ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені «химиялық технология»



бет1/10
Дата01.04.2017
өлшемі1,94 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СемЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

3 деңгейілі СМЖ құжаты

ПОӘК

ПОӘК 042-18-34.1.46/03- 2014



ПОӘК

«Химиялық технология»

пәнінің оқу-әдістемелік материалдары


11.09 2014ж.

№ 1 басылым




ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

«ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ»
5В011200 – «Химия» мамандығы үшін
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

Семей


2014

Мазмұны

1

Глоссарий

3

2

Дәрістер

7

3

Зертханалық сабақтар

49

4

Білім алушының өзіндік жұмысы

60


1 Глоссарий

Автокаталитикалық реакция – соңғы өнім немесе аралық өнім катализато рретінде әсер ететін реакция. Мұндай реакциялар үшін жылдамдық уақыт бойынша артады.

Аддукт – АВ типтегі жаңа қосылыс, оның әр молекуласы А және В 2 жеке құраушыларынан тура қосылу арқылы түзілген. Стехиометрия 1:1 қатынастан өзге болуы мүмкін.

Амбиденттілік – 2 реакцияға қабілетті орталықтары бар қосылыстар. Олардың әрқайсысы реакция барысында жаңа байланыс түзуге қабілетті. Бірінші орталықта реакцияда келесі орталықтағы реакцияны баяулатады. Бұл термин біріккен нуклеофилдерге тән. Мысалы: енолят – ион.

Анти – «қарама – қарсы жақта» деген мағынаны білдіретін стереохимиялық қатынас.

Апротонды – не протогенді, не протофильді қабілетпен сипатталмайтын еріткіш.

Ароматтылық – делокализация тұрақтылығы классикалық құрылымның (мысалы, Кекуле құрылымы) гипотетикалық тұрақтылыққа қарағанда жоғары циклді молекула.

Ауыспалы күй – реагент пен өнім арасындағы молярлы Гиббч энергиясы оң күйі. Олардың арасынан реагенттен реакция өнімінен дейін кез келген бағытта атомдар ансамблі өте алуы тиіс.

Бирадикал – әртүрлі атомдардың атомдық орбитальдарындағы 2 жұптаспаған электроны бар формуламен сипатталатын бөлшектің электрондық күйі.

Гетеролиз – 2 байланыстырушы электрон 2 фрагменттің біреуімен қалып, араларындағы байланыстың үзілуі.

Гидратация – молекулаға су немесе су элементінің қосылуы.

Гидрофобты әрекеттесу – сулы ортада көмірсутектердің (немесе еріген заттардағы лиофобты топтар) молекула аралық агрегаттарды түзу тенденциясы.

Гиперконъюгация – ол δ – байланыстардың π – жүйеге өтуі. Ол түсінік карбоний иноы және радикалдарда таралады.

Гомолиз – байланыстың үзілуі. Бұл жағдайда молекуладағы әр фрагмент арасындағы байланыс үзіліп, оларды байланыстыратын бір электрон қалады.

Диссоциация – молекуланың 2 не одан да көп бөлшектерге бөлінуі. Оған мысал ретінде мономолекулалық гетеролиз, иондық жұптың құраушы бос иондарға бөлінуі.

Енгізу реакциясы – келесі типтегі химиялық реакция X–Z + Y –> X–Y–Z. Оған кері реакцияны экструзия деп атайды.

Изомеризация – негізгі өнім негізгі реагенттің изомері болып табылатын химиялық реакциялар.

Изотопты эффект – бір немаесе бірнеше химиялық ұқсас компонеттердің тек қана изотоптық құрамы жағынан әртүрлі болып келетін 2 реакцияның жылдамдық немесе тепе – теңдік константалары.

Ингибирлеу – рагент, катализатор немесе интермедиатқа әсер ететін, зат – ингибитор қосу арқылы реакция жылдамдығын төмендету.

Индукциялық эффект – электростатискалық индукция есебінен атомдар тізбегі бойынша экспериментті түрде зарядты тасымалдау эффектін бақылау. Жазықтық эффектімен шатастырмау.

Иницирлеу – бос радикалдарды генерирлейтін, содан соң тізбекті реакцияға қатысатын процесс немесе реакция.

Интермедиат, аралық өнім – өмір сүру уақыты молекулалық тербелу уақытынан жоғары молекула және реагенттермен әрекеттесіп, одан әрі химиялық реакция өнімін түзетін молекула.

Ион – радикал – электр заряды бар радикал. Оң зарядталған радикалдар «катион – радикал», теріс зарядталған радикалдар «анион – радикал» деп аталады.

Ионизация – бір немесе бірнеше иондардың генерациясы. Мономолекулалық гетеролиз есебінен бейтарап молекулалардың электрондардың жоғалуы нәтижесінде 2 не одан да көп ион түзуі. Келесі нұсқасы – бейтарап молекуланы қамтитын, гереролитикалық орынбасу реакциялары.

RCl + AlCl3 -> R+ + AlCl4-



Карбанион – электрон саны жұп болып келетін және үш валентті көміртек атомындағы бөлінбеген жұп бар немесе үш валентті көміртек атомында бір ғана болса да резонансты құрылымы бар бөлшек аты.

Карбин – электробейтарап бір валентті көміртек атомы 3 байланыспаған электроны бар бөлшек.

