Książka zawiera opis podstawowych operacji i procesów technologicznych, takich jak: otrzymywanie kwasu siarkowego i nawozów fosforowych, przerób węgla i ropy naftowej, a także opis procesów podstawowej syntezy organicznej i najważniejszych procesów katalitycznych, wytwarzania środków leczniczych i tworzyw syntetycznych.
Pozycję polecamy uczniom techników chemicznych.
Spis treści:
1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE
1.1. Zakres przedmiotu ?technologia chemiczna
1.2. Rozwój przemysłu chemicznego
1.3. Podstawowe zasady technologiczne
1.4. Podstawowe zasady Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI)
2. OGÓLNE PROBLEMY PRZEPŁYWU PŁYNÓW
2.1. Pojęcia podstawowe
2.2. Równania przepływu płynów
2.2.1. Równanie ciągłości strumienia
2.2.2. Równanie Bernoulliego
2.3. Opory przepływu w rurociągach
2.3.1. Ogólne równanie oporów
2.3.2. Zastępcza średnica przewodów
2.3.3. Opory związane ze zmianą przekroju i kierunku
2.3.4. Wpływ efektów cieplnych na opory
2.3.5. Rurociągi i armatura w zakładach przemysłu chemicznego
2.4. Pompy wirowe i ich charakterystyka
2.4.1. Wysokość podnoszenia. Moc silnika pompy
2.4.2. Budowa i działanie pomp wirowych
2.4.3. Charakterystyka pomp wirowych
2.4.4. Łączna charakterystyka pompy i rurociągu
2.5. Zasady wyboru i obsługi pomp
2.5.1. Wybór pompy
2.5.2. Zasady obsługi pomp
3. ROZDZIELANIE
3.1. Wiadomości wstępne
ROZDZIELANIE UKŁADÓW GAZOWYCH
3.2. Odpylanie gazów pod działaniem siły ciężkości
3.3. Odpylanie gazów pod działaniem siły bezwładności
3.4. Elektryczne odpylanie gazów
3.5. Fluidyzacja
ROZDZIELANIE ZAWIESIN
3.6. Sedymentacja
3.6.1. Zasada sedymentacji
3.6.2. Odstojniki Dorra
3.7. Filtracja
3.7.1. Zasada filtracji
3.7.2. Filtracja pod stałym ciśnieniem i ze stałą szybkością
3.7.3. Aparaty filtracyjne
3.7.4. Filtracja w wirówkach
ROZDZIELANIE MIESZANIN CIAŁ STAŁYCH
3.8. Metody klasyfikacji i rozdzielania mieszanin ciał stałych
3.9. Flotacja
4. ROZDRABNIANIE I MIESZANIE
ROZDRABNIANIE CIAŁ STAŁYCH
4.1. Wiadomości wstępne
4.2. Urządzenia do rozdrabniania
MIESZANIE
4.3. Cel mieszania
4.4. Mieszanie mechaniczne cieczy. Zużycie mocy
4.5. Mieszanie innymi sposobami
5. PROCESY PRZENOSZENIA CIEPŁA
SPOSOBY PRZENOSZENIA CIEPŁA
5.1. Promieniowanie
5.2. Przewodzenie ciepła
5.3. Konwekcja ciepła
5.4. Obliczanie współczynnika wnikania ciepła
5.4.1. Zasada obliczania współczynnika wnikania ciepła
5.5. Wnikanie ciepła przy wrzeniu i skraplaniu
PRZENIKANIE CIEPŁA MIĘDZY PŁYNAMI ODDZIELONYMI ŚCIANKĄ
5.6. Istota zjawiska przenikania ciepła
5.7. Współprąd i przeciwprąd. Zastępcza różnica temperatury
WYMIENNIKI CIEPŁA I WYPARKI
5.8. Sposoby ogrzewania
5.9. Budowa i rodzaje wymienników ciepła
5.10. Zasady obliczania wymienników ciepła
5.11. Budowa i rodzaje wyparek
5.12. Zasady eksploatacji wymienników ciepła i wyparek
5.13. Określanie zastępczej różnicy temperatury
6. DESTYLACJA I REKTYFIKACJA
6.1. Wiadomości wstępne
6.1.1. Przenikanie masy
6.1.2. Sposoby wyrażania stężenia
6.1.3. Równowaga destylacyjna doskonałych i rzeczywistych mieszanin cieczy lotnych
6.2. Przemysłowe procesy destylacji i rektyfikacji
6.3. Zasady obliczania kolumn rektyfikacyjnych
