Сырьевые ресурсы химического производства

С 28 января по 2 февраля 2013 г.

Обзорных лекций 5 курса экономического отделения

РАСПИСАНИЕ

специальности «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»

Дата	Время	Наименование дисциплины	Ф.И.О. преподавателя	Ауд.
28 января, понедельник	08.30-10.00
10.10-11.40	Аудит	Нефедьева А.А.
12.00-13.30	Аудит	Нефедьева А.А.
13.50-15.20	Аудит	Нефедьева А.А.
15.30-17.00
29 января, вторник	08.30-10.00
10.10-11.40	Бухгалтерская (финансовая) отчетность	Нефедьева А.А.
12.00-13.30	Бухгалтерская (финансовая) отчетность	Нефедьева А.А.
13.50-15.20	Бухгалтерская (финансовая) отчетность	Нефедьева А.А.
	15.30-17.00
30 января, среда	08.30-10.00	Бухгалтерский (финансовый) учет	Николаева С.С.
10.10-11.40	Бухгалтерский (финансовый) учет	Николаева С.С.
12.00-13.30	Бухгалтерский (финансовый) учет	Николаева С.С.
13.50-15.20
31 января, четверг	08.30-10.00	Комплексный экономический анализ	Николаева С.С.
10.10-11.40	Комплексный экономический анализ	Николаева С.С.
12.00-13.30	Комплексный экономический анализ	Николаева С.С.
13.50-15.20
15.30-17.00
17.10-18.40
1 февраля, пятница	08.30-10.00
10.10-11.40	Налоги и налогообложение	Карагяур И.С.
12.00-13.30	Налоги и налогообложение	Карагяур И.С.
13.50-15.20	Налоги и налогообложение	Карагяур И.С.
15.30-17.00
2 февраля, суббота	08.30-10.00	Бухгалтерский (управленческий) учет	Мамасуев А.А.
10.10-11.40	Бухгалтерский (управленческий) учет	Мамасуев А.А.
12.00-13.30	Бухгалтерский (управленческий) учет	Мамасуев А.А.
13.50-15.20
15.30-17.00
17.10-18.40

Зам. директора по УМР ______________Т.Г. Мазур

Начальник учебной части ___________И.С. Карагяур

Сырье (переменный компонент производства) - вещества и материалы, подвергшиеся ранее воздействию труда и предназначенные для дальнейшей переработки.

Это определение можно пояснить на примере: нефть, прежде чем использовать ее в качестве сырья, необходимо добыть из месторожде­ния.

Сырьевые ресурсы - источники сырья для переработки в промыш­ленном производстве.

Источниками сырья для химической промышленности являются природные материалы, полупродукты и вторичное сырье (рис. 1).

Источником природных материалов является окружающая нас сре­да - земные недра, гидросфера и атмосфера; растительный и живот­ный мир.

Рис. 1. Сырьевые ресурсы химической промышленности

Промышленные природные материалы классифицируют:

1) по происхождению: минеральные, растительные и животные;

2) по запасам: невозобновимые и возобновимые;

3) по химическому составу: неорганические и органические;

4) по агрегатному состоянию: твердые, жидкие и газообразные.

Минеральное сырье - добываемые из земных недр полезные иско­паемые для дальнейшей переработки в промышленности в требуемые продукты. Они залегают в литосфере на глубине до 10 км и представля­ют собой различные минеральные ассоциации в виде осадочных, из­верженных и метаморфических горных пород. Многие элементы вхо­дят в химический состав литосферы, но лишь восемь из них слагают ос­новную массу. Ниже приведено их примерное содержание в % (мае):

О Si Al Fe Ca Na К Mg

47 28 9 5 4 3 3 2

Остальных элементов содержится менее 1%.

Минеральное сырье принято делить на три вида: рудные, нерудные и горючие ископаемые.

