Щелочи и содовые продукты .

Щелочи и содовые продукты - это растворимые в воде гидроксиды аммиака, щелочных и щелочноземельных металлов, а также углекислые соли щелочных метал­лов (при гидролизе имеют щелочную реакцию). В наибольших масштабах произво­дится: гидроксид натрия (каустическая сода, каустик, едкий натр), кальцинированная сода, гидрокарбонат натрия, аммиачная вода.

Гидроксид натрия N аОН - сильная щелочь, получаемая химическим способом или электролизом водного раствора кухонной соли. Твердый NаОН - белая непро­зрачная весьма гигроскопичная масса. Используется для производства искусственных, волокон, мыла, синтетических красителей, в текстильной и металлургической про­мышленности.

Кальцинированная сода N а ₂ СО ₃ , - легкорастворимый белый мелкий кристалли­ческий порошок. Получается насыщением водного раствора поваренной соли ам­миаком, а затем углекислым газом. Затем после прокаливания и получается кальци­нированная сода. Применяется в производстве оптического и электровакуумного стекла, едкого натра, в мыловаренной, стекольной, текстильной, целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, химической, кожевенной промышленности и для бытовых нужд.

Гидрокарбонат натрия ( пищевая сода ) N аНСО₃ , является промежуточным продуктом при получении кальцинированной соды. Используется в органическом синте­зе, пищевой промышленности, медицине и быту.

Аммиачная вода - раствор аммиака в воде. Является побочным продуктом при получении кокса и синтетического аммиака. Применяется в производстве азотной кислоты, кальцинированной соды, сульфата аммония, синтетических красителей, в медицине, а также в сельском хозяйстве в качестве жидкого азотного удобрения.

 

Минеральные удобрения .

Для нормального роста растениям необходима азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера, вносимые в больших (макро) количествах, а также бор, йод, цинк, молибден, марганец, медь, кобальт и др., вносимые в микроколичествах. Все они ускоряют биохимические процессы формирования и роста растений. Так, азот, фосфор, сера участвуют в синтезе белка, кальций содержится в растительных тканях, магний входит в состав хлорофилла, железо участвует в его образовании, калий сти­мулирует обмен веществ в растениях. Все эти элементы необходимо вносить в почву во избежание её истощения и уменьшения урожайности.

Минеральные удобрения при правильном их использовании обеспечивают прирост урожая на 30-70%. Кроме того, они улучшают качество продукции - повышают содержание сахара в свекле и винограде, крахмала в картофеле, белка в зерне, увеличивают прочность волокон льна и хлопка. Наряду с этим минеральные удобрения повышают устойчивость растений к болезням, засухе и холоду.

Использование минеральных удобрений в зерновом хозяйстве снижает общие затраты труда на выращивание, урожая на 35-40% и себестоимость зерна на 20%. Применение каждого миллиона тонн минеральных удобрений при выращивании основных видов сельскохозяйственных культур позволяет сберечь 85-100 млн. чел. ч. труда.

Производимый в настоящее время ассортимент минеральных удобрений имеет более 50 наименований. Минеральные удобрения выпускают в жидком и твердом виде. Жидкие экономически выгоднее, так как технология их производства проще, но требуются специальные склады и транспортные средства (это аммиачная вода и ам­миакаты). Твердые удобрения выпускают в гранулированном и мелкокристалличе­ском виде (однако выпуск последних не выгоден из-за неудобства применения и хра­нения).

По числу питательных элементов удобрения классифицируются на простые, содержащие один элемент (например, жидкий аммиак, мочевина, хлористый калий) и комплексные, содержащие несколько питательных элементов.

По концентрации удобрения делятся на концентрированные (более 37,5% N или других составляющих) и неконцентрированные (18-20% N или др. составляю­щих).

По физиологическому воздействию на почву различают кислые, щелочные и нейтральные удобрения (например: кислые - сульфат аммония; щелочные - нитрат натрия; нейтральные - калийная селитра).

По основному компоненту минеральные удобрения подразделяются на азот­ные, фосфорные, калийные и др., выпуск которых соответствует примерно соотно­шению 50:30:17:3.

Азотные удобрения - это органические и неорганические азотосодержашие ве­щества. Хорошо растворимы в воде гигроскопичны. Наиболее распространенными являются: безводный аммиак (82,3% N); карбомид или мочевина (46,6% N); аммиач­ная селитра (34-35% N); сульфат аммония (20,5-21% N).

Фосфорные удобрения - минеральные удобрения, содержащие фосфор. Фосфор усваивается растениями в виде Р₂О₅, стимулируя в них синтез хлорофилла, жиров и витаминов. По степени растворимости фосфорные удобрения делятся на водораство­римые (двойной суперфосфат, аммофос), усвояемые (преципитат, обесфторенный фосфат) и труднорастворимые (фосфористая мука). Выпускаются соответственно в виде: гранул, порошков среднего и мелкого помола. Так, двойной суперфосфат со­держит 44-52% Р₂О₅, преципитат (32-44% Р₂О₅), обесфторенный фосфат (36-41% Р₂О₅) и фосфоритная мука (18-26% Р₂О₅).

Калийные удобрения . Калий необходим для фотосинтеза и роста растений, формирования стебля, сахаристости, мякоти и аромата плодов. Калийные удобрения получают переработкой калийных солей сильвинита и карналлита, которые содер­жат 58-60% оксидов кальция. Для сельскохозяйственных культур, чувствительных к ионам хлора (картофеле, табак, виноград, цитрусовые), калийные удобрения выпус­кают в виде сульфата калия. Кроме концентрированных используют калийные удоб­рения в виде размолотого сильвинита, каинита либо их смесь с хлористым калием.

Комплексные удобрения содержат несколько питательных элементов. По спо­собу производства эти удобрения подразделяются на смешанные и сложные. Сме­шанные получаются механическим смешиванием, а сложные при химическом взаи­модействии полуфабрикатов.

Комплексные удобрения по отношению N:Р₂О₅:K₂O производят 10-12 комбина­ций и составляют 80% всех выпускаемых удобрений.

 

10.3. Нефть и нефтепродукты .

 

Нефть .

Нефть - представляет собой вязкую маслянистую жидкость с характерным за­пахом. Цвет нефти (зависит от растворенных в ней смол) - черный, темно-бурый иногда буро-зеленоватый. Встречается слабоокрашенная в желто-зеленый и даже бес­цветная нефть. Многие виды нефти флуоресцируют (легкие - голубоватым, тяжелые - желто-бурым цветом). В воде нефть практически не растворима, но иногда образует с ней устойчивые эмульсии.

Плотность нефти колеблется от 0,73 до 1,06 г/см³. Нефть, плотность которой ниже 0,9 г/см³ называется легкой (бензиновой), выше – тяжелой. Теплотворная способность 40-46 МДж/кг, температура кипения легкой нефти 50-100°С, температура застывания зависит от содержания в ней твердых углеводородов и смолистых ве­ществ и колеблется от -12 до -80°С.

В химическом отношении нефть представляет собой смесь углеводородов и уг­леродистых соединений, а также кислорода, азота, серы и других элементов.

Различают элементарный, групповой и фракционный состав нефти.

Элементарный состав нефти (в процентах по массе): 83-87% C; 12-14% Н; 0,01-3,0% N; 0,1-2,0% O; 0,03-1,7% S.

Групповой состав нефти (в зависимости от содержания различных углеводо­родов): алканы (парафиновые углеводороды) до 70%; цикланы (нафтеновые углево­дороды) - до 75%; арены (ароматические углеводороды) до 35%.

Фракционный состав - определяется разделением нефти по различной температуре кипения составных частей. Фракция нефти - это ее доля (труппа углеводоро­дов), выкипающая в определенном интервале температур. Например, бензиновая, выкипающая при температуре до 200°C, легроиновая - до 230°С, керосиновая – до 300°С и др.

В основе классификации нефти лежит ее химический состав.

По содержанию серы нефть подразделяют на 3 класса: I - малосернистая (не более 0,5% S): II- сернистая (0,51-2,0% S); III- высокосернистая (более 2% S).

 В зависимости от потенциального суммарного содержания топлива (фракций, выкипающих до 350°С) нефть подразделяется на три типа (T₁;T;₂T₃), для которых выход топливных фракций составляет соответственно не менее 45; 30-44,9 и менее 30%).

