Методы переработки жидкого топлива (нефти) делят на две группы - физические и химические.
Физические методы переработки основаны на использовании физических свойств фракций, входящих в состав нефти. Химические реакции при этих методах переработки не протекают. Наиболее распространенным физическим методом переработки нефти является ее перегонка, при которой нефть разделяют на фракции.
Химические методы переработки основаны на том, что под влиянием высоких температур и давления в присутствии катализаторов углеводороды, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах, претерпевают химические превращения, в результате которых образуются новые вещества. Это термический и каталитический крекинги.
Термический крекинг - химический метод переработки нефти, суть которого заключается в расщеплении длинных молекул тяжелых углеводородов, входящих в высококипящие фракции, на более короткие молекулы легких продуктов. Термический крекинг протекает при высоких температурах (450-500 °С) и повышенном давлении. Термический крекинг, проводимый при температуре (670-1200 °С) и при атмосферном давлении, называется пиролизом.
Каталитический крекинг основан на применении катализатора, который позволяет снизить температуру крекинга. Катализаторами служат глины типа бокситов, а также синтетические алюмосиликаты. Температура крекинга – 450-500 °С. Процесс идет при повышенном давлении.
Разновидностью каталитического крекинга является риформинг. Катализатором служит платина, нанесенная на окись алюминия.
|
|
|
Вышеописанные методы переработки естественных топлив позволяют получать искусственные топлива и различные нефтепродукты.
В результате коксования углей получают следующие продукты:
1. Кокс - продукт темно-серого цвета, пористость которого составляет 45-55 %, содержит 97-98 % углерода.
а) доменный кокс (диаметр более 40 мм);
б) литейный кокс (диаметр от 25 мм);
в) коксовый орешек (диаметр 10-25 мм) применяется для производства ферросплавов;
г) коксовая мелочь (диаметр менее 10 мм) применяется для агломерации;
2. Обратный коксовый газ содержит 60 % водорода и 25 % метана, остальное - азот, окись углерода, углекислый газ, кислород, непредельные углеводороды. Применяется дня подогрева воздушного дутья в доменных печах, для обогрева сталеплавильных, коксовых и других-печей; служит также сырьем для производства водорода и аммиака.
3. Сырой бензол состоит из бензола, толуола, ксилола, сероуглерода, фенолов и др. Вещества, входящие в состав сырого бензола, широко используются в производстве полимеров, красителей, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ, ядохимикатов и др.
4. Каменноугольная смола является смесью ароматических углеводородов, Ее используют для производства красителей, химических волоком, пластических масс, в фармацевтической промышленности, а также для производства различных технических масел.
|
|
|
В результате прямой перегонки нефти получают продукты, разделяемые на три группы: топливные фракции, масляные дистилляты и гудрон.
Топливные фракции (температура кипения от 150 до 400 °С) - это бензины, лигроины, керосины, газойль и мазут. Масляные дистилляты - это фракции с температурой кипения от 350 до 550 °С; применяются для получении смазочных и специальных масел. Гудрон - полупродукт для получения битумов и кокса.
При крекинге получают: крекинг-бензины, крекинг-газы и крекинг-остаток (смолистые и асфальтовые вещества).
В коксохимической и нефтеперерабатывающей отрасли промышленности затраты на сырье составляют 50-75 %. Следовательно, основным фактором, влияющим на себестоимость является снижение затрат на тонну выпускаемой продукции, которое можно осуществить совершенствованием технологических процессов переработки нефти и кокса, применением каталитических процессов, более совершенных аппаратов и комплексной автоматизации, что ведет к сокращению капитальных затрат, затрат на энергию и пар, повышение производительности труда.
|
|
|
8.5. Технологические процессы производства полимерных материалов и пластмасс
Полимерами называются продукты химического соединения одинаковых молекул в виде многократно повторяющихся звеньев. Молекулы полимеров состоят из десятков и сотен тысяч атомов. К полимерам относятся: целлюлоза, каучуки, пластмассы, химические волокна, лаки, клеи, пленки, различные смолы и др.
По своему происхождению полимерные материалы делятся на природные и синтетические. Кприродным относятся: крахмал, канифоли, белки, натуральный каучук и др. Основную массу полимерных материалов, применяемых в современной промышленности, составляют синтетические полимеры. Они получаются с помощью реакций полимеризации (без образования побочных продуктов), например получение полиэтилена, и поликонденсации (с образованием побочных продуктов), например получение фенолформальдегидных смол.
Получение полимеров по реакции полимеризации осуществляется следующим процессом. В реакцию полимеризации вступают органические вещества, содержащие в молекуле двойные связи. Под воздействием света, тепла, давления иди в присутствии катализаторов молекулы веществ за счет раскрытия двойных связей соединяются друг с другом, образуя полимер.
|
|
|
При получении полимеров по реакции поликонденсации в реакцию вступают два мономерных продукта с образованием полимера и побочного продукта.
