Добро
пожаловать на наш сайт!
ПОЗНАНИЕ
ПРОДОЛЖАЕТСЯ...
15.04.2019 21:37 дата обновления страницы
Техника. Экономика
Дата создания сайта:
08/12/2012
Дата создания
сайта: 08/12/2012 Дата обновления главной страницы:
15.04.2019 21:37
icq:
613603564
Современный химический комбинат
Перед нами почти фантастический город из металлических башен,
шарообразных цистерн, зданий из стекла и бетона. И все это густо
переплетено толстыми и тонкими трубами, мостиками, переходами,
пересекается прямыми, как стрела, асфальтовыми дорогами. Эту панораму
даже с высоты не окинешь сразу взглядом. Так выглядит современный
химический комбинат.
На заводах химической индустрии производят самые различные вещества:
кислоты и щелочи, соли многих химических элементов, минеральные
удобрения и взрывчатые вещества, лаки и краски, пластмассы и резиновые
изделия. В их продукции нуждаются все отрасли нашего народного
хозяйства.
Большинство современных химических заводов - это царство высоких
давлений и температур. Следить за производственным процессом на таком
заводе могут только приборы. Они наблюдают за химическими реакциями,
протекающими в закрытых аппаратах, вовремя направляют процесс,
предупреждают аварии, сигнализируют о нарушениях в ходе производства.
Нередко цехи и отделения комбината тянутся на несколько километров.
Чтобы попасть из одного цеха в другой, приходится ехать на автомобиле. И
каждый такой цех выпускает свою продукцию, имеет свой технологический
процесс, свое сложнейшее оборудование. А комбинат выпускает десятки,
даже сотни видов продукции. Все процессы здесь идут непрерывно, потоком,
один за другим, в закрытых аппаратах и трубопроводах, без
непосредственного участия человека.
В этом - одна из основных особенностей химической промышленности,
которая открывает огромные возможности для комплексной автоматизации
всего производства. Отсюда поточная технология шагнула в другие отрасли
производства. В машиностроении, например, теперь также стремятся
внедрить поток - расчленить производство машин на мелкие операции, чтобы
изготовление деталей легко было автоматизировать, а затем автоматически
их собирать в крупные узлы. Поточную технологию можно
увидеть и в шахте, и на нефтепромыслах, и на металлургическом заводе, и
в электронной промышленности. Значит, и на таких предприятиях можно
внедрять комплексную автоматизацию,
Современный химический комбинат - высокоавтоматизированное предприятие.
Аппараты здесь насыщены множеством автоматических датчиков, которые
следят за всеми температурами и давлениями в закрытых сосудах и передают
данные на управляющие машины и пульты управления.
"Умные" машины (уже знакомые нам ЭВМ), получая такие сигналы датчиков,
мгновенно принимают решения и дают команду на исполнительные приборы -
поднять или снизить давление, добавить катализатор, закрыть заслонку в
трубопроводе и т. д. Дежурным операторам на пультах управления остается
только внимательно следить за показаниями приборов и быть готовыми
быстро вмешаться в случае неисправности.
В оборудовании диспетчерского пункта используются последние достижения
инженерной психологии, технической эстетики, кибернетики. И конечно, без
достижений электроники такая автоматизация была бы неосуществима.
Ну а сами аппараты, где идут сложнейшие химические процессы,
было бы невозможно сделать без достижений металлургии, машиностроения,
самой химии, энергетики и других областей техники. Ведь эта аппаратура
должна выдерживать давления в сотни атмосфер и температуры в несколько
сотен градусов. Да к тому же в ней часто находятся жидкости, которые
быстро разъедают металл.
А чтобы создать большие температуры и давления, нужно очень много
энергии, необходимы могучие компрессоры, вакуумные аппараты, насосы и
другая не менее сложная техника.
И это только в одном цехе. А в масштабах всего комбината? Тут создается
целый вычислительный центр - мозг предприятия. Он ведет оперативное
управление производством, рассчитывает зарплату каждому работнику,
учитывает запасы сырья на складах и выход готовой продукции, планирует
работу на будущее... Трудно даже перечислить все обязанности такого
"мозга"! Он заменяет сотни людей и делает все значительно быстрее и
лучше.
Познакомимся с современным заводом, производящим аммиак, азотную кислоту
и азотные удобрения.
О сырье здесь нет заботы: его получают из... воздуха и воды. Из воздуха
- азот, а из воды (или метана) - водород. Оба эти газа необходимы для
производства аммиака (NH3).