В зависимости от потенциального суммарного содержания базовых , дистиллятных и остаточных масел нефть делится на 4 группы (М₁, М₂. М₃, М₄). Для этих групп выход масел в пересчёте на нефть составляет соответственно: 25; 15-25, менее 15%. Нефти с выходом масел более 20% называют масляными.

По качеству получаемых масел различают нефть, двух подгрупп (И₁, И₂), для которых индекс вязкости базовых масел соответственно более 85 и 40-85.

В зависимости от содержания парафина и возможности получения топлива для реактивных двигателей зимних или летних дизельных топлив и дистиллятных базо­вых масел нефти делят на три типа (П₁, П₂, П₃). Содержание парафина в каждой из них соответственно не белее 1,5; 1,51-6,0: более 6,0%.

По содержанию основного углеродного компонента нефть подразделяется на метановую (парафиновую), нафтеновую и ароматическую, по содержанию смол - на малосмолистую (до 8%), смолистую (8-28%) и сильносмолистую.

По месторождению нефть можно разделить на морскую и материковую. В на­стоящее время около 1/3 всей нефти в мире добывается со дна морей. Почти вся до­бываемая, в мире нефть извлекается из скважин, проходимых бурением.

К основным методам скважинного способа добычи относятся фонтанный , при котором нефть естественно фонтанирует через скважину вытесняется из залежи пластовым давлением, и механический - с применением различных механических уст­ройств, из которых наиболее распространены: компрессорный, штанговая и бесштанговая глубинно-насосная эксплуатация.

 

Нефтепродукты .

Переработкой нефти получают продукты более 10 тыс. наименований. По объёму потребления наибольшую значимость имеет искусственное жидкое топливо (карбюраторное, дизельное, котельное, реактивное и др.), смазочные масла конси­стентные смазки, конструкционные масла и технологические жидкости.

Карбюраторное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с зажиганием от электрической искры. Основной показатель детонационная стой­кость, оцениваемая октановым числом, изменяющимся от 0 до 100. Октановое число определяется процентным содержанием малосклонного к детонации изооктана по сравнению с присутствующим в топливе нормальным гектаном, сгорающим со взры­вом и вызывающим преждевременный износ двигателя.

Поскольку детонационная стойкость изооктана условно принята за 100 единиц, а н-гектана за 0, качество топлива тем лучше, чем больше в нем изооктана и. следовательно, чем выше октановое число. Автомобильные бензины имеют октано­вое число 66, 72, 76, 93, 95 и 98; авиационные - 70, 91, 95, 100; тракторный лигроин - 54. Повышение октанового числа достигается использованием более совершенных приемов каталитического крекинга, риформинга, анилирования и изомеризации нефтяных фракций, увеличением содержания ароматических углеводородов, а также добавлением к бензину тетраэтилсвинца.

Дизельное топливо используется в поршневых двигателях, воспламеняется от сжатия, необходимая температура воспламенения 550-600°С. Основной показатель воспламеняемости - цетановое число, характеризующее склонность дизельного топ­лива к воспламенению. Цетановое число определяется по эталонной смеси сравнени­ем легко воспламеняющегося цетана и трудно воспламеняющегося a-метилнафталина. Чем больше цетановое число, т.е. чем больше в топливе парафинов и меньше ароматических соединений, тем выше качество дизельного топлива. Для тихоходных двигателей (с числом оборотов менее 1000 об/мин) используются соляро­вые наела с цетановым числом меньше 40, для быстроходных - с цетановым числом от 40 до 50. В дизельных топливах всех марок, так же как и в карбюраторных, строго регламентируется кислотность, щелочность содержание серы и влаги, поскольку они сокращают срок службы двигателя.

Котельное топливо используют в паровых котлах, электростанциях, парогене­раторах и котельных установках, промышленных печах. К этому виду топлива относятся мазуты (продукты прямой перегонки нефти), жидкие продукты переработки каменных углей и горючих сланцев, гудроны.

Реактивное топливо применяется в реактивных и газотурбинных двигателях, получают его из нефти фракционной перегонкой. В основном это керосины, содержащие бензиновые и утяжеленные фракции и различные присадки. Присадки уско­ряют отстаивание механических примесей, увеличивают термическую стабильности, усиливают смазывающие и ослабляют абразивные свойства продуктов сгорания.