Среди полимерных материалов особое место принадлежит пластмассам. Это материал, в состав которого в качестве основного компонента входят высокомолекулярные синтетические смолы. Их получают путем химического синтеза простейших веществ, извлекаемых из столь доступного сырья, как уголь, известь, воздух, нефть.
Главное преимущество использования пластмасс по сравнению с другими материалами - это простота переработки их в изделии. Присущие им пластические свойства позволяют с помощью пресс-автоматов, автоматов для литья и др. изготавливать в час сотни деталей сложных конфигураций. При этом расход материалов минимальный (практически кет отходов), уменьшается количество станков и обслуживающего персонала, сокращается расход электроэнергии. Ввиду этого требуется значительно меньше капиталовложений в организацию производства изделий из пластмасс.
Все вышеперечисленные достоинства пластмасс определили высокую технико-экономическую эффективность их использования и способствовали тому, чтобы в современном производстве эти материалы стали не только заменителями дорогостоящих металлов и сплавов, но
Пластмассы широко применяются в народном хозяйстве: в машиностроения, приборостроении, электро- и радиотехнике, быту и т. п. Они сочетают в себе ряд ценных свойств: являются хорошими диэлектриками, теплоизоляционными материалами, могут иметь низкую плотность, высокую коррозионную стойкость, легко формуются в изделия, могут заменять металлы и сплавы, имеют невысокую стоимость.
Методы переработки пластмасс и изготовления пластмассовых изделий зависят от отношения пластмасс к температуре. Выделяют термопластичные и термореактивные пластмассы.
К термореактивным относятся пластмассы, которые при нагревании до определенной температуры размягчаются, а затем переходят необратимо в неплавкое и нерастворимое состояние. Термореактивные пластмассы после отвердевания не могут быть переработаны повторно и поэтому называются необратимыми. Примером термореактивных пластмасс могут служить фенопласты.
Изделия из термореактивной пластмассы получают методом прессования в пресс-формах. Последние имеют внутреннюю полость, соответствующую форме и размерам будущего изделия, и обычно состоят из двух разъемных частей - матрицы и пуансона. Матрица укрепляется на нижней плите пресса, пуансон - на подвижном ползуне пресса. Отмеренное количество пресс-порошка, нагретого до 90-120 ˚С, подается в матрицу, имеющую температуру, необходимую для прессования. Под воздействием тепла от нагретой матрицы полимер размягчается и приобретает необходимую пластичность. Под действием пуансона размягченный материал заполняет полость пресс-формы. При этом в термореактивной смоле проходят сложные химические превращения, приводящие к образованию неплавкого материала. Затвердевание изделия происходит в форме, находящейся под давлением. После определенной выдержки изделие извлекается из пресс-формы. Температура, давление и время прессования определяются свойствами прессуемых материалов. Кроме того, для переработки термореактивных пластмасс применяют и метод выдавливания, или экструзию. Этим методом получают изделия плоской (листы, пленки) или цилиндрической (стержни, трубы) формы.
Для получения изделий из термопластичной пластмассы применяют следующие способы: литье под давлением, экструзию (выдавливание) и формование из листа. Их применение обусловлено термопластичностью материала.
Наиболее применимый способ переработки термопластичных пластмасс - литье под давлением. Выполняется на специальных литьевых машинах. Порошкообразный или гранулированный полимер подается, а обогреваемый цилиндр литьевой машины, где и расплавляется. При охлаждении термопластичный полимер застывает и приобретает вид детали.
Также при переработке пластмасс в изделия применяют формовку, штамповку, механическую обработку резанием, выдувание пустотелых изделий. Все способы характеризуются коротким технологическим циклом, небольшими затратами труда и легкостью автоматизации.
Химические волокна - это полимерные материалы, имеющие форму тел, длина которых во много раз превышает размеры их поперечного сечения. Делятся на две группы - искусственные и синтетические.
Искусственные получают из природных высокомолекулярных соединений - целлюлозы, казеина и др., синтетические - из высокомолекулярных соединений, полученных путем химических реакций из мономеров. Химические волокна превосходят натуральные по прочности они легче по весу, не подвержены гниению, Их себестоимость значительно ниже.
Основным сырьем для производства искусственных волокон служит целлюлоза - природный полимер, входящий в состав paстительных клеток и образующий твердый остов растений. В сухой древесине содержится 45-55 % целлюлозы. Наиболее ценные ее сорта получают из хвойных деревьев. Путем химической обработки целлюлозы получают такие волокна, как вискозное и ацетатное, применяемые для производства тканей. Кроме прочего ацетатное волокно обладает диэлектрическими свойствами.
Синтетические волокна получают из синтетических высокомолекулярных смол. Большую группу составляют полиамидные волокна капрон, нейлон. Они характеризуются высокой прочностью, эластичностью, стойкостью к действию щелочи, электроизоляционной стойкостью. К группе полиэфирных волокон относится лавсан. Он используется для производства тканей, трикотажных изделий, электроизоляционных материалов. Отличается высокой механической прочностью.
Технологический процесс получения химических волокон включает следующие стадии:
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!