Роль воды в химической технологии. Временная и постоянная жесткость. Подготовка воды

Является основным сырьевым источником; запасы 196 млрд.т; 12-13% на долю России; объём мировой добычи 3,6 млрд.т.; 13% добывает Россия.

2) Потребность

Расход нефти в промышленности НХС в мире 9%; в России свыше 80% всего у/в сырья для нефтехимической промышленности поступает с НПЗ; нефтехимия в РФ использует 2,5 % от объёма переработанной нефти.

2. Уголь 1) Ресурсы

Запасы угля в мире превышают запасы нефти и газа вместе; доступные мировае запасы 480 млрд.т.н.э.; суммарные запасы нефти и газа 270 млрд.т.н.э.; 12% мировых разведанных запасов на долю РФ

2) Потребность

Для получения 1 т. Этилена необходимо переработать 30 т. Угля; синтет жид топл

3) Цена—30-40$/т

3. Природный газ 1) мировые запасы 175 трлн.м³; 38% мировых запасов приходят на долю РФ; разведанные запасы в РФ 48 трлн.м³

2) потребность

В РФ химическая промышленность потребляет 2-2,5%

3) Цена 250$/1000 м³

4. Биомасса 1) ресурсы:

0,1 часть биомассы эквивалентна 6-8 млрд.т. нефти; человек использует 8-10%. Цена зависит от региона и вида биомассы. 150-200млрд тонн/год

Вопрос № 4

Энергопотребление в химической технологии. Энергосберегающие технологии в химическом производстве. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Коэффициент использования энергии. Тепловой КПД процесса. Энерготехнологические схемы.

Химическая промышленность – крупный потребитель различных видов энергии.

Для большинства химических процессов характерны очень высокие нефтяные эквиваленты. Нефтяной эквивалент-сумарный расход нефтепродуктов необходимых для производства 1 т целевого продукта, включая сырьевые и топливно-энергетические затраты. Расход на топливо и энергию в нефтехимии составляют в среднем 25 % о себестиомости продукции.

Основные принципы энергосберегающей технологии в химических производствах можно сгруппировать в три позиции:

1.Совершенствование технологий: а) выбор оптимального сырья становится существенным элементом энергосберегающей технологии. б) использование энергосберегающих катализаторов. 2.Улучшение использования энергии. Сюда относится как повышение КПД технологических печей, пароперегревателей, парогенераторов, так и использование на химических и нефтехимических предприятиях других теплоносителей.

3.Организация энергосберегающей политики: Внедрение технологических процессов, экономящих важности, так как рациональное использование энергии – один из определяющих факторов в снижение себестоимости продукции.

Эффективное использование вторичных энергоресурсов ВЭР – это энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологической установке, который может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других потребителей. ВЭР подразделяют на три вида: горючие, тепловые и механические.

Коэффициент использования энергии (критерий экономичного использования энергии) n_э - это отношение количества энергии, которое теоретически требуется затратить на получение массовой единицы продукта Wt, к количеству практически затраченной энергии Wпр.: n_э=(Wt/Wпр.)*100%.

Тепловой КПД процесса n _T – это отношение количества тепла, использованного непосредственно на осуществление основных химических реакций Qт, к общему количеству затраченного тепла Qпр.: n_T= (Qт/Qпр.)*100%

В деле экономии энергии и повышения кпд ее использования в отрасли является создание энерготехнологических установок, способных выдавать тепловую энергию в виде пара на сторону.

Вопрос № 5

Роль воды в химической технологии. Временная и постоянная жесткость. Подготовка воды.

Вода широко используется в химической промышленности. В одних случаях она служит сырьём и реагентом, непосредственно участвующим в химических реакциях, в других – применяется как растворитель, теплоноситель, охлаждающий агент, в третьих – для целого ряда других физических операций – промывка твердых материалов и т.п.

Основные показатели качества воды: жёсткость, общее солесодержание, окисляемость, прозрачность, цвет, запах, реакции.

Жесткость – это свойство воды, обусловленное присутствием в ней солей кальция и магния. Различают временную и постоянную жесткость. Временная жесткость вызывается присутствием в воде растворимых бикарбонатов кальция и магния Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂ . При кипячении воды эти соли разлагаются, и из раствора выпадает осадок – карбонат кальция или магния. Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃+ H₂O + CO₂ . Постоянная жесткость вызывается присутствием в воде хлоридов, сульфатов и нитратов кальция или магния. При кипячении воды эти соли не удаляются.

Подготовка воды. В зависимости от предъявляемых требований к промышленным водам проводится процесс водоподготовки, состоящий из нескольких операций.

1. Осветление воды. От взвешенных примесей воду очищают отстаиванием или фильтрацией – обычно через слой песка, гравия и т.п. Для осаждения коллоидных примесей в отстойники вводят коагулянты.

Al₂(SO₄)₃+H₂O=3H₂SO₄+2Al(OH)₃; 3Ca(HCO₃)₂+Al₂(SO₄)₃=3CaSO₄+6CO₂+2Al(OH)₃

2. Обеззараживание воды. Удаление из неё микроорганизмов и бактерий путем хлорирования или озонирования. Происходит это за счет образующегося атомарного кислорода, обладающим сильными окислительными свойствами, позволяющими убить микроорганизмы.

Ca(ClO)₂+CO₃+H₂O=CaCO₃+2HClO; HClO=HCl+O

3. Умягчение воды. Состоит в полном или частичном удалении из неё солей магния и кальция. Это основной процесс подготовки воды. Способы умягчения воды бывают: физические, химические и физико-химические.

Физические: кипячение и дистилляция

Химические: известково-содовой и фосфатный

Физико-химические: ионнообменные

Известково-содовый метод:

Ca(HCO₃)₂+Ca(OH)₂=2CaCO₃+2H₂O

Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃+2NaCl

Фосфатный метод:

3CaCl₂+2Na₃PO₄=6NaCl+Ca₃(PO₄)₂

4. Дегазация – удаление из воды растворенных в ней вредных газов (сероводорода, диоксидов серы и углерода и т.п.), способных вызвать коррозию аппаратуры.

Вопрос № 6