E-Book Overview
Учебно-методическое пособие по химической технологии подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидов химического факультета Воронежского государственного университета. Рекомендуется студентам 4 курса дневного отделения химического факультета ВГУ
E-Book Content
М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т ХИ М И ЧЕ СК И Й Ф А К У ЛЬТ Е Т У чебн о -мето дическо е по со бие по курсу “Химическая тех н о ло гия ” для студен то в 4 курсад/о специальн о сти 011000 «Химия » В О РО Н Е Ж 2003 2 У тверж ден о н аучн о -мето дическим со вето м х имическо го ф акультета 8 я н варя 2003 го да, про то ко л № 1 Со ставитель: К уз н ецо в В .А . П ро грамма по дго то влен а н а каф едре высо ко мо лекуля рн ых со един ен ий и ко лло идо в х имическо го ф акультета В о ро н еж ско го го сударствен н о го ун иверситета. Реко мен дуется студен там 4 курса дн евн о го о тделен ия х имическо го ф акультетаВ о ро н еж ско го го сударствен н о го ун иверситета. 3 Т ехно л о гия “ с вя занно го азо та” А з о тш иро ко распро стран ен в приро де, о н я вля ется о дн им из о сн о вн ых элемен то в белко вых тел – ж иво тн ых и растен ий. В о сн о вн о м о н н ах о дится в атмо сф ере в виде сво бо дн ых мо лекул. П о дсчитан о , что н ад 1 га по верх н о сти Земли н ах о дится о ко ло 80 тыс. т. аз о та. Н о растен ия н е мо гут н епо средствен н о усваивать атмо сф ерн ый аз о т. Д ля их питан ия н ео бх о димы н ео рган ические со един ен ия , раство римые в во де или в слабых кисло тах . М ин еральн о е сырье о чен ь о гран ичен н о испо льз уется для про из во дствааз о тн ых удо брен ий. Главн ым сырьевым исто чн ико м о стается аз о татмо сф еры. П ерево д аз о таиз сво бо дн о го (мо лекуля рн о го ) со сто я н ия в х имически свя з ан н ую ф о рму о пределил н аз ван ие о бласти х имическо й тех н о ло гии – “про из во дство (тех н о ло гия ) свя з ан н о го аз о та” . И з н еско льких спо со бо в свя з ыван ия мо лекуля рн о го аз о та во з дух а в виде аз о то со держ ащ их со един ен ий о сн о вн ым стал аммиачн ый мето д – по лучен ие аммиака из аз о та и во до ро да. Т ео ретические о сн о вы син тез а аммиакабыли з ало ж ен ы в исследо ван ия х Ф . Гарберав Герман ии в 1904-1907 гг. и там ж е в 1913 г. К . Бо ш со з дал первую про мыш лен н ую устан о вку. В о тличие о т аз о та во до ро д в мо лекуля рн о м со сто я н ии по чти н е встречается , н о в свя з ан н о м виде его з апасы велики. И з во ды во до ро д из влекали через газ иф икацию угля и электро лиз о м во ды. В н асто я щ ее время о сн о вн ым исто чн ико в во до ро дая вля ю тся приро дн ый газ и во да. Химическая сх емавклю чаетследую щ ие реакции: паро вая ко н версия метан а CH 4 + H2O = CO + 3H2 ко н версия о ксидауглеро да CO + H 2O = CO2 + H2 син тез аммиака N 2 + 3H2 = 2NH3 В се реакции каталитические, з десь приведен ы то лько о сн о вн ые стех ио метрические уравн ен ия . Ф ун кц ио н альн ые тех н о ло гические по дсистемы вклю чаю тв себя о чистку приро дн о го газ а о тсеро со держ ащ их со един ен ий, ко то рые я вля ю тся каталитическими я дами, и о чистку аз о то во до ро дн о й смеси о то ксидо в углеро да. Бло к-сх ема паро во з душ н о й ко н версии приро дн о го газ ав тех н о ло гическо й н итке про из во дствааммиакапредставлен ан арис.1. О чис тка п р ир о дно го газа о т с ер о с о дер ж ащ их с о единений. Приро дн ый газ со держ итпримеси серо со держ ащ их со един ен ий – меркаптан ы, тио ф ен , серо углеро д, сульф иды, серо во до ро д и др. К ро ме то го , газ о до рирую т– до бавля ю тэтилмеркаптан , о бладаю щ ий сильн ым з апах о м. Со держ ан ие серы н евелико , в средн ем н еско лько деся тко в. Н о серав лю бо м виде о травля еткатализ ато ры, испо льз уемые в про