Сырье в химической промышленности

Мировые запасы основных видов топлива оцениваются в 12 800 млрд. т условного топлива. Из этого количества около 11 200 млрд. т составляют ресурсы угля, 740 млрд. т — нефти и 630 млрд. т — природного газа.

Энергетические  ресурсы разделяют на топливные (уголь, нефть, природный газ, сланцы, битуминозные пески, торф, биомасса) и нетопливные (гидроэнергия, энергия ветра, лучистая энергия Солнца, глубинная теплота Земли и др.), возобновляемые и невозобновляемые, первичные и вторичные.

Все возобновляемые энергетические ресурсы являются производными от энергии Солнца, но в целях удобства классифицированы по следующим категориям: солнечная энергия (прямая радиация); гидроэнергетические ресурсы (испарительно-конденсационный цикл); энергия ветра и волн; биомасса (растительного и животного происхождения). К практически неисчерпаемым относят геотермальные и термоядерные энергетические ресурсы. В геотермальные ресурсы включена глубинная теплота Земли, которая может быть использована как для теплоснабжения, так и для выработки электроэнергии. Термоядерные ресурсы (реакции синтеза) измеряются тепловым эквивалентом преобразования дейтерия, содержащегося в морской воде, и лития, находящегося в земной коре.

К не возобновляемым энергетическим ресурсам относятся  те, запасы которых по мере их добычи необратимо уменьшаются. К ним относятся уголь, сланцы, нефть, битуминозные пески и природный газ. Все названные выше виды энергоресурсов относятся к первичным.

Вторичными  энергетическими ресурсам и (ВЭР) называется энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других агрегатов. Так, вторичными энергоресурсами производства аммиака, наиболее энергоемкого в химической промышленности, являются жидкие углеводороды, танковые и продувочные газы, физическая теплота дымовых газов трубчатых печей и огневых подогревателей природного газа, физическая теплота конвертированных газов и физическая теплота синтез-газа.

Жидкие углеводороды содержат в своем составе пентан и более тяжелые углеводороды. Этот вид горючих ВЭР образуется при сепарации природного газа перед  его поступлением на конверсию и  обычно выдается в сеть предприятия  для сжигания.

Сконденсировавшийся аммиак содержит в себе растворенные газы, которые выделяются из него при  дросселировании. Они выводятся  из сборника жидкого аммиака и  называются танковыми. Основными составляющими  этих газов являются водород, метан, азот и аммиак, который обычно улавливается в специальных устройствах. Танковые газы после выделения аммиака используют вместе с продувочными газами в качестве котельно-печного топлива. Продувочные газы представляют собой часть циркуляционного газа, «выдуваемого» из системы для поддержания в агрегате содержания инертных примесей на определенном уровне.

Дымовые газы образуются в трубчатых печах конверсии  природного газа и в огневых подогревателях природного газа, поступающего на сероочистку  перед конверсией. Теплота дымовых газов может быть использована для подогрева природного газа, парогазовой смеси и воздуха, поступающих на конверсию, и для перегрева водяного пара, вырабатываемого в котле-утилизаторе, который служит для охлаждения конвертированного газа.

Физическая  теплота конвертированного газа используется для выработки пара в котле-утилизаторе. С этой же целью используется и физическая теплота синтез-газа, которая, кроме того, служит и для подогрева холодной азотоводородной смеси, поступающей в колонну синтеза.

Потенциальные запасы вторичных энергетических ресурсов в отраслях хозяйства оцениваются более чем в 1000 млн ГДж. Рациональное использование их является одним из крупнейших резервов экономии топлива в промышленности, способствующим снижению топливо- и энергоемкости промышленной продукции.

Наибольшими тепловыми  вторичными ресурсами располагают  предприятия химической, нефтеперерабатывающей  и нефтехимической промышленности, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, газовой промышленности, тяжелого машиностроения и некоторых других отраслей народного хозяйства

Вторичные энергетические ресурсы могут использоваться непосредственно  без изменения вида энергоносителя для удовлетворения потребности  в топливе или теплоте либо с изменением энергоносителя путем выработки теплоты, электроэнергии, холода или механической работы в утилизационных установках

Топливо называют энергетическим, если его используют для получения электрической  и тепловой энергии на электростанциях, в районных и промышленных котельных. Топливо, непосредственно используемое в различных агрегатах и установках, в том числе в промышленных печах и для коксования, называют технологическим.

В зависимости  от агрегатного состояния топливо  подразделяют на твердое, жидкое и газообразное. К твердым топливам относятся бурые и каменные угли, антрациты, торф, сланцы и дрова, а также продукты их переработки: кокс, полукокс, брикеты торфяные и угольные, термоантрацит, древесный уголь; к жидким — нефть, газовый конденсат и продукты их переработки: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, смолы и т. п.; к газообразным — природный, нефтепромысловый (попутный) и шахтный газы, а также сжиженный нефтезаводской, коксовый, полукоксовый, генераторный, водяной, доменный и ваграночный газы, водород и газы процессов брожения.

Вторичные материальные ресурсы (ВМР).

Вторичные материальные ресурсы. Существенным источником химического сырья являются вторичные материальные ресурсы (BMP). К ним относятся отходы производства, отходы потребления и побочные продукты.

Отходами производства называют остатки сырья, материалов и полупродуктов, образующиеся в процессе производства продукции, которые частично или полностью утратили свои качества и не соответствуют стандартам (техническим условиям). В зависимости от свойств и состава выделяют три основные группы отходов предприятий химической и нефтеперерабатывающей промышленности:

1) близкие к  исходному сырью; 

2) к целевым  продуктам; 

3) к сырью  других производств или отраслей.

К первой группе относятся отходы, из которых можно извлечь не прореагировавшее сырье или промежуточные продукты и вернуть их обратно в цикл, зачастую после регенерации. Ко второй группе принадлежат отходы, которые путем определенных операций могут быть доведены до товарных кондиций. Третья группа включает в себя отходы, пригодные для переработки в других отраслях. Особую группу составляют безвредные или обезвреженные в результате тех или иных процессов отходы, направляемые непосредственно в окружающую среду, их можно выбрасывать в атмосферу, закапывать либо затоплять в морях и океанах.

Отходами потребления  называют различные бывшие в употреблении изделия и вещества, восстановление которых экономически нецелесообразно, например, полностью изношенные, выбывшие из строя машины, изделия производственного назначения из стекла, резины и пластмасс, отработанные реактивы, катализаторы и т.п. (отходы промышленного потребления) или пришедшие в негодность изделия домашнего обихода и личного потребления (отходы бытового потребления).

Побочные продукты образуются в процессе переработки сырья наряду с основными продуктами производства, но не являются целью производственного процесса. Однако побочные продукты, как правило, могут быть использованы в качестве готовой продукции. Они в большинстве случаев бывают товарными, на них имеются ГОСТы, ТУ и утвержденные цены, их производство планируется. Те побочные продукты, которые получаются при добыче или обогащении основного сырья, принято называть попутными продуктами и (например, попутный газ) Побочные и попутные продукты данного процесса, как правило, являются целевыми продуктами для другого производства.

Вторичные материальные ресурсы полностью или частично заменяют первичные сырье и материалы  в производстве необходимой народному  хозяйству продукции. Химическая промышленность, таким образом, выступает не только как потребитель природных ресурсов, но и как отрасль, сберегающая природное сырье.

На нефтехимических  предприятиях вторичными ресурсами  являются различные углеводородные компоненты, отработанные катализаторы и реагенты. За счет их использования экономия сырья и материалов составляет не менее 20—25 % от общего потребления.

Список использованной литературы

1. А. М. Кутепов. Общая химическая технологи: Учебник для техн. вузов. /А. М. Кутепов, Т. И. Бондарева, М. Г. Беренгартен. - 2 изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк. ,1990. - 520 с., ил.
2. Бесков В.С. Общая химическая технология - Учебник для вузов - М.: ИКЦ "Академкнига", 2005 г. , 452 стр.
3. Теоретические основы химической технологии/И. П. Мухленов, А. Я. Авербух, Е. С. Тумаркина и др.; Под ред. И. П. Мухленова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк. , 1984. — 256 с.
4. И. П. Мухленов. Важнейшие химические производства - Учебник для вузов. - Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Высш. школа», 1977 г.
5. И. П. Мухленов. Основы химической технологии - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: "Высшая школа", 1983. - 335 с.