Рудное минеральное сырье представляет собой горные породы и ми­нералы, содержащие извлекаемые металлы. В ходе переработки мно­гих видов рудного сырья наряду с металлами производят также хими­ческие продукты. Классический пример — получение серной кислоты при производстве меди, цинка, никеля из серосодержащих руд.

Нерудное минеральное сырье — не содержащие металлы горные поро­ды, или содержащие в количествах, не пригодных для получения этих металлов заводским путем. Из этого вида сырья производят использу­емые в производстве химические, строительные и другие материалы. Галит (поваренная соль NaCl) — нерудное сырье в производстве каус­тической соды NaOH и хлора; серный колчедан (пирит FeS₂) и сера -в производстве серной кислоты; апатит и фосфорит (группа фосфорсо­держащих минералов, например, Ca₅(PO₄)₃F) — в производстве фос­форной кислоты.

Горючее минеральное сырье содержит в своем составе углерод, поэто­му его также называют углерод содержащим. К этому виду сырья отно­сят угли, нефть, горючие сланцы, природный газ. Они способны сго­рать в кислородсодержащей среде и потому служат источниками теп­ловой энергии. Из-за этого их также называют топливным сырьем. Го­рючее минеральное сырье - основа для очень широкой гаммы продук­тов химических производств. Нефть - смесь предельных и непредель­ных, алициклических и ароматических и др. углеводородов — является сырьевой базой для группы химических производств, вырабатываю­щих бензин, мазут, моторное и дизельное топливо, обобщенно назы­ваемых нефтепереработкой. Природный газ используется как сырье в производстве удобрений, пластических масс и других продуктов химической промышленности. Уголь, природный газ, сланцы перерабаты­вают в разнообразные промежуточные продукты для процессов орга­нического синтеза и других химических производств. Значительный интерес в последнее время вызван к углю как сырью, альтернативному нефти, разработаны методы его превращения в жидкие углеводороды (их смесь иногда называют «искусственная нефть»), моторное топливо.

Воздух и вода. Не только литосфера является сырьевой базой хи­мической промышленности. Условно принимают, что земная кора включает атмосферу до высоты 15 км, гидросферу и литосферу, поэто­му воздух атмосферы и вода гидросферы также являются сырьем хи­мической промышленности. Компоненты воздуха — азот (его содер­жание около 79%) и кислород (около 21%) - используют для произ­водства аммиака, а также во многих окислительных процессах. Вода не только непосредственно является реагентом во многих химических процессах, но и служит источником получения водорода и кислорода. Из высококонцентрированных соляных растворов (рапы) морских за­ливов (лагун) получают йод и бром. Также воду применяют как вспо­могательный материал для приготовления растворов твердых, жидких и газообразных веществ, в качестве абсорбента при очистке газов.

Растительное и животное сырье имеет происхождение, соот­ветствующее их названию. Растительное включает древесину, карто­фель, подсолнечник, сахарную свеклу, хлопок, лен, коноплю, отходы первичной обработки сельскохозяйственной продукции (подсолнеч­ная, хлопковая лузга). Животное представляет собой шерсть, кожу, жиры. Растительное сырье претерпевает следующие превращения: пе­реработка его высокомолекулярных компонентов в неизменном или модифицированном виде (производство пластмасс, волокон); пиро­лиз с получением газообразных и жидких продуктов (оксид углерода, водород, масляные фракции); каталитическое, в частности, фермента­тивное, расщепление полимерных компонентов с образованием орга­нических продуктов (этанол, фурфурол, фенолы, кормовой белок и др.). Растительное и животное сырье перерабатывают в продукты пи­тания (пищевое сырье), в бытовые и технические продукты.

Невозобновимое сырье не восстанавливается совсем или вос­станавливается значительно медленнее, чем расходуется. К нему отно­сится минеральное сырье, использование которого неизбежно приво-дщ, к его исчерпыванию. Уже сейчас очевидно истощение ресурсов природной нефти в ближайшие десятилетия при ее добыче современ­ными темпами. Практически исчерпаны природные запасы селитры как источника связанного азота, с начала столетия его получают из свободного азота воздуха в виде аммиака.

Возобновимое сырье включает в себя и растительное и животное, некоторые виды минерального сырья (например, соли, осаждающие ся в озерах и морских лагунах). Растениями земного шара методом фо­тосинтеза ежегодно связывается 2-Ю¹¹ т углерода, идущего на воспро­изводство растительного и животного сырья. Восстановление возоб­новимого сырья идет с разной скоростью, однако его темпы должны соответствовать темпам его расхода. Иначе оно станет невозобновимым.

Полупродукты - вещества и материалы, являющиеся продуктом в одном производстве и исходным в другом.

Например, продукт производства аммиак может выступать в каче­стве продукта потребления — удобрения, непосредственно вносимого в почву, так и полупродукта - сырья для производства азотной кислоты. В свою очередь, азотная кислота может быть продуктом потребления, например, в текстильной промышленности, и полупродуктом — сырь­ем в производстве селитры. На рис. 2.3 показаны возможные пути ис­пользования аммиака, полученного из природного сырья.

Бензол, продукт переработки нефти или угля, является полупро­дуктом — сырьем в производстве алкилбензолов.

Масла, извлекаемые из растительного сырья, в дальнейшем ис­пользуют в производстве мыла, лакокрасочных материалов, вспомога­тельных веществ для легкой промышленности.

Нефть как сложная многокомпонентная смесь углеводородов явля­ется самым многоассортиментным минеральным рырьем. Продукты нефтепереработки - исходные вещества для многочисленных техно­логических процессов нефтехимической промышленности и произ­водств органического синтеза. На рис. 2 приведена схема использо­вания нефтяного сырья в производстве полимерных материалов.

Рис. 2. Использование синтетического аммиака

Рис.3. Использование нефтяного сырья в производстве полимерных материалов

В абсолютном большинстве производств исходными веществами являются полупродукты. Поэтому обычно и природные материалы, и полупродукты называют первичным сырьем.

Вторичное сырье — исходные в производстве вещества и матери­алы, являюь чеся отходами других производств и потребления. Их ис­точниками Я1 яются отходы производства и отходы потребления.

Отходы производства — остатки сырья и вспомогательных матери­алов, которое утратили свои первоначальные качества, а также про­дукты, не.вляющиеся целью производственного процесса.

Отходы потребления — бывшие в употреблении вещества и изделия, восстановление которых экономически нецелесообразно.

Основные пути использования отходов производства и потребле­ния в промышленном производстве следующие:

1) регенерация непрореагировавшего сырья и материалов с после­дующим возвратом в производство;

2) извлечение ценных компонентов как продуктов производства;

3) выделение компонентов и придание им с помощью специальных операций товарной ценности;

4) использование отходов в качестве вторичного сырья в других производствах или других отраслях промышленности.

Во всех случаях предполагается одно из двух назначений вторично­го сырья как исходного компонента:

а) вторичное сырье частично или даже полностью заменяет пер­вичное в каком-либо производстве;

б)на основе вторичного сырья создается новый химико-технологический процесс.

Очевидно, использование вторичного сырья сберегает природные ресурсы. Классическим примером является полная замена природной селитры на синтетическую, полученную из аммиака, производимого из природного газа и воздуха. Когда в 30-х годах возникла проблема с обеспечением удобрениями посева хлопчатника в Узбекистане, было создано производство селитры из воздуха и воды! Воздух служил сырь­ем для получения азота глубоким холодом, а вода — сырьем для полу­чения водорода электролизом и источником энергии для этих энерго­емких процессов. Этого было достаточно, чтобы синтезировать амми­ак, из него - азотную кислоту и далее из аммиака и азотной кислоты — селитру, ценное удобрение. Другой пример: из отходящих газов цвет­ной металлургии и процессов обессеривания нефти производится до 30% серной кислоты.

Химический состав и агрегатное состояние сырья определяют на­правления и способы его обработки.

Основные технологические процессы переработки сырья и получа­емые из него продукты, естественно, зависят от химического состава сырья. Агрегатное состояние перерабатываемого материала определя­ет, в основном, метод его транспортировки и подготовки к переработ­ке. Газообразное сырье поставляется к месту переработки в основном по газопроводам, жидкофазное - по трубопроводам или в цистернах (железнодорожных или автомобильных), твердое сырье перевозят на­земным транспортом или доставляют, например, ленточными транс­портерами.

Обогащение твердого сырья. Добываемое из недр земли сырье, кро­ме целевых компонентов, содержит бесполезные (пустая порода) и вредные примеси. В большинстве случаев содержание примесей отно­сительно велико, поэтому приходится проводить обогащение сырья — отделение от него пустой породы. Оно необходимо для уменьшения затрат на переработку сырья, улучшает качество продукта и уменьша­ет транспортные расходы.

Полученные полезные ископаемые, как правило, сначала измель­чают. Затем образующиеся зерна подвергают дальнейшему разделе­нию, используя индивидуальные свойства компонентов породы.

Существуют различные способы обогащения сырья. Основные из них и примеры их применения следующие. Твердая порода, содержа­щая минералы различной прочности, образует при измельчении зерна различного размера, которые рассеивают на грохотах — ситах с отвер­стиями разных размеров (грохочение). Применяют при обогащении фосфатных руд.

Измельченные зерна минералов и пустых пород могут разли­чаться своей плотностью. Их разделяют в определенных средах: в тяжелой жидкости, потоке воды или воздуха (гравитационное обо­гащение).

Используя различие зерен в магнитной проницаемости или в элек­трической проводимости, используют электромагнитное и электро­статическое обогащение: проходя на транспортере магнитное или эле­ктрическое поле, фракции разделяются. Метод применяют для неко­торых видов рудного сырья.

Флотация (англ. «float» - плавать на поверхности/ наиболее широ­ко применяемый способ обогащения. Он основан на различной сма­чиваемости водой частиц минерального сырья. Во флотационную ма­шину поступает смесь воды и мелких частиц обогащаемой руды (пуль­па) и подается воздух. Гидрофобные (не смачиваемые водой) частицы прилипают к пузырькам воздуха и выносятся вместе с ними на поверх­ность, образуя пену, которая удаляется специальным устройством. В пульпу добавляют специальные добавки, позволяющие регулировать смачиваемость частиц. Применяют для разделения полиметаллических сульфидных руд, отделения пустой породы от нефелина и обога­щения многих других минералов.

Для обогащения используют также различие и других свойств ком­понентов минерального сырья, к которым относятся: плавкость (тер­мическое обогащение), химическая активность (химическое обогаще­ние), растворимость в некоторых жидкостях (экстракция). В промыш­ленности эти способы применяются для обогащения твердого мине­рального сырья. Например, при нагревании серосодержащей руды легкоплавкая сера раньше других переходит в жидкое состояние и от­деляется (термическое обогащение). Химическим обогащением удаля­ют балластные органические примеси при обжиге твердой породы. Экстракция - один из основных методов извлечения редких металлов из минерального сырья.

Разделение жидких и газовых смесей. Жидкие и газовые смеси раз­деляют, используя различия температур кипения, растворимости, сорбционных, химических и других свойств компонентов смеси.

Наиболее широко разделение таких смесей используется на нефтя­ных месторождениях. Нефть, представляющую собой смесь углеводоро­дов с примесями кислородных, сернистых и азотистых соединений, раз­деляют перегонкой на составные части, или фракции, - бензин, лигро­ин, керосин, мазут и т.д. Сернистые соединения бензиновой фракции удаляют с использованием химического метода каталитической гидро­очистки: сернистые соединения в паровой фазе гидрируют на катализа­торе до сероводорода, который далее отделяется при конденсации.

Дата добавления: 2014-01-20