Карбокатион – бір немесе бірнеше көміртек атомдарында локализацияланған оң зарядтың артық мөлшері, жұп электрон саны бар катион.

Келісілген процесс – элементарлы сатыда өтетін 2 не одан да көп жай өзгерулер. Яғни, бұл жағдайда жай өзгерулер кезінде кезектескен өзгерулерге қарағанда ауыспалы күйі төмен энергиямен сипатталады.

Конденсация реакциясы – 2 не одан да көп реагенттің қатысумен негізгі өнімнің түзілуі судың немесе жай қосылыстың (аммиак, этанол, күкіртсутек) бөлінуімен қатар жүретін реакция.

Қонақ – молекуланың құрылымындағы молекула ішілік орындарды, ұяшықтарды, тесіктерде орналасқан органикалық немесе неорганикалық ион немесе қосылыс.

Қосылу реакциясы – 2 не 3 әрекеттесуші молекулалардың бір өнім түзуіне әкелетін реакция.

Мезомерлік эффекті – р- немесе орбитальдарын р- немесе  - орбитальдарын басқа молекуламен бөгеуі кезіндегі орынбасу эффектісіни экспериментті түрде бақылау. Бұл бөгеу орынбасушыға немесе кері ауыса алатын электр зарядының делокализациясына әкелуі мүмкін.

Нуклеофиль – 2 байланыстыратын электронды бере отырып, байланыс түзетін реагент.

Нуклеофильділік

  • Нуклеофил болу қасиеті.

  • Қатыстық реакция қабілеттілік

Нуклеофуг – байланыстырушы электрон жұбын алып кететін жылжымалы топ. Мысалы, алкилхлоридтердің гидролизі кезінде СІ- нуклеофуг.

Орынбасу реакциясы – бір атом немесе топ келесі атом немесе топтың орнын басатын элементарлы немесе көпсатылы реакция.

Перициклді реакция – Үздіксіз байланысқан атомдар циклді бірізділік арқылы байланыс түзетін химиялық реакция.

Пиролиз – көбінесе жоғары температурамен байланысты термолиз.

Протон тасымалдаушы реакция – негізгі ерекшелігі – бір реакциялық орталықтан екінші реакциялық орталыққа молекула аралық немесе молекула ішілік протонның тасымалдануы жүретін химиялық реакция.

Радиолиз – жоғары сәулелену энергиясымен әсер ету нәтижесінде бір немесе бірнеше байланыстың үзілуі.

Реакцияға қабілеттік индексі – молекуладағы әртүрлі жағдайдың қатыстық реакциялық қабілеттілігін болжауға мүмкіндік беретін қандай да бір сандық индекс.

Реакцияға қабілеттілік – кинетикалық қасиетін көрететін термин. Белгілі элементарлы сатыда жылдамдық константасы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым қосылыстың реакция қабілеттілігі жоғары болады.

Селективтілік – бір субстраттағы реагентпен анықталатын 2 не одан да көп субстратты немесе 2 не одан да көп жағдайды айыра алу қасиеті. Сандық түрде жылдамдық константаларының қатынасымен немесе ондық логарифммен көрсетіледі.

Сигматропты қайта топтау – ескі δ – байланысының үзіліп, молекулалық қайта топтасу арқылы жаңа δ – байланыстың түзілуі. Көп жағдайда молекуладағы π – байланыстың алмасуы нәтижесінде өтеді, бірақ π және δ – байланыстардың жалпы саны өзгеріссіз қалады.

Тотықсыздану – бір немесе бірнеше электрондардың молекулаға толық ауысуы. Тотығуға кері процесс.

Тізбектің үзілуі – тізбекті реакциядағы интермедиаттың реакция қабілеттілігі бұзылу сатысы, яғни тізбек үзіледі.

Фазааралық катализ – әртүрлі фазаларда орналасқан реагенттердің бірін (анион) реакция жүретін келесі фаза бөлігі арқылы агенттің аздаған мөлшерін қосу кезіндегі реакция жылдамдығының арту құбылысы. Катализаторлар ретінде бейорганикалық иондармен комплекс түзетін қабілеті бар тұздар.

Ыдырау – бір бөлшектің екі не одан да көп фрагменттерге бөлінуі.

Ыдырау реакциясы – негізгі белгісі – молекуладан бимолекулалы атомның (бейтарап немесе зарядталған) бөлінуі арқылы жүретін химиялық реакция.

Электрон акцепторі – өзіне электрон қосып алуға қабілетті қосылыстар.

Электрон доноры – басқа қосылыстарға өзь электронын бере алатын қосылыстар.

Электрон тасымалдау – молекуладағы электрон тасымалдауы жүзеге асырылатын процесс.

Элиминирлеу реакциясы – қосылу реакциясына кері реакция.

2 Дәрістер

Микромодуль 1- Химиялық өндіріс
Дәріс 1, 2 - Химиялық технологияның жалпы сұрақтары. Химиялық өндіріс

Дәріс жоспары:



  1. Химиялық технологияның жалпы сұрақтары.

  2. Химиялық технология түсінігі, ғылымның мазмұны.

  3. Химиялық өндірістің технологиялық және техноэкономикалық көрсеткіштері.

  4. Химия мұғалімдерін дайындау жүйесінде химиялық технологияның сұрақтарын оқытудың ролі.

  5. Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы.

Химиялық технология - жаратылыстық, өнім өндірудің әдістері мен процестері туралы ғылым (қолданыс және өндіріс заттары), мақсатты түрде технологиялық химиялық ауысулардың қатысуымен техникалық, экономикалық және әлеуметтік түрде жүзеге асады.

Химиялық технология ғылым ретінде: оқу пәні – химиялық өндіріс; оқу мақсаты – адамға қажетті өнімдерді өндіру әдістерін мақсатты түрде құру; зерттеу тәсілдері – экспериментальды модельдеу - және жүйелі анализ.

Химиялық технологияны әртүрлі белгілеріне байланысты бөледі – қолданылатын технологиялық процестердің сипатына байланысты, шикізаттың түзілу мен сипатына байланысты, өнімнің сипаты мен қолданылу қасиетәне байланысты.

Химиялық технологияны шаруашылық өмірдегі тарихына байланысты келесі түрге жіктейді:

А. Бейорганикалық химиялық технология

1) негізгі бейорганикалық синтез – қышқылдардың, негіздердің, тұздардың және минералды өнімдердің өндірісі;

2) жұқа бейорганикалық синтез – бейорганикалық препараттардың, реактивтердің сирек элементтердің, электроника материалдардың, дәрілік заттардың және т.б. заттардың өндірісі;

3) ядролық – хисмиялық технология;

4) металлургия - қара және түсті металдардың өндірісі;

5) силикатты өндіріс - тұтқыр материалдардың, керамиғкалық заттардың, шынының өндірісі.

Б. Органикалық химиялық технология

1) мұнай мен газды өңдеу – газ тәрізді сұйық және қатты табиғи көмірсутектердің (жағармай шикізаты) біріншілік өңделуі (біріншілік бөлу, тазарту);

2) мұнайхимиялық синтез – газ тәрізді сұйық және қатты көмірсутектерді, сонымен қатар көміртек және сутек оксидтерін өңдеу негізінде органикалық өнімдер мен жартылай өнімдердің өндірісі;

3) негізгі органикалық синтез – көмірсутекті шикізаттарға негізген органикалық өнімдердің өндірісі;

4) биотехнология – биологиялық процестердің негізінде жем – ашытқыларының, аминоқышқылдарының, ферменттердің, антибиотиктердің және т.б. заттардың өндірісі;

5) нәзік органикалық синтез – органикалық препараттардың, реактивтердің, дәрілік заттардың, өсімдікті қорғайтын заттардың және т.б. өндірісі;

6) жоғары молекулалық технология – жоғары молекулалыө қосылыстарды алу (ситетикалық каучук, пластмасса, химиялық талшықтар, қабат түзуші заттар);

7) өсімдіктік және жануар шикізатын өңдеу технологиясы.

Химиялық өндіріс - қажетті заттарды химиялық ауысулар жолымен шикізатты машиналарды және аппараттарда өңдеу кезіндегі процестер мен операциялардың жиынтығы.

Химиялық өндіріске қойылатын талаптар:



  • Өндірісте қажетті заттарды алу;

  • Экологиялық қауіпсіздік;

  • Эксплуатацияның қауіпсіздігі мен сенімділігі;

  • Шикізат пен энергияны максималды қолдану;

  • Еңбектің максималды өнімділігі.

Шикізатты дайындау алдын ала өңдеуді қажет етеді – ұсату, қоспалардан, компоненттермен араластыру және т.б. Шикізатты дайындау процесі шикізат түріне және ауысы жағдайына байланысты.

Химиялық өндірісте шикізатты өнімге айналдыру үшін өте көп мөлшерде энергия жұмсалады. Осы техника саласына барлық энерго ресурстардың шамамен 15% қолданылады.

Химиялық өндірістің компоненттері:

Ауыспалы компоненттер үнемі қолданылады немесе пайда болады:



  • Өңдеуге түсетін шикізат;

  • Көмекші материалдар;

  • Негізгі және қосымша өнімдер - шикізат өңдеудің нәтижесі;

  • Өндіріс қалдықтары;

  • Функционалды өндірісті қамтамасыз ететін энергия.

Қалыпты компоненттер өндірісте жинақталады (құралдар, конструкциялар) немесе оған қатысады:

  • Аппаратура (машина, аппараттар, арматура, құбыр сымдары);

  • Бақылау және басқару құралғылары;

  • Құрылысты конструкция (құрылыс, ғимарат)

  • Қызмет көрсету персоналы (жұмысшылар, аппаратшиктер, инженерлер, т.б.).

Өндірістік функциялануын қамтамасыз ететін химиялық өндірістің құрамы:

  • Химиялық өндіріс;

  • Шикізатты өнімдерді және басқа материалдарды сақтау орны;

  • Шикізатта өнімдерді аралық заттарды, қалдықтарды тасымалдау;

  • Өндірістік бөлімде қызмет ететін персонал;

  • Басқару, қамтамасыз ету және қауіпсіздік жүйесі.

Үзіліссіз жоғары тонналы өндірістерді өнім үйінді түрінде сақталады. Ылғалдылық режимін сақтамау, олардың жабысуна, ал ыдырау процестері көп үйілген үйінді заттарының өздігінен қызуына және ары қарай өздігіенен жануына әкеледі.