Смазочные масла , получают перегонкой мазута под вакуумом; применяются они во всех движущихся деталях для уменьшения трения и отвода теплоты. Лучшее сырье - малосмолистые и малопарафинистые нефти. По назначению классифициру­ются на моторные, индустриальные, турбинные, компрессорные, цилиндровые, трансмиссионные и т.д., а по теплоте застывания на зимние и летние. Тщательно очищенная узкая фракция некоторых масляных дистилляторов используется элек­тротехнике для заполнения масляных трансформаторов, выключателей реостатов. Применяемое для этих целей трансформаторное масло является хорошим диэлек­триком и теплотворящей средой.

Для повышения рабочих свойств масел и смазок к ним добавляют в небольших количествах присадки.

Основными характеристиками смазочных масел является вязкость, температура вспышки и застывания. Вязкостью называют свойство слоев смазки сопротивляться относительному сдвигу. С повышением температуры, вязкость масел резко снижается. Вязкость масел выбирают с учетом давления и относительной скорости трущейся пары. С увеличением давления и уменьшением скорости применяют более вязкие масла. Температура вспышки - это температура при которой пары масла, на­гретые в определенных условиях, вспыхивают при поднесении пламени. Температура застывания - это температура, при которой масло теряет текучесть.

Консистентные ( пластичные ) смазки получают добавлением к смазочным маслам загустителей (мыла, церезина, сульфидов, силикатов). Это улучшает их вязко­стно-температурные свойства и делает пригодным к применению в случаях, когда обычная жидкая смазка не может быть использована из-за особых условий работы и конструкции узла, трения. Так антифрикционные консистентные смазки применяют для уменьшения трения и износа, защитные - для предохранения металлических де­талей от коррозии, уплотнительные - для герметизации различных соединений. Вве­дением специальных присадок таким смазкам придают повышенную стойкость к аг­рессивным средам, высоким и низким температурам, влаге и т.д.

Основными показателями пластичных смазок является температура каплепадения и число пенетрации. Для того чтобы смазка не вытекала из-под трущихся по­верхностей, температура ее каплепадения должна быть на 15-20°C выше рабочей температуры узла трения. Число пенетрации характеризует густоту смазки. Чем вы­ше число пенетрации, тем она более подвижная.

Конструкционные масла . Это масла и жидкости, применяемые для передачи импульса давления в гидропередачах, тормозных системах и амортизаторах, в качестве рабочих жидких тел в насосах, прессах, холодильных системах и т.п. В зависимо­сти от назначения они обладают специфическими свойствами (несжимаемость, теплоемкость, незамерзаемость, испаряемость и др.), но должны быть нейтральными, защищать системы от коррозии, обладать смазывающими свойствами и стабильностью с течением времени. Кроме того, в некоторых аппаратах, установках и узлах машин применяют хладоны и антифризы. Хладоны - хладагенты в холодильных сис­темах и в качестве растворителя в процессах очистки; антифризы - незамерзающие жидкости для систем охлаждения. Выпускаемый промышленностью антифриз (Тосол - А40) содержит специальные антикоррозионные и смазывающие присадки. Гидрофобизирующие жидкости предназначены для придания водоотталкивающих свойств тканям, бумаге, строительным материалам.

Технологические жидкости . Это вспомогательные вещества, которые служат для ускорения, технологических операций. К ним относят смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) и моющие средства (МС).

Смазочно-охлаждающие жидкости служат для облегчения происков обработ­ки металлов резанием или давлением за счет создания смазывающей пленки, умень­шения трения заготовки об инструмент и улучшения отвода тепла. СОЖ представ­ляют водные эмульсии, в состав которых в определенной пропорции входят вода, масло, ингибитор коррозии, поверхностно-активные вещества, повышающие смачи­вающие свойства жидкости и эмульгаторы, способствующие длительному хранению эмульсии и предотвращающие ее разделение на воду и масло.

Моющие средства подразделяют на синтетические (СМС) и растворяющее-эмульгирующие (РЭС) и растворители. Эти средства предназначены для очистки де­талей и изделий от различных загрязнений, мешающих проведению технологических операций. СМС применяют в виде водных растворов при концентрации 5-20 г/т и температуре 50-85°C.

10.4. Полимеры и пластические массы.

 

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: