Урок на тему: «Химия и производство» Начать

Урок на тему: «Химия и
производство»
Начать
Цель:
Формирование представлений учащихся о
химической технологии и научно - теоретической
основе химической промышленности; знакомство
с компонентами химико - технологического
производства ОАО «Минудобрения», и
сопутствующими ему проблемами
(природоохранными, экологическими
Воскресенское химическое производство минеральных
удобрений:
Сырьё
Аппаратура
Вода
Энергия
Химическая
промышленность.
Химическая технология
H2SO4
H3PO4
Полиэтилен
HNO3
Мин.
удобрения
Вопрос охраны природы
Побочная
продукци
я
Химическая технология
Химическая технология — наука о наиболее
экономичных методах и средствах
массовой химической переработки
природных материалов в продукты
потребления и промежуточные продукты,
применяемые в различных отраслях
народного хозяйства.
Главной задачей химической технологии
является производство разнообразных
веществ и материалов с определённым
комплексом механических, физических,
химических и биологических свойств.
К оглавлению
Задачи химической
технологии
1) Выбор условий, процессов,
операций, схем химического
синтеза.
2) Выбор оборудования и типов
конструкционных материалов.
3) Контроль и регулирование
выбранных процессов.
4)
Решение
вопросов
экономики, охраны труда и ТБ,
экологии.
К оглавлению
Основные стадии химического
производства
Любое химическое производство состоит из отдельных
взаимосвязанных процессов - стадий, как показано на схеме:
III
I
Подготовка сырья
и подвод
реагентов в зону
реакции
Отвод продуктов и
непрореагировавших
веществ из зоны
реакции
II
Химические
процессы
К оглавлению
Сырьё
Сырьё делится на: минеральное
(рудное и нерудное),
органическое (горючее,
растительное и животное),
атмосферный воздух и воду.
На Воскресенском химическом
производстве используется
нерудное сырьё такое как
апатит(Ca5(PO4)3F империческая формула),
добываемый на Кольском
полуострове, и комовая сера (S)
из Оренбурга .
К оглавлению
Аппаратура
На химическом производстве всё
оборудование делится на
лабораторное, производственное
и вспомогательное. Почти всё
оборудование на производстве
управляется при помощи
компьютеров, но производство
всегда нуждается в
квалифицированных рабочих и
инженерах.
К оглавлению
Вода
Особое место среди природных
ресурсов занимает вода. В ряде
процессов это сырьё и реагент,
участвующий в химических реакциях,
например при получении серной,
азотной и фосфорной кислот.
Современные химические комбинаты
расходуют миллионы кубометров воды
в сутки. Например для получения 1
тонны NH3 требуется 1500 м3 воды.
Задачу сокращения расхода воды
химические предприятия решают в
трёх основных направлениях:
применение обратного
водоснабжения, замена водяного
охлаждения и повторное
К оглавлению
Энергия
Энергия нужна для приведения в
действие всего разнообразия
приборов и аппаратуры,
транспортировки сырья и готовой
продукции, сжатия газов, дробления
твёрдых тел, контрольноизмерительного обслуживания. В
химической промышленности чаще
всего используется химическая
энергия. Есть такие производства, в
которых за счёт энергии химических
реакций покрывают собственные
потребности. Так при получении 1
тонны H2SO4 выделяется 5МДж
энергии, а в сумме затрачивается 0,36
МДж. Излишки поступают другим
К оглавлению
Синтез H2SO4
Данный вид получения серной кислоты представляет
трёхэтапный процесс синтеза, сырьём для которого
является S :
1) Обжиг серы S+O2 = SO2 реакция протекает при t
2) Контактное окисление SO2 до получения SO3. Этот
процесс происходит в контактной камере в присутствии
катализатора V2O5 t=450oC Wвых(SO3) =95-97%
2SO2+ O2 D 2 SO3+Q
3) Абсорбция SO3
SO3 + H2Og H2SO4+Q
Сначала SO3 конденсируется, а затем абсорбирует с водой.