Химия – технологиялық процесс - бастапқы заттарды мақсатты түрде өнімге өңдеу кезіндегі химиялық және физико – химиялық процестердің бірізділігі.

Химия – технологиялық процесстер келесі бөлек процестермен операцияларға жіктеледі:

Механикалық және гидромеханикалық процестер – материалдарды орын ауыстыру, оларды формалары мен размерлерінің өзгеруі, ағымдардың сығылуы, жайылуы, ығысуы мен бөлінуі. Бұлардың барлығы өңделетін материалдардың химиялық және фазалық құрамының өзгеруінсіз жүрады. Бұл процестерді жүзеге асырушы тасымалдаушылар, сіңірушілер, үгітушілер, диспергаторлар, формалаушылар, компрессорлар, сүзгіштер, насостар.

Жылу алмасу процестері – қыздыру, суыту, фазалық күйнің өзгеруі. Бұларда химиялық және фазалық құрамы өзгермейді. Олар жылу алмастырғыштарда, қайнатқыштарда, катализаторларда, балқытқыштарда, сублиматорларда жүреді.

Массаалмастырғыш процестер – фаза аралық алмасу. Бұларда химиялық құрамының тұрғылықты өзгеруінсіз әрекеттесуші фазаның компоненттік құрамы өзгереді, яғни химиялық өзгеру жүреді. Оларға еру, кристализация, кептіру, дистилляция, ректификация, абсорбция, экстракция, десорбция жатады. Келесі аппараттарда жүзеге асады: кептіргіш, дистилятор, ретификатор, абсорбер, экстрактор, десорберлер.

Химиялық процестер – химиялық реакторларда химиялық құрамының тұрғылықты өзгеруі.

Энергетикалық процестер – турбиндер, генератор моторларындағы әртүрлі энергия (жылулы, механикалық, электрлік) түрлерінің өзара түзілуі.

Басқару процестері – ағымдар мен заттардың күйі және өзгеруі туралы ақпаратты алу және тасымалдау. Басқару құралдарына – хабарлағыш датчиктер, сигналдарды және ақпараттық жүйелер, клапндар, автоматты түзету жүйелері, т.б. жатады.

Химиялық өндіріс пен технологиялық процестердің пайдасы мен эффективтілігі әртүрлі көрсеткіштер арқылы анықталады.

Химиялық өндіріс – процесстер мен операция үйлесімділігі, ол қажетті өнімдерге химиялық ауысулар арқылы шикізатты өңдеуге арналған машиналар мен аппараттарда жүзеге асады.

Химиялық өндіріс шарттары:

1) Өндіріс кезінде қажетті өнімді алу

2) Экологиялық қауіпсіздік

3) Эксплуатация қауіпсіздігі мен сенімділігі

4) Шикізат пен энергияны барынша пайдалану

Техникалық көрсеткіштер химия технологиялық процестердің сапасын анықтайды.

Өндірістің өнімділігі – алынған өнімнің мөлдшері немесе өңделген шикізат мөлшерінің уақыт бірлігімен анықталады:

П= G/t


Мұндағы, П - өнімділік,

G – алынған өнімнің немесе өңделген шикізаттың t уақыттағы мөлшері.

Көбінесе өнімділік 1сағ немесе 1тәулік есептеледі.

Коэфициент шығымы – өнім бірлігіне жұмсалған шикізат, материал немесе энергия мөлшерін көрсетеді. Оның өлшем бірлігі [кг, шикізат өнім], [м3 шикізат/кг өнім], [квт-ч/ өнім], [Гкал/т өнім] және т.б.

Экологиялық қауіпсіздік – қоршаған ортаға өндірістің және аумақтың экологиялық жағдайына әсер ету дәрежесі.

Химиялық технология және табиғатты қорғау.Химиялық өндіріс-атмосфера, су, топырақты табиғатқа зиянды заттармен ластаудың көзі болып табылады.

Ультракүлгін сәулелердің маңызды бөлігі

3O2 ↔2O3 қайтымды өзгерісіне жұмсалады және күшті сәулелерден жердегі барлық тіріден сақтайды.Өндіріс орындарынан бөлінетін галогендер, азот окситтері атмосфераға түсіп, қорғайтын азонды қабатты бұзады.

Атмосфере көбінесе құрамына күкірт, оның ішінде күкірт диоксиді кіретін газдар мен жоғары дәрежеде ластанады. Мұндағы күкірт диоксиді күкіртті көмірді, мазутты жағуда және түсті металургиядан бөлінетін газдарда болады.

Азот окситтері барлық технологиялық процесстер салдарынан атмосфералық азоттан тотығу арқылы түзіледі. Өзгерістер 1000 0С температурадан асқанда соның ішінде электірлік пештерде (t→3000 0С) , жылу металургиялық пештерде (t→1000 0С) жүреді.

Көлік двигательдеріндегі жанармайдығ толық жанбауы нәтежиесінде атмосферага иіс газы және концерогенді ароматты көмірсутектердің бөлінуі жүреді. Барлық жанармайдың жануы кезінде атмосферага өте көп мөлшерде CO2 бөлінеді.Соның салдарынан жерде жасыл өсімдіктер азайып, атомосферадағы O2 : CО2 қатынасы бұзылады.

Су бассейндерін ластаушы негізгі зат – мұнай және көміртекті қоспалар.Олар фотосинтез процесін бұзып, су өсімдіктері мен жануарларының азайуына әкеледі.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: химиялық технологияның негізгі анықтамалары және ұғымдары, тенологияның классификациясы, химиялық технологияның дамуының тарихи

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:



  1. «Технологиялық процесс» және «Өндірістің технологиялық схемасы» ұғымына анықтама беру. Технологиялық процестер мен схемалардың типтері.

  2. Шикізатты байытудың негізгі әдістері.

  3. Химиялық технологияның маңызды ғылыми принциптерін атаңыз.

  4. Қарама-қарсы принципінің негізін ашу және технологиялық процестің үздіксіз принципі.

  5. Химиялық және басқа да өнеркәсіп салаларының қалдықтарын және шикізатты комплексті қолдануға мысалдар келтіру.

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Қайырбеков Ж.Қ, Әубәкіров Е.А. Ж.К. Мылтықбаева. Жалпы химиялық технология. – Алматы. 2009. 3-5 бет, 20-25 бет

  2. Тойбаев Ы.Қ., Жұбанов Қ.А., Садықов Ү.Ә. Химиялық технология негіздері. – Алматы. 2011.7-15 бет, 14-18 бет

  3. Тойбаев Ы.Қ., Жұбанов Қ.А., Садықов Ү.Ә. Химиялық технология негіздері. – Алматы. 2008. 8-14 бет, 16-18 бет.


Дәріс 3 - Химиялық технологияның шикізаты

Дәріс жоспары:



  1. Химиялық өндірісінің шикізат қорлары

  2. Химиялық өндірісінің шикізаттардың жіктелуі

  3. Екіншілік материалды қорлар

Шикізат дегеніміз – өнеркәсіп тауарларын өндіруде қолданылатын табиғи материалдар және шала өнімдер.

Химиялық өнеркәсіп суды, отынды, энергияны көп мөлшерде жұмсап, шикізаттың көп мөлшерін өңдейді. Технологиялық процесстерде шикізат пен энергияны эффективті пайдалану- химиялық өнеркәсіптің маңызды поблемасы. Қорларды сақтаудың негізгі әдісіне:химико-технологиялық процессінің қозғалыс күштерін дурыс қолдану, жанармай-энергетикалық қорларды рационалды қолдану, аппараттар мен машиналарды структура – функциональді түрде дұрыс пайдалану, химиялық өндірісте сенімділігін қамтамасыз ету және жоғарлату жатады.

Шикізатты қолдану жағынан химиялық өндірістің ерекшеліктері: 1) шикізат базасының көпнұсқалылығы, 2) әртүрлі химиялық өнімдерді алу үшін шикізаттың бір түрін комплексті қолдану мүмкіндіктері; 3) бір шикізаттан химиялық өнімнің бірнеше түрін алуға мүмкіндік беретін химиялық өңдеу әдістерінің көп түрлігі.

Химиялық өнімдерінің көпшілігі бірнеше жолдармен алынады. Химиялық өнеркәсіп шикізат ретінде тау рудаларынаң, мұнайдіқ, газдық, орманның және целлюлозо – қағаздық өнеркәсіптің, қара және түсті металлургияның өнімдерін қолданады. Бөлініп шыққан газдарды пайдаланудың практикалық мәні зор, себебі, мысалы, құрамында күкірт бар шикізаттарды шығындалмай, мыстың әрбір тоннасына 10 тоннадан артық мөлшерде күкірт қышқылын алуға болады.

Химиялық өнеркәсіптің шикізат базасының дамуы неғурлым толық бағытпен жүреді, мүмкіндік бойынша шикізатты комплексті пайдалану, төмен процентті шикізатты өңдеуге негізгі затты араластыру, химиялық өнеркәсіптегі және басқа да саладағы қалдықтарды утилизациялау.

Өндірісте химиялық өнімдерді бастапқы зат (шикізат), аралық өнімдер (жартылай өнімдер) және дайын өнімдер деп ажыратады. Шикізат дегеніміз – өнеркәсіп тауарларын өндіруде қолданылатын табиғи материалдар және шала өнімдер. Химиялық өндіріс шикізатын әр түрлі қасиетіне байланысты жіктейді: шығу тегіне байланысты – минералді, өсімдік, жануарлар; агрегаттық күйі бойынша – қатты, сұйық, газ тәріздес. Қорына байланысты – қалпына келмейтін және қалпына келетін. Соңдай ақ шикізатты біріншілік және екіншілік, табиғи және жасанды деп бөлінеді. Химиялық құрамы бойынша – бейорганикалық және органикалық. Минералды шикізатты рудалық, рудалық емес және жаңғыш (органикалық). Рудалық шикізат – бұл темір, мыс, хром, титан және басқа рудалар, көбінесе олардың құрамында металдардың оксидтері мен сульфидтері болады. Рудалық емес шикізат – ас тұзы, фосфориттер, апатиттре, гипс, қум, асбест, күкірт, және т.б. жаңғыш кендер – торф, тас көмірлер, сланцы және табиғи газ. Олар органикалық қосылыстардан турады және шикізат, энергия қорлары ретінде қолданады.

Химиялық шикізаттың негізгі көзі болып екіншілік материалді қорлар (ЕМҚ) табылады. Оларға өнеркәсіп қалдықтары, қолдану қалдықтары және жағымсыз өнімдер жатады. Өндіріс қалдықтары деп өндіріс кезіндегі шикізаттың, материалдардың, жартылай өнімдерінің қалдықтарын айтады, олар біртіндеп немесе бірден өздерінің сапасын жоғалтады және стандарттарға (техникалық жағдайға) сәйкес келмейді.

Құрамы мен құрылысына байланысты химиялық өнеркәсіп пен мұнай өндіретін өнеркәсіп қалдықтарын 3 топқа бөледі: 1) бастапқы шикізатқа жақын; 2) негізгі өнімге жақын; 3) басқа өндіріс немесе сала шикізатына жақын.

Қолдану қалдықтары деп қайтадан қалпына келтірудің экономикалық маңызы жоқ және қолдануға келмейтін буымдар мен заттарды атайды.

Жағымсыз өнімдер өндірісте өнімдерімен бірге өндеу процесінде пайда болады, бірақ өндіріс процесінің мақсаты емес. Алайда жағымсыз өнімдер дайын өнім ретінде қолдану мүмкін. Олар көп жағдайда тауарлы болып табылады. Олардың өздерінің ГОСТ-тары немесе ТУ бар. Негізгі шикізатты алу кезінде алынатын жағымсыз өнімдер жолаушы деп аталады. Жағымсыз және попутный өнімдер басқа өндіріс үшін негізгі өнім болып табылады.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: шикізат, жартылай өнім, өнім, шикізаттың классификациясы, екіншілік минералды қорлар, өндіріс қалдықтары, қолдану қалдықтары

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Химия өндірісінің шикізаттарын қалай жіктеуге болады?

2. Екіншілік материалді қорлар дегеніміз не?

3. Шикізатты қолдану жағынан химиялық өндірістің ерекшеліктері?

Ұсынылған әдебиеттер:



  1. Қайырбеков Ж.Қ, Әубәкіров Е.А. Ж.К. Мылтықбаева. Жалпы химиялық технология. – Алматы. 2009. 60-94 бет

  2. Тойбаев Ы.Қ., Жұбанов Қ.А., Садықов Ү.Ә. Химиялық технология негіздері. – Алматы. 2011.29-38 бет

  3. Тойбаев Ы.Қ., Жұбанов Қ.А., Садықов Ү.Ә. Химиялық технология негіздері. – Алматы. 2008. 29-41 бет.


Дәріс 4 – Шикізатты байыту

Дәріс жоспары:

1. Қатты шикізатты байыту

2. Сұйық және газ тәріздес шикізатты байыту

Құрамында пайдалы компоненттің мөлшері ұлғайып, концентрацияланған шикізатты, оны байыту арқылы алады. Байыту деп минералдық шикізатты алғашқы (мехникалық) өңдеу кезіндегі процестердің жиынтығын атайды, оны жүргізудің мақсаты, пайдалы минералдарды (концентратты) бос тау жынысынан бөліп алу. Байыту әдістері әр алуан және олар қатты, сұйық және газ тәріздес шикізаттар үшін бөлек болады.

Қатты шикізаттар үшін, көбінесе, байытудың механикалық әдістері – жайып ыдырату, гүрсілдетіп елеу, гравитациялық бөлу, электромагниттік және электростатикалық айыру және физика химиялық әдіс – флотациялау қолданылады.



Гүрсілдетіп елеу, оны құрамында минералдар бар қатты тау жыныстарын бөліп –айыру үшін қолданылады. Минералдардың қаттылықтары әртүрлі және олар ұнтақталған кезде үлкендігі әр алуан түйіршіктер құрайды. Ұнтақталған шикізатты гүрсілдектер – әртүрлі өлшемді тесіктері бар металл електер арқылы тізбектей өткізгенде, ол белгілі бір минералдармен байытылған фракцияларға бөлінеді.

Гравитациялық байыту (құрғақ және ылғал) әртүрлі тығыздық, формасы, өлшемі бар ұнтақталған материалдардың түйіршіктерінің, сұйық немесе газ ағынында әртүрлі жылдамдықпен төмен түсуіне немесе ортадан тепкіш күштің әсеріне негізделген. Гравитациялық байытудың принципиалды схемасы 1-шісуретте келтірілген.




1 сурет – Ылғал гравитациялық байытудың принциптік схемасы: I, II, III — отырғызылатын камералар; 1— ауыр (ірі түйіршікті) фракцияларды шығару; 2 — орта фракцияны шығару; 3 — жеңіл (ұсақ түйіршікті) фракцияны түсіру
Байытудың гравитациялық әдістеріне айырып тастау, ауыр суспензияларда байыту, концентрациялық столдарда, винттік айырғыштарда және т.б. жатады. Ылғал гравитациялық байыту арқылы минералды бөлудің экономикалық тиімді аппараттарына ортадан тепкіш күш әсеріне негізделген гидроциклон жатады. Гидроциклонның корпусы конустық және цилиндрлік бөліктерден тұрады (2 сурет).


2-ші сурет Гидроциклонның схемасы:



1— орталық (шлам) түтікшесі; 2 — қоршау; 3 — құйылу камерасы; А — бөлінетін суспензияны енгізу; Б — жеңіл фракциялар ағынының шығуы; В — тығыздалған суспензиялардың ауыр фракцияларының шығуы

3-ші сурет. Ауалы айырғыштың схемасы:

1— айнамалы табақша; 2 —вентилятордың қанаты; 3 — сыртқы конус; 4 — ішкі конус


Гидроциклонның өнімділігі аппарат арқылы өтетін пульпаның көлемі арқылы анықталады және келесі эмпирикалық формуламен есептеледі:

мұндағы L-бөлінетін пульпаның көлемдік шығыны,м3/сағ; dкіру енгізу түтікшесінің диаметрі, см; dш-орталық (шлам) түтікшесінің диаметрі, см; P-кіру түтікшесінің алдындағы артық қысым, кг/см2.

Тұндырғыш машиналарда минералдар пульсациялайтын су ағынында бөлінеді.

Ауамен байытуда ылғалдыда сияқты классификаторлар, үстелдер, тұндырғыш машиналар пайдаланады. Жиі ұсақтаудан кейін материалды сұрыптау үшін пайдаланатын ауа айырғыштары қолданылады (3сурет).



Электромагниттік және электростатикалық байыту – шикізат компоненттерінің магнит өткізгіштіктері және электр өткізгіштіктері әртүрлі болатынына негізделген. Бұл әдістерді, магнитсезгіш бөліктерді магниттік емес бөліктерден, электрөткізгіштерді диэлектриктерден бөліп алу үшін қолданады. Мысалы, электромагниттік айырғыш (4-ші сурет).

4-ші сурет. Электромагнитті айырғыштың схемасы.

1- транспортер лентасы; 2-транспортер барабаны; 3-электромагнит; 4, 5-бункерлер.

Электростатикалық айырғыштарда магниттің орнына, электр тоғының түзеткішінің теріс полюсымен жалғасқан электрод орналасқан, ал жұмыс істеу принципі электромагниттік айырғышқа ұқсас.



Флотация – байытудың кең тараған байыту әдісі, әртүрлі сульфид кендерін айыру үшін, апатитті нефелиннен бөлу үшін, таскөмірді байыту үшін және басқа көптеген минералдар үшін қолданылады. Флотация әртүрлі минералдарға судың жұғуы әртүрлі болатынына негізделген.

Флотация процесі флотация машиналарында жүргізіледі. Екі түрлі флотациялық машиналар қолданылады: пульпаны ауамен механикалық араластырумен камералық және пневматикалық араластырумен. Ауалы араластырумен машинада (6 сурет) ұнтақталған жыныс пульпаға енеді де гидрофобты бөлшектерді су бетіне шығаруға арналған ауамен араластырылады. Ортақ жинағыш құбырдан шығатын ауа көпіршіктермен бірге түтіктер арқылы шығады. Көпіршіктер көтеріліп орташа тар бөлімшесінде пульпа мен тығыздығы шеткі бөлімшелердегі сұйықтықтың тығыздығынан төмен болатын көбікті алып кетеді.



6 сурет – Ауалы араластырумен флотациялық машина: 1- резервуар, 2- бөліктер, 3 – ауалық түтік, 4 – концентрат үшін саңылау.



Термиялық байыту қатты шикізаттың компоненттерінің балқуы әртүрлі болатындығына негізделген.

Химиялық байыту шикізат компоненттерінің химиялық реагенттермен әрекеттесуі арқылы пайда болатын қосылыстарды тұндыру, буландыру, балқыту және т.б. амалдардың көмегімен бөліп алуға негізделген.

Сұйық ерітінділер еріткішті буландырумен, ерітіндіні пайдалы компонентпен жете қанықтыру, қандай бір компоненттердің тұнбаға немесе газ фазасына бөлінуімен концентрленеді. Сұйық қоспаларды бөліп алу үшін сұйықтық экстракция жүргізіледі.

Табиғи ерітінділерді концентрлеу үшін суды буландырады (жазда) немесе мұзға айналдырады. Мұнай өңдеуде, спирттер, эфирлер, анилин және т.б. органикалық өнімдердің өндірісінде дистилляция мен ректификацияны қолданады, сол кезде қоспадан ең құнды компонент буланады, ал сұйық фазада құндылығы шамалы жоғары қайнайтын компоненттер қалады.

Бастапқы және циркуляцияланатын ерітінділерді қатты немесе газ тәрізді компоненттерді еріту арқылы қанықтыру химиялық өндірістерде кең тараған. Сұйықтықтардан зиянды немесе керек емес қоспаларды бөліп алу үшін оларға қоспалармен кристалды тұнбалар түзетін заттар қосады; содан кейін тұнбаларады бөліп алады. Кейде қоспалар коагуляцияны және коллоидты ерітінділердің немесе полимерлердің тұнбаға түсуін туғызады. Сұйықтық экстракция сұйық қоспаның белгілі компоненттерін талғамды ерітуден тұрады. Нәтижесінде екі сұйық фаза алынады: бөліп алынған компоненттердің ерітндісі және қоспаның қалған бөлігі. Бұл әдіс органикалық заттардың технологиясында кеңінен қолданылады.

Газ қоспаларын бөлудің өндірісте кең тараған әдісі сорбция – қоспа компоненттерін, сұйық (абсорбция) немесе қатты (адсорбция) заттармен іріктеп сіңіріп алу процесі. Сіңірілген компоненттерді қайтадан бөліп шығарып алу (десорбция процесі), қыздыру, су буымен өңдеу және т.б. амалдар арқылы жүзеге асырылады. Адсорбциялық әдіске мысал ретінде газ қоспаларын іріктеп бөлу үздіксіз процесі жатады, бұл гиперсорбция деп аталатын әдіс кезінде қозғалмалы адсорбент – активтелген көмір қолданылады.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: қатты, сұйық, газтәрізді шикізатты байыту принциптері, гравитациялық, электромагнитті байыту, флотация негіздері

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Шикізатты байыту дегеніміз не? Және оны қандай мақсатпен жүргізеді?

2. Шикізатты байытудың қандай әдістері бар?

3. Шикізатты комплексті түрде өңдеудің маңызы мен мақсаты қандай?

Ұсынылған әдебиеттер:


  1. Қайырбеков Ж.Қ, Әубәкіров Е.А. Ж.К. Мылтықбаева. Жалпы химиялық технология. – Алматы. 2009. 66-73 бет

  2. Тойбаев Ы.Қ., Жұбанов Қ.А., Садықов Ү.Ә. Химиялық технология негіздері. – Алматы. 2011.32-41 бет

  3. Соколов Р.С. Химическая технология: в 2-х т. М: 2000. –Т.1.С.50-55


Дәріс 5 - Химиялық өндірістегі су және ауа

Дәріс жоспары:



  1. Ауа және судың маңызы, қолданылуы

  2. Табиғи судың жіктелінуі және су сапасы

Химия өндірісінде ауа шикізат ретінде немесе технология процестерінде реагент ретінде және энергетикалық мақсаттарда, ауадағы оттегі тотықтырғыш ретінде және металдарды оттегілі балқытуда домна процестерінде қолданылады. Ауадағы азот синтетикалық аммиак және басқа азотты заттар үшін шикізат және инертті газ ретінде қолданылады.

Ауаны энергетикада қолданылуы, әртүрлі отындарды жағу кезінде оттегіні тотықтырғыш ретінде жылу энергиясын алуына байланысты болады. Ауа, сол сияқты, газдар және сұйықтарды суытқан кезде мұздату агенті ретінде мұздатқыштарда немесе жанастыру аппараттарында кейбір қосылыстардың балқымаларын түйіршіктегенде қолданылады.

Көп жақты қасиеттеріне байланысты су, халық шаруашылығында кеңінен қолданылады, шикізат ретінде, химиялық реагент ретінде, еріткіш ретінде, жылу және салқынтасымалдағыш ретінде. Суды өндірісте кеңінен арзан, жеткілікті, жанбайтын еріткіш ретінде қатты, сұйық және газтәріздес заттарды еріту үшін қолданады. Судың тоқыма өндірісінде алатын орны үлкен. Су жоғары температурада жұмыс істеу қабілеті бар ерекше жылутасымалдағыш болып табылады. Суды, сол сияқты, жылуды тартып алатын мұздатқыш агент ретінде экзотермиялық реакцияларда және атом реакторларын суыту үшін қолданады.

Жаратылысы бойынша табиғи сулардың үш түрін айырады – атмосфералық, жер беті және жер асты сулары.



Атмосфералық су - жаңбыр және қар түрінде жер бетіне түсетін су. Олардың құрамында қоспалар аз болады. Жер астын сулары – артезиан скважиналарының, құдықтардың, бұлақтардың, гейзерлердің суларынан тұрады. Жер беті (сыртқы) сулары - өзендердің және көлдердің тұщы сулары және теңіздердің мен кейбір көлдердің ащы сулары.

Судың сапасы оның физикалық және химиялық қасиеттерімен анықталады: мөлдірлік, түс, иіс, температура, жалпы тұз мөлшері, кермектілік, тотығулық және судың реакциясы.



Кермектілік, Ca2+ немесе Mg2+ иондарының 1 кг судағы миллимоль – эквивалентімен анықталады, яғни кермектілік бірлігі ретінде 20, 04 мг/кг кальций иондары немесе 12,16 мг/кг магний иондарын алады.

Кермектік, уақытша (карбонаттық), тұрақты (карбонаттық емес) және жалпы түрлеріне бөлінеді.

Уақытша немесе жойылатын кермектілік судағы кальций және магний гидрокарбонаттарының арқасында пайда болады. Олар суды қайнатқанда ерімейтін орта немесе негізгі тұздар түрінде тұнбаға түседі (қақ):


Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Мамандығына арналған Сұлтанмахмұттану ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Студенттерге арналған оқу әдістемелік кешені
umkd -> ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені 5В011700 «Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған «Ұлы отан соғысы және соғыстан кейінгі жылдардағы қазақ әдебиетінің тарихы (1941-1960)» пәнінен ОҚытушыға арналған пән бағдарламасы
umkd -> «Балалар әдебиеті» пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар 2013 жылғы №3 басылым 5 в 050117 «Қазақ тілі мен әдебиеті»
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешенінің
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©engime.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

енгізу | тіркеу
    Басты бет


материалдарды жүктеу