6.3.1. Bilans materiałowy kolumny rektyfikacyjnej
6.3.2. Wyznaczanie linii operacyjnych
6.3.3. Graficzne wyznaczanie liczby półek w kolumnie rektyfikacyjnej
6.3.4. Obliczanie sprawności kolumny i liczby półek rzeczywistych
6.4. Typy i działanie półek
6.4.1. Półki dzwonowe (kołpakowe)
6.4.2. Półki sitowe
6.4.3. Sprawność półki
6.5. Zasady obsługi kolumn rektyfikacyjnych
7. ABSORPCJA
7.1. Wiadomości wstępne
7.1.1. Zasady absorpcji
7.1.2. Wpływ temperatury i ciśnienia na przebieg absorpcji
7.1.3. Absorpcja z reakcją chemiczną
7.2. Typy absorberów. Kolumny półkowe i z wypełnieniem
7.3. Zasady obliczania absorberów
7.3.1. Bilans materiałowy absorbera
7.3.2. Informacja o metodach obliczania kolumn absorpcyjnych
8. EKSTRAKCJA
8.1. Ogólne wiadomości o ekstrakcji
8.2. Równowaga ekstrakcyjna
8.3. Ekstrakcja jedno- i wielostopniowa
8.4. Aparaty ekstrakcyjne
8.5. Zasady obliczania ekstraktorów
9. KRYSTALIZACJA
9.1. Równowaga krystalizacyjna
9.2. Wielkość kryształów. Efekty cieplne krystalizacji
9.3. Krystalizatory
9.4. Bilans materiałowy i cieplny krystalizatora
10. SUSZENIE
10.1. Ogólne wiadomości o suszeniu
10.1.1. Cel suszenia. Suszenie naturalne i sztuczne
10.1.2. Wilgotność względna i bezwzględna
10.2. Bilans materiałowy i cieplny suszenia
10.3. Czas suszenia przeciwprądowego
10.4. Suszarki
10.5. Zasady obliczania parametrów suszarek
11. BILANS I WSKAZÓWKI PRODUKCJI
11.1. Bilans produkcji
11.1.1. Bilans materiałowy
11.1.2. Bilans cieplny
11.1.3. Bilans ekonomiczny
11.2. Wskaźniki techniczno-ekonomiczne
12. OGÓLNE PROBLEMY EKSPLOATACYJNE ZAKŁADÓW PRZEMYSŁU CHEMICZNEGO
12.1 Wprowadzenie
12.2. Gospodarka wodna
12.2.1. Rola i źródła wody
12.2.2. Zakres gospodarki wodno-energetycznej w zakładach przemysłu chemicznego
12.2.3. Przygotowanie wody zasilającej obiegi wodno-parowe
12.2.4. Eksploatacja obiegów wodno-parowych
12.3. Gospodarka energetyczna
12.3.1. Gospodarka elektroenergetyczna
12.3.2. Zużycie i źródła energii
12.4. Oczyszczanie ścieków
12.4.1. Rola oczyszczania ścieków
12.4.2. Metody oczyszczania ścieków
12.5. Systemy automatycznego sterowania
12.6. Problemy bezpieczeństwa eksploatacyjnego instalacji produkcyjnych
12.7. Ochrona powietrza atmosferycznego
13. WYTWARZANIE KWASU SIARKOWEGO(VI)
13.1. Wiadomości wstępne
13.1.1. Surowce do produkcji kwasu siarkowego(VI)
13.1.2. Zastosowanie siarki i kwasu siarkowego(VI)
13.2. Produkcja kwasu siarkowego(VI) metodą kontaktową z siarki
13.2.1. Otrzymywanie siarki z rudy siarkowej
13.2.2. Otrzymywanie siarki z siarkowodoru zawartego w gazach ziemnych lub rafineryjnych
13.2.3. Spalanie siarki
13.2.4. Utlenianie dwutlenku siarki
13.2.5. Absorpcja trójtlenku siarki
13.3. Zasada metody podwójnej absorpcji stosowanej w nowoczesnych wytwórniach kwasu siarkowego(VI)
14. WYTWARZANIE NAWOZÓW FOSFOROWYCH
14.1. Wiadomości wstępne
14.1.1. Znaczenie produkcji nawozów
14.1.2. Chemizm produkcji superfosfatów
14.2. Produkcja superfosfatu prostego
14.2.1. Przygotowanie surowców do produkcji superfosfatu prostego
14.2.2. Przebieg i schematy produkcji superfosfatu prostego
14.3. Produkcja kwasu fosforowego(V) metodą ekstrakcyjną
14.4. Produkcja nawozów wieloskładnikowych
14.4.1. Produkcja dwuwodorofosforanu(V) amonu