Образовавшийся SO3 пропускают в 96-98% H2SO4,
которая насыщаясь превращается в олеум.
К оглавлению
Получение H3PO4
Синтез фосфорной кислоты, требует больших
затрат соляной или азотной кислоты, ведь для
получения трёх молей H3PO4 потребуется десять молей
HCl или HNO3 . Сырьём для данного способа получения
фосфорной кислоты является апатит Ca5(PO4)3F
Ca5(PO4)3F + 10 HCl g5CaCl2 + 3H3PO4+HF
Ca5(PO4)3F + 10 HNO3 g 5Ca(NO3)2 + 3H3PO4+HF
Но не смотря на затраты реагирующей
кислоты, этот способ синтеза является наиболее
эффективным и безопасным на сегодняшний
день.
К оглавлению
Получение HNO3
Получение азотной кислоты по принципу прямого синтеза
идёт в три стадии
1) Жидкое оксидирование NO до 50 % NH3 до 14%,
реакция происходит при t=750 oC, впресудствие катализатора
на основе платины.
4NH3+5 O2 D4NO+6H2O+Q
2)
2NO +O2 g 2NO2
3)
4NO2+2H2O + O2 =4HNO3
Реакция происходит при смещении равновесия в право с
увеличении p (давления).
К оглавлению
Получение сложных
минеральных удобрений
Минеральные удобрения получают посредством
аммонизации H3PO4 и Ca(NO3)2 процесс происходит
следующими способами:
1) 10Ca(NO3)2 + 6H3PO4+12NH3g3CaHPO4+12NH4NO3
2) 10Ca(NO3)2 + 6H3PO4+18NH3g3Ca3(PO4)2+18NH4NO3
К оглавлению
Цеха побочного производства:
цех зубной пасты, цех шампуня.
На Воскресенском
химическом производства также
выпускается зубная паста и
шампунь. Цеха, в которых
выпускается данная продукция,
не являются основными, но
приносят предприятию прибыль.
Преимущество данной модели
производства также
подтверждается тем, что в 1997
году зубная паста, производимая
там, была отмечена как «Товар
года».
К оглавлению
Цех полиэтиленовой тары
На данном химическом комбинате
предусмотрено производство
полиэтиленовой упаковки для
продукции. Синтез полиэтилена идёт по
стандартному принципу
полимеризации:
n( H2C=CH2)"(-CH2-CH2-)n
этилен
полиэтилен
К оглавлению
Решение вопросов экологии
Все отрасли химической промышленности выпускают
полезную продукцию. Вы можете сомневаться в необходимости
тех или иных продуктов, но экономически они полезны и
нужны, иначе бы их не производили. Но любое производство
имеет отходы. Без отходов оно невозможно, и они наносят вред
экологии.
Наилучшим способом решения проблем снижения вреда от них
служит применение безотходных или малоотходных
технологий. Также к современным методам относят
фильтрацию, пыле-, газоулавливание, обезвреживание,
биологическую очистку, осаждение в специальных
отстойниках, химические методы и другие способы.
К оглавлению
Вывод:
Современную промышленность необходимо
рассматривать как сложную социально - эколого экономическую систему — технобиогеоценоз,
участвующую в круговороте веществ всех
географических оболочек Земли.
К оглавлению
Используемые материалы.
1) Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия 11.
— М.: Дрофа, 2002.
2) Габриелян О.С., Лысова Г.Г.,
Введенская А.Г. Настольная книга
учителя. Химия 11.— М.: Дрофа, 2003.
3) Глинка Н.Л. Общая химия. — Л.:
Химия, 1987.
4) Кузнецова Н.Е., Шаталов М.А.
Обучение химии на основе
межпредметной интеграции. — М.:
Вентана – Граф, 2004
К оглавлению