение удельной производительности оборудования применением новых каталитических систем, эффективностью взаимодействия фаз (перемешивание, барботаж и т. д.), повышением температуры и давления, совершенствованием конструкции оборудования.
- увеличение единичной мощности установок, агрегатов до оптимальных величин (экстенсивный путь развития) обеспечивающее снижение удельных капитальных затрат;
- автоматизация процесса-применение АСУ ТП (приводит к снижению затрат труда, повышает стабильность процесса и качество продукции);
- оптимизация-математический расчет оптимальных параметров процесса и оборудования; - снижение потерь через неплотности оборудования, с отходящими газами, сточными водами, отходами (повышается выход целевого продукта и снижаются расходные коэффициенты); - повышение надежности и долговечности оборудования (применение коррозионностойких и эффективных защитных материалов, снижение коррозионной активности продуктов приводит к снижению затрат на капитальные и текущие ремонты, устранению резервных линий, увеличивает срок эксплуатации оборудования);
- утилизация побочных продуктов, их комплексная переработка;
- экономия энергии (электрической, хладоагентов, топлива, пара), поскольку эти затраты составляют до 30% от стоимости продукции, а также утилизации тепла химических процессов.
Решение этих задач приводит к снижению расходных коэффициентов и себестоимости продукции.
Лекция 2. Основные группы продуктов отрасли ============================================================
2.1. Структура и масштабы производства. Основными процессами химической технологии органических веществ являются : - термическое и каталитическое расщепление (крекинг, пиролиз, риформинг, конверсия, коксование, циклизация); - физическое разделение (вымораживание, депарафинизация, дистилляция, экстракция и т. д.);
В результате этих процессов выделяют следующие группы исходных веществ для дальнейшего органического синтеза:
1) парафины; 2) олефины; 3) ацетилен; 4) циклоалканы; 5) ароматические углеводороды; 6) нафтены; 7) оксид углерода и синтез-газ.
Промышленность основного (тяжелого) органического синтезаохватывает производство многотоннажных продуктов, служащих основой для остальной технологии производства органических продуктов и полупродуктов (мономеров для производства пластмасс, эластомеров, химических волокон, синтетических смол, лекарственных препаратов и др.)
В связи с преимущественным базированием технологии органических веществ на нефтяном сырье выделился “нефтехимический синтез” (в этом смысле можно было бы выделить также “газохимический синтез”, “углехимический синтез” и т.д.).
2.2. Основные продукты отрасли
Мономеры :олефины (этилен, пропилен, изобутилен); диены (дивинил, изопрен); стирол, винилацетат, винилхлорид, акрилонитрил, метилметакрилат и др.
Исходные вещества для поликонденсации: Дикарбоновые кислоты (адипиновая, терефталевая); Ангидриды (малеиновый, фталевый); Гликоли и полигликоли (глицерин, пентаэритрит); Фенол, формальдегид, меламин, диизоцианаты и др.
Вспомогательные вещества для полимерных материалов:
Пластификаторы (дибутил – и диоктилфталаты, трикрезил-фосфат, эфиры высших кислот, низшие полиолефины); Катализаторы (ускорители вулканизации и полимеризации); Инициаторы, регуляторы, ингибиторы, стабилизаторы. Синтетические ПАВ и моющие вещества: Ионогенные вещества: -анионоактивные (мыла из СЖК, алкилсульфонаты и т.п.); -аноноактивные (соли аминов или аммониевых оснований); Неионогенные вещества – продукты синтеза этиленоксида и различных органических веществ с активными атомами водорода (кислоты, спирты, амины); Синтетическое топливо, масла и присадки: К синтетическим видам топлива, в т.ч. ракетным, относятся метанол, этанол, этиламины, диметилгидразин, некоторые металлоорганические соединения. Для двигателей внутреннего сгорания, работающих на высокооктановых видах топлива, осуществлен синтез изопарафинов, особенно изооктана. В качестве высокооктановых компонентов моторных топлив применяют изопропилбензол, перспективны метанол, трет-бутилметиловый эфир и др. Синтетические смазочные масла – низшие полимеры олефинов, алкилированные ароматические углеводороды, сложные эфиры двухосновных карбоновых кислот и высших одноатомных спиртов, высококипящие фторуглероды и кремний органические полимеры. В качестве антиокислительных присадок к полимерам и другим органическим продуктам (антиоксидантов) используют преимущественно алкилированнные фенолы и их производные.
Путем органического синтеза получают ингибиторы коррозии, депрессорные присадки (снижают температуру застывания масел), вязкостные присадки (улучшают вязкостные свойства полимеров).
Синтетические растворители и экстрагенты:
Растворители применяют в процессах производства полимеров, лакокрасочных материалов, для чистки и перекристализации веществ, обезжиривания деталей. Экстрагентыприменяют для выделения ароматических углеводородов из продуктов переработки нефти, в процессах азеотропной и экстрактивной перегонки, для извлечения масел и жиров , в качестве абсорбентов ацетилена и др. газов и паров.
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-07-16 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |