Химический состав сухого воздуха в приземном слое

№ п/п	Газ	Концентрация, %
объемная	массовая
	Азот	78,09	75,5
	Кислород	20,95	23,1
	Аргон	0,932	1,286
	Оксид углерода (IV)	0,032	0,046
	Неон	1,8 .10–3	1,3. 10–3
	Гелий	4,6. 10–4	7,2. 10–5
	Криптон	1,1. 10–4	2,9. 10-4
	Оксид азота (I)	5,0. 10–5	7,7. 10–5
	Водород	5,0. 10–5	7,6. 10–6
	Озон	2,0. 10–7	3,3. 10–6

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

2.4.1. Воздух как реагент. Как было упомянуто в начале этой главы, воздух ширко применяют в химической технологии как окислитель, содержа­щий кислород. Примерами таких процессов могут служить 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; (2.11) одноатомный спирт

O

HC – CH₃ HC – C

3O₂ O + 3Н₂О; (2.12)

HC – CH₃ HC – C

O

2-бутен малеиновый ангидрид

0,5О₂ ОН циклогексанол; (2.13) О₂

циклогексан О + Н₂О

циклогексанон

СН₃ + 1,5О₂ СООН + Н₂О. (2.14)

толуол бензойная кислота

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

2,5О₂

СН₃СН₂СН₂СН₃ 2СН₃СООН + Н₂О; (2.15)

бутан уксусная кислота

О

НС – С

4,5О₂ О + 2Н₂О + 2СО₂; (2.16)

НС – С

О

бензол малеиновый ангидрид

2,5О₂

НООС(СН₂)₄СООН + Н₂О. (2.17)

циклогексан адипиновая кислота

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

1,5O₂

2RH ROOR + H₂O; (2.18)

алкан пероксид

1,5O₂

RCH₃ + NH₃ RCN + 3H₂O; (2.19)

алкан аммиак нитрил

1,5О₂

СН₂ = СН – СН₃ + NH₃ СН₂ = СН – С N + 3Н₂О. (2.20)

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 электроэнергетики, цветной и черной металлургии, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и других от-раслей хозяйственной деятельности человека. В табл. 2.4 приведены объемы вредных выбросов промышленности России в 1996–2002 г.г. (тыс. т).

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