ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 1
Пройдемте на завод и посмотрим узловые производства, без которых фактически ни один полимер не мог бы быть получен».
Главный инженер закончил свой рассказ, и мы отправились к проходной комби ната.
Строгий вахтер предупредил, что вход на территорию со спичками и папиросами вос прещен.
Увидев наше недоумение, главный инже нер объяснил, что в большинстве цехов ис пользуются водород, метан, спирты, газы крекинга нефти, которые с воздухом дают взрывные смеси. При авариях шли даже при незначительных утечках газа могут создать ся опасные концентрации. От папиросы мо жет произойти взрыв иногда очень большой силы.
Через проходную мы вышли на ма ленькую площадь, от которой в радиальных направлениях отходили широкие асфальти рованные дорога. Нам сразу же бросились в глаза высокие эстакады у обочин дорога. На них в строгом порядке было укреплено множество трубопроводов различного диа метра. Одни — толщиной в руку, другие — чуть ли не в два обхвата. По ним подаются пар, горючие газы, используемые как топли во, и различные химические продукты, на правляемые из цеха в цех. Не забывайте, что на химическом комбинате фактически нет
отходов производства — что |
является отхо |
дом для одного цеха, часто |
служит исход |
ным продуктом для другого. |
|
89
В ЦЕХЕ ХЛОРА
Осмотр комбината начинаем с цеха, где получают хлор. Именно этот газ является основной составляющей таких важных поли меров, как поливинилхлорид, перхлорвиниловая смола и другие.
Входим в одноэтажный цех, который сво ими размерами может поспорить с зимним спортивным залом стадиона «Динамо» в Мо скве. Всю площадь главного зала занимают цилиндры высотой около метра и диаметром всего лишь 65—70 сантиметров, установлен ные строгими рядами. Это оказались хлор ные ванны, в которых получают хлор путем электролиза концентрированных растворов поваренной соли. Напряжение тока, подавае мого на ванну, невелико, всего лишь 3,8 ¡воль та, то есть примерно равно напряжению ба тарейки карманного фонаря, а вот зато сила тока может достигать 12 тысяч ампер!
Процесс получения хлора довольно энер
гоемкий— на |
1 тонну хлора затрачивается |
примерно 3 |
тысячи киловатт-часов. Этого |
количества электроэнергии не смогла бы из расходовать электрическая лампочка в 100 ватт, если бы горела день и ночь в течение трех лет.
9 0
В этом цехе в качестве отходов при про изводстве хлора получают водород и щелочь, но разве можно назвать отходами эти про дукты, так необходимые промышленности органического синтеза. Давайте посмотрим, куда они поступают дальше.
ТАМ, ГДЕ ДЕЛАЮТ КАПРОН
Водород подается в цех производства капрона, туда и направимся мы.
Этот газ попадает в цех очистки, где пос ле удаления из него вредных примесей .(хло ра и кислорода), промывки и подсушки по ступает в цех гидрирования фенола. Именно этот продукт необходим при получении кап рона. Фенол — это хорошо вам известная карболка. После насыщения водородом (гид рирования) он превращается в циклогексанол, который принято сокращенно называть анолом.
Попав в этот цех, мы восхищенно огля дываемся. Уж не перенесла ли нас чудесная «машина времени» в следующий век? Насте нах, куда ни глянешь — множество приборов и ни одного человека рядом.
Но вот в конце зала появился человек. По-видимому, это оператор — он смотрит на
91
приборы, что-то записывает в толстый жур
нал.
— Скажите, где же идет сам процесс? Он подводит нас к одной из дверей в сте не, открывает ее. Мы входим в помещение и видим цилиндрическую печь высотой при мерно ¡с трехэтажный дом, увитую разноцвет
ными трубопроводами.
— Здесь,— говорит оператор,— и происхо дит гидрирование фенола — каждая его мо лекула присоединяет три молекулы водорода и превращается в анол. Процесс идет на ни келевом катализаторе под давлением при мерно в двадцать атмосфер, и создают его мощные компрессоры, находящиеся в ма шинном зале.
Из цеха гидрирования анол поступает по трубам в цех ректификации. Здесь путем многократного испарения и конденсации достигается необходимая чистота полу продукта.
Аппараты, в которых протекают эти про цессы, называются ректификационными ко лоннами. Это обычно высокие сооружения — неотъемлемая часть панорамы любого нефте перегонного и химического заводов. Чистота продукта для химика — главное условие ра боты.
Ректификационные колонны заполнены или насадкой—кольцами Рашита, весьма на поминающими фарфоровые стаканы без дна, или же имеют 'специальные перегородки, на зываемые «тарелками». В некоторых колон нах их может быть более шестидесяти. А те
9 2
1
перь сравните: если пар из носика чайника собрать и 'сконденсировать ¡в холодную бу тылку, то вы получите довольно чистый конденсат, хоть и всего лишь однократно ис парили воду. Химик скажет, что ваш опыт с чайником однозначен разделительной спо собности колонны только с одной «тарел
кой»,—ото, конечно, мало, если |
учесть, что |
в ректификационных колоннах |
химических |
заводов их в десятки раз больше.
Итак, анол после очистки поступает в дру гой цех, где в специальных печах при темпе ратурах порядка 600—800°С от его молекулы отнимают один атом водорода. Процесс этот протекает в тазовой фазе ¡на цинковом ката лизаторе. Нашего старого знакомого фенола теперь уже не узнать: из розоватого цвета кристаллов он превратился в желтоватую жидкость — сначала в анол, а затем в анон (циклогексанон).
После такой же очистки, которая была проделана и с анолом, этот продукт посту пает в цех получения капролактама, из кото рого уже и делается на фабриках искусствен ного волокна замечательное волокно капрон.
Цех капролактама огромный —высотой с пяти-шестиэтажное здание. В кабине лиф та мы поднимаемся на верхний этаж и начи наем, спускаясь вниз, осмотр цеха. Множест во различных аппаратов, насосов, емкостей производят внушительное впечатление. Имен но в 'них и происходит окончательное превра щение анона не без помощи сернистого газа и аммиака в капролактам. Теперь будущий
93
капрон по внешнему виду напоминает кусок стеариновой свечи. Он такой же белый и слегка маслянистый на ощупь. Его остается только расфасовать ¡в мешки и отправить на текстильные комбинаты. Там из него по лучат полимерное волокно, соткут красивые ткани, а затем сошьют кофточки.
Видите, как много изменений претерпе вает невзрачная карболка на пути превраще ния в капрон!
Разобрав, куда направляется водород из хлорного цеха, проследим путь самого хлора.
ХЛОР СТАНОВИТСЯ БЕЗВРЕДНЫМ
Зеленый, тяжелый, ядовитый хлор посту пает по стеклянным трубам в цехи, где по лучают из него и различных ¡углеводородов целую гамму химических веществ — хлори стый метилен, хлороформ, четыреххлори стый углерод, дихлорэтан, этиленхлоргидрин и т. д. Технология их производства внешне не сложна. Если ори высокой температуре обыч ный метан соединить с хлором, получим три первых продукта. Все они хорошие раствори тели, а четыреххлористый углерод ценен вдо бавок и тем, что не горюч. Это его ¡свойство
9 4
было использовано пожарниками. Они созда ли огнетушители, которые, гася любое пла мя, ие оставляют на предметах никаких сле дов—не то что обычные, содовые.
Получение других хлорпроизводных не сколько сложнее. Если в водной среде на эти лен подействовать хлором, то получается этиленхлоргидрин, из которого в свою очередь получают окись этилена. Именно она исполь зуется при изготовлении розового масла и отличных моющих средств. Эти продукты на ходят широкое применение в текстильной промышленности: большинство тканей, кото рые мы носим, испытали на себе их действие.
Но окись этилена используется и при про изводстве различных высокомолекулярных соединений, таких, например, как полимеры акрилонитрила.
При соединении этилена с хлором в без водной среде получается дихлорэтан, приме няемый как растворитель и как исходный продукт при получении хлористого винила. Хлористый винил представляет собой газ, сжижающийся нри температуре —12,5°С. Он хранится в емкостях, которые всегда охлаж дены до низких температур. Этот мономер получается термическим разложением ди хлорэтана или же отнятием у него молекулы хлористого водорода щелочью. Он может быть получен и прямым взаимодействием га за ацетилена с хлористым водородом. Из хло ристого винила, как известно, получают по лихлорвинил, хлорин и другие полимеры.
Итак, мы разобрали пути основных иро-
95
дуктов, получаемых в хлорном цехе. Показа ли, что они находят также широкое примене ние ¡в создании полимеров.
Но на этом знакомство с химическим ком бинатам не оканчивается. Ведь многое еще неясно. Откуда берется тепло для ректифика ционных колонн, как в жаркие летние дни получается холод для цеха хлористого вини ла, из чего делают фенол, как получают азот для продувки технологических схем различ ных взрывоопасных цехов, например цеха гидрирования фенола и т. д.
Продолжая обход комбината, мы посте пенно выясняем все эти вопросы.
Оказалось, что комбинат имеет собствен ную теплоэнергоцентраль (ТЭЦ). Ее мощности вполне достаточно для снабжения электри чеством населения областного города. Тепло централь вырабатывает не только большое количество электроэнергии, но и пара под давлением до 30 атмосфер, который, в свою очередь, необходим для обогревания боль шинства аппаратов, где происходят химиче ские реакции.
Из пара, кроме того, получают конден сат — дистиллированную воду, также исполь зуемую в технологических процессах.
Но вы уже заметили, что в ряде цехов требуется не тепло, а холод, где его взять в жаркий летний день?
На комбинате имеется полюс холода, где создаются такие низкие температуры, при которых даже воздух становится жидким! Вот туда мы сейчас и отправимся.
9 6
НА ПОЛЮСЕ ХОЛОДА
Цех глубокого холода виден издалека. Это высокое здание, св котором мы находим и мощные компрессоры, и ректификационные колонны, увитые огромным множеством раз личных трубопроводов. Трубы, по которым перемещаются газы и жидкости, охлажден ные чуть ли не до —200°С, покрыты удиви тельно белым слоем снега. Эта ослепительно белая «рубашка», оказывается, образуется на трубах за счет конденсации влаги из воз духа.
Но как же получается холод? Как цех, в который подается лишь пар, электричество и обычная водопроводная вода, способен пре вратить газы в жидкость? Поэтому мы с боль шим вниманием выслушали лекцию техно лога о различных холодильных машинах, о цикле Линде, о диаграммах состояния жид кости и газа, о «критических» температурах и других малопонятных вещах, но... весьма мало продвинулись в понимании сути дела. Видя наше затруднение, технолог сказал: «Наш цех — это как бы увеличенный во мно гие тысячи раз домашний холодильник «ЗИЛ». Разбираясь в его устройстве, вы най дете в миниатюре многие принципиальные
4 Полимер вездесущий |
97 |
|
части холодильных установок, которые ви дели в «аше-м цехе.
Но мы получаем не только жидкий азот
икислород.
Унас производится также разделение га зов пиролиза1керосина, поступающих из со седнего цеха. Эти газы мы разделяем на ме тано-водородную, этиленовую, пропан-пропи- леновую и ¡бутан-бутиленовую фракции. Само их название указывает на те химические ве щества, из которых они в основном состоят. Некоторые из них вам уже знакомы: этилен, пропилен и другие».
Мы благодарим технолога и отправляемся в цех пиролиза, который поставляет сырье цеху холода. В цехе пиролиза получаются самые простейшие вещества, из которых про мышленность тяжелого органического син теза создает 'свою разнообразную продук цию. Этот цех можно назвать большим заводом, в нем несколько корпусов и ряд ректификационных колонн.
Исходным сырьем для получения газов пиролиза в большинстве ¡случаев пока еще является керосин, который, подогревшись в теплообменнике, поступает в трубчатую печь и ¡реакционную камеру. Здесь пары ке росина под воздействием высокой темпера туры в несколько сот градусов претерпевают сложные химические изменения.
1 П и р о л и з — процесс термического разложения (без катализатора) относительно крупных молекул орга нического вещества, в данном случае содержащихся в керосине, на более мелкие.
9 8