Файл: Эпштейн Д.А. Химия в промышленности учеб. пособие по факультатив. курсу для учащихся X классов.pdf

гие из них при приближении реакции к концу протекают на» столько медленно, что приходится отказываться от полного ис­ пользования реагентов.

ненужных. Нередко исключить образование таких продуктов не удается.

Для решения задачи более полного использования сырья опираются на основные теории физической химии: учение о хими­ ческом равновесии, учение о химической кинетике и катализе, теории, связывающие реакционную способность веществ с их строением.

§ 9. Вычисление практических выходов продуктов

Значение, которое имеют данные о практическом выходе про­ дукта, обязывает к тщательному его определению.

Прежде всего нужно знать состав сырья: содержание в нем основного вещества (например, содержание в серном колчедане двусернистого железа), состав и количество примесей. Так как

состав сырья колеблется (в пределах, допускаемых стандартом), необходимы данные о каждой партии сырья. Далее требуется

проследить за изменениями веществ на каждой стадии про­ изводства. Для этого проводят химические анализы всех про­ межуточных продуктов. Например, в производстве серной кис­ лоты из серного колчедана делают анализ печного газа, огар­ ка, пыли, удаляемой из газа, газовых смесей на входе в контакт­

оксида серы (IV) —99% и выход серной кислоты—99°/о.

Воспользуйтесь результатом, полученным при решении предыдущей за­ дачи, и советом, данным выше.

На основе анализов сырья, полупродуктов и продуктов, уче­ та их количеств и других данных составляют материальный ба­ ланс, который отражает все количественные изменения масс ве­ ществ, происходящие в течение процесса (слово «баланс» в пе­ реводе с латинского означает двучашные весы). В приходную часть баланса входят массы всех веществ, поступающих на пе­ реработку; в расходную — массы всех получаемых веществ. Ма­ териальный баланс составляют на единицу массы продукта или сырья. На основе материального баланса вычисляют практиче­ ский выход продукта в процентах от теоретического или в тон­ нах на 1 m сырья.

В качестве примера приведем материальный баланс обжига колчедана за 1 ч по данным завода:

В е щ е с т ва Приход, в кг Вещества Р а с х о д , в кг

§ 10. Пути уменьшения расхода энергии на химических заводах

Вы знаете, что многие химические реакции протекают доста­ точно быстро только при повышенных температурах и поэтому исходные вещества предварительно подогревают. Энергия рас­ ходуется также на проведение эндотермических реакций. В се­ бестоимости многих химических продуктов, например хлора, фосфора, карбида кальция, доля расходов на энергию достигает 50% и более. Проблеме уменьшения удельного расхода энергии в настоящее время уделяется очень большое внимание. В хими­ ческих цехах устанавливают паровые котлы, паровые турбины, теплообменники, в которых вода или другие вещества нагрева­ ются за счет теплоты, уносимой продуктами реакции. Химические цехи превращаются в энергохимичеекпе. При бережном отноше­ нии к энергии можно производить многие химические продукты (аммиак, азотную кислоту и др.) за счет использования теплоты химических реакций.

Для учета расхода энергии составляют энергетические балан­ сы, которые позволяют установить, как используется энергия, где она теряется, и наметить пути уменьшения потерь. В каче­

нолопія идет по пути удовлетворения насущнейших потребностей человечества — обеспечения людей одеждой, обувью.

Пути развития химии и химической технологии тесно пере­ плетены. Не следует думать, что химическая технология идет следом за химией, используя ее достижения для разрешения назревших производственных задач. В действительности связи и взаимные влияния обеих этих наук значительно более сложны. Так, потребности производства поставили перед химической тех­ нологией проблемы разработки контактного способа производст­ ва серной кислоты, синтеза аммиака, высокополимеров, что в свою очередь способствовало развитию химических наук: химиче­ ской термодинамики, химической кинетики, катализа, химии вы­ сокомолекулярных веществ. Опираясь на эти науки, химическая технология дает ответы на выдвигаемые жизнью вопросы.

Современный этап развития химической технологии характе­ ризуется поднятием ее на более высокий уровень. Ее внимание приковывается к открытию общих закономерностей управления химическими реакциями на производстве. В этом направлении она уже продвинулась вперед, но находится еще в начале пути. Однако быстрые темпы развития химической промышленности на современном этапе объясняются тем, что решение новых тех­ нологических проблем все более опирается на общие закономер­ ности химической технологии.

Вопросы и задания

В книге вы обнаружите разделы под приведенным выше названием. В них обобщается рассмотренный ранее материал и на его основе формулиру­

личеству и ассортименту продукции план. Качество продукции должно удов­