14.4.2. Produkcja nawozów wieloskładnikowych typu NPK
15. WYTWARZANIE ZWIĄZKÓW AZOTOWYCH
15.1. Surowce i schemat ideowy kombinatu azotowego
WYTWARZANIE AMONIAKU
15.2. Wiadomości wstępne
15.3. Otrzymywanie tlenu i azotu metodą Lindego
15.4. Produkcja surowego gazu syntezowego metodami zgazowania węgla
15.4.1. Zasada zgazowania paliw stałych
15.4.2. Zgazowanie węgla metodą Koppersa-Totzka
15.4.3. Zgazowanie węgla metodą Lurgi
15.5. Oczyszczanie gazów ze związków siarki i dwutlenku węgla
15.5.1. Wiadomości wstępne
15.5.2. Usuwanie H2S i CO2 metodami mokrymi (absorpcyjnymi)
15.6. Produkcja surowego gazu syntezowego z surowców węglowodorowych
15.6.1. Wiadomości wstępne
15.6.2. Instalacja konwersji metanu z parą wodną
15.7. Oczyszczanie surowego gazu syntezowego
15.7.1. Konwersja tlenku węgla z parą wodną
15.7.2. Mycie potasowe
15.7.3. Finalne usuwanie tlenku węgla
15.8. Synteza amoniaku
15.8.1. Teoretyczne podstawy procesu
15.8.2. Instalacje syntezy amoniaku pod średnim ciśnieniem
15.9. Odzyskiwanie energii w wytwórniach amoniaku
WYTWARZANIE KWASU AZOTOWEGO(V)
15.10 Teoretyczne podstawy procesu produkcji kwasu azotowego(V)
15.10.1. Utlenianie amoniaku
15.10.2. Utlenianie tlenku azotu i absorpcja produktów utleniania w wodzie
15.11. Produkcja kwasu azotowego(V)
15.11.1. Schemat technologiczny i przebieg procesu
15.11.2. Parametry procesu i prowadzenie ruchu
15.11.3. Zasady bhp w wytwórniach kwasu azotowego(V)
WYTWARZANIE NAWOZÓW AZOTOWYCH
15.12. Produkcja saletry amonowej
15.12.1. Podstawy procesu
15.13. Produkcja mocznika
15.13.1. Wiadomości wstępne
15.13.2. Podstawy teoretyczne procesu produkcji mocznika
15.13.3. Schemat i przebieg syntezy mocznika
16. WYTWARZANIE ZWIĄZKÓW SODU
16.1. Wiadomości wstępne
16.2. Schemat ideowy produkcji sody metodą Solvaya
16.3. Wypalanie wapieni i gaszenie wapna
16.3.1. Wypalanie wapieni w piecu szybowym
16.3.2. Przebieg wypalania i prowadzenie ruchu pieca
16.3.3. Gaszenie wapna
16.4. Oczyszczanie solanki
16.5. Absorpcja amoniaku
16.5.1. Zasada procesu
16.5.2. Wpływ parametrów na przebieg absorpcji
16.5.3. Budowa i działanie aparatury absorpcyjnej
16.5.4. Prowadzenie ruchu
16.6. Karbonizacja solanki
16.6.1. Zasada procesu karbonizacji
16.6.2. Wpływ parametrów na przebieg karbonizacji
16.6.3. Kolumny karbonizacyjne. Konstrukcja i działanie
16.7. Filtracja wodorowęglanu sodu
16.8. Kalcynacja wodorowęglanu sodu
16.8.1. Piec obrotowy. Konstrukcja i działanie
16.9. Regeneracja (destylacja) amoniaku
16.10. Produkcja wodorotlenku sodu przez kaustyfikację sody
17. PROCESY ELEKTROCHEMICZNE
17.1. Teoretyczne podstawy elektrolizy wodnych roztworów chlorku sodu
17.1.1. Napięcie rozkładowe i nadnapięcie
17.1.2. Elektrolityczne otrzymywanie chlorku i wodorotlenku sodu
17.1.3. Wskaźniki przebiegu elektrolizy
17.2. Produkcja chloru i wodorotlenku sodu metodą elektrolizy przeponowej
17.2.1. Znaczenie produkcji chloru
17.2.2. Przygotowanie solanki do elektrolizy
17.2.3. Budowa elektrolizera przeponowego i przebieg elektrolizy
17.2.4. Zatężenie roztworu NaOH w kaskadzie wyparek
17.3. Elektrochemiczna produkcja glinu
17.3.1. Otrzymywanie tlenku glinu z rudy boksytowej
17.3.2. Inne źródła otrzymywania tlenku glinu
17.3.3. Elektroliza tlenku glinu
18. WYTWARZANIE KWASU SOLNEGO
18.1. Produkcja chlorowodoru
18.2. Adiabatyczna absorpcja chlorowodoru
19. PRZERÓBKA WĘGLA I SMOŁY WĘGLOWEJ
19.1. Koksowanie węgla kamiennego
19.1.1. Przygotowanie węgla do koksowania
19.1.2. Budowa pieców koksowniczych
19.1.3. Proces koksowania
19.1.4. Praca baterii koksowniczej
19.1.5. Charakterystyka produktów koksowania
19.2. Wydzielanie wody amoniakalnej, smoły węglowej i benzolu
19.3. Przeróbka surowego benzolu
19.3.1. Wstępne rozdzielanie benzolu przez destylację ciągłą
19.3.2. Rafinacja frakcji benzen-toluen-ksyleny (BTK)
19.4. Przeróbka smoły węglowej
19.4.1. Odwodnienie i destylacja smoły
19.4.2. Przeróbka oleju karbolowego
19.4.3. Przeróbka oleju naftalenowego
19.4.4. Przeróbka oleju antracenowego
20. PRZERÓBKA ROPY NAFTOWEJ
20.1. Wiadomości wstępne
20.1.1. Właściwości i skład chemiczny ropy naftowej
20.1.2. Zadania przemysłu rafineryjnego i jego baza surowcowa
20.2. Przygotowanie ropy do przeróbki
20.2.1. Transport ropy i produktów naftowych
20.2.2. Odsalanie ropy
20.3. Destylacja rurowo-wieżowa (DRW)
20.3.1. Wiadomości wstępne
20.3.2. Aparatura do destylacji rurowo-wieżowej
20.3.3. Schemat technologiczny i przebieg destylacji ropy
20.3.4. Parametry procesu i prowadzenie ruchu
20.3.5. Walka z korozją przy destylowaniu ropy zasiarczonej
20.3.6. Produkty DRW i kierunki ich dalszej przeróbki
20.3.7. Pochodnia
20.4. Informacja o produkcji olejów smarowych
20.4.1. Rafinacja olejów selektywnym rozpuszczalnikiem
20.4.2. Odparafinowanie olejów
20.4.3. Finalna hydrorafinacja olejów smarowych
20.4.4. Komponowanie olejów bazowych z dodatkami uszlachetniającymi
20.5. Kraking katalityczny
20.5.1. Wiadomości wstępne. Chemizm procesu
20.5.2. Katalizatory krakingu
20.5.3. Schemat i przebieg procesu krakingu katalitycznego
20.6. Instalacja reformingu benzyn
20.6.1. Liczba oktanowa benzyny i metody jej zwiększania
20.6.2. Chemizm reformowania benzyn
20.6.3. Katalizator reformingu i problemy jego regeneracji
20.6.4. Przygotowanie surowca do reformowania
20.6.5. Reformowanie benzyn
20.6.6. Reformat jako składnik benzyn i źródło węglowodorów aromatycznych
20.6.7. Współpraca instalacji reformingu i hydroodsiarczania
20.7. Instalacje Clausa w przemyśle rafineryjnym
21. PROCESY PODSTAWOWEJ SYNTEZY ORGANICZNEJ
21.1. Wiadomości wstępne
OTRZYMYWANIE SUROWCÓW DO SYNTEZ ORGANICZNYCH
21.2. Gaz ziemny i gazy rafineryjne jako surowce do syntez
21.2.1. Kierunki wykorzystania gazu ziemnego
21.2.2. Rozdzielanie gazów rafineryjnych
21.3. Procesy pirolizy - podstawowa metoda produkcji lekkich olefin i butadienu
21.3.1. Metody produkcji olefin
21.3.2. Kierunki wykorzystania olefin i wielkość ich produkcji
21.3.3. Reakcje termicznego rozkładu węglowodorów
21.3.4. Wpływ parametrów i rodzaju surowca na przebieg pirolizy
21.3.5. Aparatura i schemat instalacji pirolizy olefinowej
21.4. Produkcja acetylenu
21.4.1. Produkcja acetylenu z karbidu
21.4.2. Produkcja acetylenu przez półspalanie metanu
21.4.3. Zastosowanie acetylenu
21.5. Gaz syntezowy i kierunki jego wykorzystania w syntezach organicznych
NAJWAŻNIEJSZE PROCESY KATALITYCZNE W SYNTEZIE ORGANICZNEJ
21.6. Produkcja tlenku etylenu
21.6.1. Chemizm procesu
21.6.2. Przebieg i parametry procesu
21.6.3. Instalacja produkcji tlenku etylenu i glikolu etylenowego
21.7. Produkcja styrenu
21.7.1. Proces odwodornienia etylobenzenu
21.7.2. Produkcja styrenu metodą Halcon
21.8. Wytwarzanie fenolu i acetonu metodą kumenową
21.8.1. Chemizm procesu
21.8.2. Wytwarzanie kumenu
21.8.3. Utlenianie kumenu i zatężanie wodoronadtlenku kumenu(II)
21.8.4. Rozkład wodoronadtienku kumenu i rozdzielanie produktów rozkładu
21.9. Wytwarzanie chlorku winylu z etylenu
21.9.1. Znaczenie i metody produkcji chlorku winylu
21.9.2. Proces zbilansowanego chlorowania i oksychlorowania etylenu
21.10. Produkcja metanolu
21.10.1. Znaczenie produkcji metanolu
21.10.2. Chemizm i katalizator syntezy metanolu
21.10.3. Skład gazu syntezowego
21.10.4. Przemysłowa synteza metanolu metodą ICI
WYBRANE PROCESY PODSTAWOWE W SYNTEZIE ORGANICZNEJ
21.11. Sulfonowanie
21.11.1. Dobór środka sulfonującego i metody sulfonowania
21.11.2. Produkcja kwasu benzenosulfonowego
21.11.3. Sulfonowanie aniliny
21.12. Nitowanie
21.12.1. Przygotowanie mieszaniny nitrującej
21.12.2. Produkcja nitrobenzenu
21.13. Aminowanie przez redukcję. Produkcja aniliny
21.14. Chlorowanie
21.14.1. Procesy fluorowcowania
21.14.2. Produkcja chlorometanów
21.14.3. Bezpieczeństwo eksploatacyjne wytwórni związków chloroorganicznych
22. WYTWARZANIE ŚRODKÓW LECZNICZYCH
22.1. Produkcja kwasu acetylosalicylowego
22.1.1. Acetylowanie kwasu salicylowego
22.2. Produkcja sulfonoamidów
22.2.1. Chemizm otrzymywania sulfanilamidu
22.2.2. Przebieg produkcji sulfanilamidu
22.3. Antybiotyki
22.3.1. Zasada produkcji antybiotyków. Przygotowanie kultur w szkle
22.3.2. Schemat i przebieg produkcji penicyliny
23. WYTWARZANIE TWORZYW POLIKONDENSACYJNYCH
23.1. Wprowadzenie
23.2. Podstawy teoretyczne otrzymywania tworzyw polikondensacyjnych
23.3. Fenoplasty
23.3.1. Polikondensacja fenolu i aldehydu mrówkowego
23.3.2. Przebieg produkcji fenoplastów
23.4. Aminoplasty
23.4.1. Żywice mocznikowe
23.4.2. Żywice melaminowe
23.5. Poliamidy. Stylon
23.5.1. Chemizm otrzymywania poliamidów
23.5.2. Otrzymywanie E-kaprolaktamu z cykloheksanonu
23.5.3. Otrzymywanie poliamidu(6,0) i włókna poliamidowego
23.6. Poliestry. Elana
23.6.1. Chemizm otrzymywania poliestrów
23.6.2. Otrzymywanie surowców do produkcji poli(tereftalanu glikolu etylenowego)
23.6.3. Produkcja poli(tereftalanu glikolu etylenowego)
24. WYTWARZANIE TWORZYW POLIMERYZACYJNYCH
24.1. Wiadomości wstępne
24.1.1. Znaczenie produkcji tworzyw polimeryzacyjnych
24.1.2. Reakcje polimeryzacji
24.1.3. Sposoby prowadzenia polimeryzacji
24.2. Produkcja polichlorku winylu
24.2.1. Polimeryzacja chlorku winylu
24.2.2. Przeróbka surowego polichlorku winylu (PVC)
24.3. Produkcja polietylenu
24.3.1. Wiadomości wstępne
24.3.2. Produkcja polietylenu metodą wysokociśnieniową
24.3.3. Produkcja polietylenu metodą niskociśnieniową
24.4. Produkcja polistyrenu
24.5. Produkcja syntetycznego kauczuku
24.5.1. Wiadomości wstępne
24.5.2. Zastosowanie butadienu w syntezach kauczuków
24.5.3. Proces kopolimeryzacji butadienu ze styrenem
24.5.4. Obróbka kauczuku
ZAKOŃCZENIE