Полученные в чистом виде азот и водород хранятся по отдельности в
огромных газохранилищах, вмещающих десятки тысяч кубометров газа. В
третьем газохранилище приготовляют их смесь - в той пропорции, в какой
они входят в молекулу аммиака, - на три части водорода одна часть азота.
Но нужно добиться, чтобы оба газа химически соединились. На помощь
приходят высокое давление, высокая температура и железо, обработанное
особым образом Аппараты, где происходит эта химическая реакция,
напоминают артиллерийские орудия большого калибра. И не удивительно.
Ведь они должны выдерживать огромное давление, достигающее 1000 атм, и
температуру свыше 500°.
Следующий очень важный процесс - производство азотной кислоты из аммиака
путем его окисления. Так получают два главных продукта для производства
минеральных азотных удобрений - аммиак и азотную кислоту.
Затем путем взаимодействия азотной кислоты с аммиаком получают широко
распространенное удобрение - аммиачную селитру (NH4NO3). А из аммиака и
углекислого газа - другое очень ценное концентрированное азотное
удобрение - карбамид (мочевину). Он содержит около 50% азота, который
легко усваивается растениями. Карбамид - также питательная добавка к
кормам.
Одна из характерных особенностей современной химической индустрии -
огромные, почти неограниченные возможности использования дешевого,
массового сырья для производства химических продуктов. Ярким примером
может служить химическая переработка угля и нефти. Только из этих двух
видов массового сырья химики получают сотни самых разнообразных, очень
ценных веществ, производят различные товары народного потребления. Как
же их получают?
Один из способов - перегонка нефти. Сырую (т. е. добытую из земных недр)
нефть нагреванием разделяют на фракции. В каждую фракцию входят
углеводороды, близкие друг другу по температуре кипения. Первая фракция
- бензин, в нее входят наиболее летучие углеводороды. Затем идут
лигроин, керосин, газойль, соляр, смазочные масла и масла специального
назначения. Последняя, самая тяжелая фракция - мазут и гудрон.
Перегонку нефти ведут в трубчатых установках. Каждая такая установка
состоит из двух частей - трубчатой печи, в которой нефть нагревается, и
ректификационной колонны для разделения нефти на отдельные продукты.
Нагретая в трубчатой печи нефть в виде смеси жидкости и пара поступает в
ректификационную колонну. Высота ее достигает десятиэтажного дома.
Внутри этой колонны имеется несколько десятков (до 40) специальных
устройств - тарелок. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх,
проходят через трубочки в тарелках и, охлаждаясь, сжижаются.
Самые тяжелые углеводороды, кипящие при температуре выше 300°,
собираются внизу. Это - мазут. Несколько выше, на первых тарелочках,
превращаются в жидкость пары тех углеводородов, которые кипят при
температуре около 300°; они образуют соляровое масло. Более летучие
углеводороды, кипящие при 200-250°, собираются еще выше - это керосин. С
самого верха ректификационной колонны получают бензин.
Установка работает непрерывно: в печь подают все новые и новые порции
нефти, а из колонны забирают нефтепродукты.
Кроме перегонки, существуют также химические методы переработки нефти -
крекинг (расщепление) и пиролиз (разложение при высокой температуре).
При перегонке химический состав нефти остается неизменным, а химические
способы переработки дают возможность получать и такие продукты, которых
нет в сырой нефти. Выход бензина при этом возрастает в 2- 3 раза.
В таких емкостях хранится сырье и жидкая продукция
нефтеперерабатывающего завода.
Как при
крекинге, так и при пиролизе нефть (или одна из ее фракций) перегоняется
при температуре, когда составляющие ее углеводороды разлагаются. Это
дает возможность получать из тяжелых более легкие углеводороды.
Например, нагревая мазут до 400-500° и повышая давление до нескольких
десятков атмосфер, можно получить из него бензин и керосин. Другими
словами, при этом происходит распад молекул: тяжелые и сложные молекулы
углеводородов, входящих во фракцию мазута, расщепляются на более легкие
и менее сложные.
Современные нефтеперерабатывающие заводы оснащены множеством
автоматически действующих приборов и установок. Уже созданы заводЬ1, где
все управление процессами переработки нефти передано в руки "умных"
машин.
В настоящее время нефтехимия дает народному хозяйству почти четверть
всей продукции химической промышленности. Нефть - это теперь и ростовые
вещества, и безопасное небьющееся стекло, и искусственная шерсть, и
искусственная кожа... Вещества, получаемые из нефти, заменяют медь и
стекло, и камень, и сталь.
Е.В. Дубровский
В.А. Мезенцев
Размещение фотографий и
цитирование статей с нашего сайта на других ресурсах разрешается при
условии указания ссылки на первоисточник и фотографии.
