Какое соответствие промышленный центр отрасль химической промышленности. Химическая промышленность россии
Химическая промышленность объединяет производства, в которых преобладают химические методы переработки сырья и материалов. Сюда входят предприятия, производящие неорганические кислоты, соли, щелочи, минеральные удобрения, каучуки, смолы, пластические массы и многие другие продукты. В настоящее время трудно найти область народного хозяйства, где бы ни использовались достижения химической промышленности. Химические материалы широко применяются в машиностроении (пластмассы, лаки, клеи, герметики, резины), сельском хозяйстве (удобрения и ядохимикаты), здравоохранении (лекарства, витамины, материалы для хирургии) и т.д.В отрасль химической промышленности входят разнообразные предприятия, отличающиеся как технологическими процессами, так и конечными продуктами производства.
Всю химическую продукцию можно разделить на следующие классификационные группы:
1. Неорганические вещества, включающие следующие основные продукты: аммиак; неорганические кислоты (серная, азотная, соляная); содовые продукты; щелочи; минеральные удобрения и ядохимикаты; силикаты (строительная керамика, вяжущие вещества, стекло).
2. Органические вещества: продукция переработки твердых топлив; продукция переработки жидких топлив; продукция переработки газообразных топлив.
3. Продукты органического синтеза: пластические массы; химические волокна; каучук и резина; лакокрасочные материалы.
4. Химические реактивы и особо чистые вещества.
5. Медикаменты и химико-фармацевтическая продукция.
22. Технология производства серной кислоты.
По объему производства и области применения серная кислота занимает одно из первых мест среди химической промышленности. Серная кислота используется в самых разнообразных отраслях производства. Она служит одним из главных продуктов, определяющих развитие химической промышленности, вот почему ее часто называют "хлебом химии". В химической промышленности серную кислоту используют для производства удобрений, получения красителей, пластмасс, химических волокон, при производстве нефтепродуктов - жидких топлив, смазочных масел и др. По химическому составу серная кислота представляет собой соединение серного ангидрида S0 3 с водой.
В настоящее время в промышленности серную кислоту получают двумя способами - нитрозным и контактным. В обоих случаях сущность процесса сводится к окислению сернистого газа S02 до серного S0з и соединению трехокиси с водой.
В обычных условиях сернистый газ кислородом воздуха не окисляется, поэтому процесс окисления осуществляется либо при помощи азота, либо в присутствии твердого катализатора. Способ окисления и определяет технологию процесса. При нитрозном способе двуокись окисляют до S0з при помощи нитрозной смеси, состоящей из окиси и двуокиси азота, взятых в соотношении 1:1. Контактный способ состоит в окислении двуокиси в присутствии твердого катализатора.
Более старым является нитрозный способ производства серной кислоты. Нитрозный способ трудно поддается автоматизации. Кроме того, получаемая кислота имеет концентрацию не более 75- 77% и загрязнена примесями. Эти недостатки привели к тому, что нитрозный способ производства серной кислоты все больше утрачивает свое значение, а преимущественное развитие получает контактный метод.
Технология контактного процесса предусматривает окисление сернистого газа в присутствии твердых катализаторов. До 20-30-х годов в качестве катализатора использовали платину. Затем она была заменена значительно более дешевым и устойчивым катализатором, изготавливаемым из пятиокиси ванадия V2O5.
При контактном способе производства может быть получена серная кислота практически любой концентрации и высокой степени чистоты. Такая серная кислота может быть использована в любом производстве.
Нитрозная кислота, выпускаемая по устаревшей технологии, используется при производстве сельскохозяйственных удобрений, где не требуется высокой концентрации и чистоты исходных продуктов
Она получила наибольшее развитие в XX веке. Степень ее развития показывает уровень модернизации экономики страны. Химическая промышленность состоит из таких отраслей: горная химия (добыча сырья), основная химия (производство минеральных удобрений, неорганических кислот и соды) и химия органического синтеза (производство полимерных материалов).
Главные районы органической химии тяготеют к районам нефтепереработки:
Юг США (особенно приморские штаты Техас и Луизиана), Нижний Рейн от (Германия) до Роттердама (Нидерланды), а в размещается на побережье внутреннего , на о. Хонсю.
Лидерство в химической промышленности принадлежит США, в последнее десятилетие на второе место вышли Германия и Япония. Их основные конкуренты в Западной Европе ~ Великобритания, Франция, Италия, Голландия (Нидерланды), Бельгия, .
Важное место занимает основная химия во многих странах, в том числе горно-химическая промышленность. Крупные производители серы - США, Япония, Франция, Мексика, Германия, . Сера используется для производства серной кислоты, минеральных удобрений. Самые крупные производители серной кислоты — США (40 млн. т), Украина и Россия (27 млн. т).
Важное сырье химической промышленности — поваренная соль. Крупные ее производители — США, Россия, Германия, Украина, Великобритания, Франция, Канада, Мексика, Голландия. Соль широко используют для производства соды.
Основным сырьем для производства азотных удобрений являются природный газ и промышленный газ. Производители азотных удобрений — США, Россия, Индия, Франция, Канада, Япония, Италия, Нидерланды, ФРГ, Украина.
Микробиология — молодая отрасль химической промышленности. В данное время она широко используется для производства кормовых биологических белковых веществ, производства кормовых дрожжей (из сырья растительного происхождения), а также фурфуролы, которая получается путем гидролиза древесины и растительных отходов сельского хозяйства.
В целом необходимо выделить страны с высокоразвитой - США, Канада, страны Европы, Япония, Австралия.
Химическая промышленность объединяет множество специализированныхотраслей, разнородных по сырью и назначению выпускаемой продукции, носходных по технологии производства.
В состав современной химической промышленности России входятследующие отрасли и подотрасли.
Отрасли химической промышленности:
1. горно-химическая (добыча и обогащение химического минерального сырья –фосфоритов, апатитов, калийных и поваренных солей, серного колчедана);
2. основная (неорганическая) химия (производство неорганических кислот, минеральных солей, щелочей, удобрений, химических кормовых средств,хлора, аммиака, кальцинированной и каустической соды);
3. органическая химия :
Производство синтетических красителей (выработка органических красителей, полупродуктов, синтетических дубителей);
Производство синтетических смол и пластических масс;
Производство искусственных и синтетических волокон и нитей;
4. производство химических реактивов, особо чистых веществ и катализаторов ;
Фотохимическая (производство фотокинопленки, магнитных лент и других фотоматериалов);
5. лакокрасочная (получение белил, красок, лаков, эмалей, нитроэмалей и
6. химико-фармацевтическая (производство лекарственных веществ и
препаратов);
Производство химических средств защиты растений;
7. производство товаров бытовой химии ;
Производство пластмассовых изделий, стекловолокнистых материалов, стеклопластиков и изделий из них.
8. микробиологическая отрасль.
Отрасли нефтехимической промышленности:
Производство синтетического каучука;
Производство продуктов основного органического синтеза, включая
нефтепродукты и технический углерод;
Резиноасбестовая (производство резинотехнических, асбестовых изделий).
Кроме того, на базе отходящих газов и побочных продуктов определенная часть химической продукции вырабатывается в коксохимической промышленности, цветной металлургии, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей (лесохимия) и других отраслях.
По технологическому признаку к химической промышленности можно отнести производство цемента и других вяжущих, керамики, фарфора, стекла, ряда продуктов пищевой, а также микробиологической промышленности (белково-витаминные концентраты, аминокислоты, витамины, антибиотики и др.).
Химизация народного хозяйства – один из решающих рычагов повышения эффективности производства и качества работы во всех сферах деятельности человека.
Важнейшим преимуществом применения химических процессов и материалов является возможность создания материалов с заранее заданными свойствами, обладающими необходимой легкостью и прочностью, антикоррозийными и диэлектрическими свойствами, способностью работать в экстремальных условиях.
Применение искусственных и синтетических материалов обеспечивает значительное, часто решающее, повышение производительности труда, снижение себестоимости выпускаемой продукции, улучшение ее качества, облегчает условия и повышает культуру производства, высвобождает трудовые и материальные ресурсы.
Полимерные материалы вызвали подлинную революцию почти во всех отраслях экономики. Применение пластмасс, резины, лакокрасочных материалов и химических волокон облегчает массу самолетов, кораблей, автомобилей, увеличивает их скорости, сберегает значительное количество дорогих и дефицитных материалов, продлевает жизнь машин и оборудования, повышает их производительность.
Особенно широко используются в машиностроении пластмассы и синтетические смолы, синтетический каучук и резины, химические волокна и изделия из них, краски и лаки.
В сельском хозяйстве основная часть прироста урожая достигается за счет применения минеральных удобрений, химических средств защиты растений.
В некоторых случаях, особенно для новых отраслей техники, химические продукты оказываются незаменимыми (в микроэлектронике, приборостроении, атомной и ракетной технике).
Внедрение в производство продуктов химии приводит к громадному народнохозяйственному эффекту в виде экономии дефицитных и дорогостоящих природных материалов.
- Основные принципы организации технологических процессов в химическом производстве.
Несмотря на огромное многообразие производимых химических веществ (многие сотни тысяч), их производство имеет ряд общих черт. Как правило, собственно технологический процесс состоит из трех стадий :
1. подготовки сырья,
2. химических превращений
3. выделения целевого продукта.
Подготовка сырья включает операции измельчения, повышения концентрации, сушки, удаления пыли из газов и т.п., применяемые в зависимости от конкретных требований. Чаще всего здесь используются физические процессы. Хотя есть и исключения. В основном подготовкой сырья занимаются люди, имеющие среднее профессиональное химическое образование.
Требования, предъявляемые к сырью, зависят от вида химического производства. В одних случаях лучше перерабатывать сырье в твердом виде, в других – в виде раствора, расплава или газа. Часто химическая переработка сырья возможна лишь после его обогащения , т.е. повышения концентрации полезного компонента, а иногда нужно сверхчистое сырье, получение которого само по себе является сложной технологической задачей. Поэтому особенности подготовки сырья существенно зависят от степени сложности доведения сырья до состояния, при котором его состав и свойства будут обеспечивать высокую скорость химических превращений.
Для проведения химических превращений исходные вещества должны прийти в соприкосновение друг с другом. Это соприкосновение может быть достаточно эффективным лишь при определенной концентрации каждого из реагирующих веществ. Поэтому подготовка сырья к переработке требует его обогащения , т.е. отделение полезной части от так называемой пустой породы. Обычно, первичное обогащение осуществляется на месте добычи сырья, что сокращает транспортные расходы на его доставку к месту потребления. Это очень важный момент, поскольку запасы концентрированного сырья в природе истощаются.
При разделении сырья на концентрат и хвосты используется тот факт, что полезная составная часть сырья и пустая порода отличаются по физическим, физико-химическим или химическим свойствам: плотности, твердости, растворимости, смачиваемости разными жидкостями, температуре плавления и т.п.
Если полезный минерал и пустая порода, входящие в состав сырья, имеют разную твердость, то сырье предварительно измельчают. При этом менее прочные минералы, входящие в состав сырья, дробятся на более мелкие зерна и кристаллы, чем более прочные. Измельченное сырье просеивают через сита (грохоты) с различной величиной отверстий. В зависимости от числа сит и величины отверстий в них, сырье можно разделить на ряд частей (фракций). На каждом сите получают фракцию, обогащенную тем или иным минералом.
Химические превращения - самая существенная стадия химико-технологического процесса. Для традиционных крупнотоннажных химических технологий (получение серной и азотной кислоты, аммиака, соды и т.п.) в настоящее время имеются научно обоснованные нормативы, определяющие особенности ведения процесса. Но, как отмечал академик В.А. Легасов, основная масса химических производств всё еще работает без детальных научных проработок технологических процессов, т. е., возможно, далеко не в оптимальном режиме.
Играет огромную роль в хозяйстве страны. В ней четко выделяются полупродуктовые производства, базовые, перерабатывающие. По ассортименту продукции эта отрасль уступает только . Химия обеспечивает промышленность и строительство новыми эффективными материалами, снабжает минеральными удобрениями, средствами защиты растений, способствует его интенсификации.
Химическая промышленность имеет сложный отраслевой состав.
Она включает: горно-химическую (добыча сырья - апатитов, фосфоритов, серы, каменных солей и др.) и основную химию (производство солей, кислот, щелочей, удобрений). А так же химию органического синтеза (производство полимеров) и переработку полимерных материалов (производство шин, изделий из пластмассы).
Химия использует отходы многих производств, поэтому важным фактором её размещения является комбинирование производства, особенно с металлургией. Возможности комбинирования и использования разнообразного сырья так велики, что предприятия можно строить практически повсеместно. Но ограничивающим фактором являются большая энерго- и водоемкость и отрицательное влияния на окружающую среду большинства химических производств.
Главные базы : Центральная (вокруг Москвы), Северо-Европейская (вокруг ), Урало-Поволжская, и Сибирская.
Химическая промышленность оказывает существенное влияние на природу.
С одной стороны, химическая промышленность обладает широкой сырьевой базой, позволяющей утилизировать отходы и активно использовать вторичное сырьё, что способствует более экономному расходованию природных ресурсов. Кроме того, она создает вещества, которые применяют для химической очистки воды, воздуха, защиты растений, восстановлению .
С другой стороны, она сама относится к числу наиболее «грязных» , воздействующих на все компоненты природной среды, что требует проведения регулярных природоохранных мероприятий.
Экологический фактор не только определяет размещение химических предприятий, но и обладает уникальными возможностями использования и переработки любых, даже самых ядовитых отходов. Однако всё значимее становится вопрос об утилизации продукции химических предприятий, тек как новые вещества и материалы, создаваемые ею практически не разлагаются.
Главные проблемы, стоящие перед отраслью - развитие производств новейших видов продукции тонкой химии (чистые вещества, реактивы), микробиологической промышленности, создание небольших производств, не оказывающих особого влияния на окружающую среду.
Мира обеспечивает промышленность и строительство новыми материалами, снабжает удобрениями и средствами защиты растений.
Особенности:
- одна из динамических отраслей промышленности, во многом определяющая НТП наряду с ;
- высокая наукоемкость (на уровне электроники);
- химическая индустрия является весьма емким потребителем сырья, удельные расходы которого в ряде случаев значительно превосходят вес готовой продукции (производство соды, синтетического каучука, пластических масс, химических волокон, калийных и азотных удобрений и др.).
- помимо большого количества сырья, отрасли (производство синтетических материалов, соды и др.) потребляют много воды, топлива и энергии;
- наличие разнообразных связей с другими отраслями промышленности и с/х;
- относительно невысокая трудоемкость, но особые требования к квалификации рабочей силы;
- высокая капиталоемкость;
- сложное оборудование и технологии;
- сложная отраслевая структура.
Отраслевой состав
Существуют разные подходы к выделению отраслей химической промышленности
В составе химической промышленности выделяют:
- горнохимическую промышленность (добыча сырья — апатитов и фосфоритов, поваренной и калийных солей, серы и другого горнохимического сырья);
- основную , производящую неорганические соединения (кислоты, щелочи, соду, минеральные удобрения и др.);
- химия органического синтеза, включающая производство полимерных материалов (синтетического каучука, синтетических смол и пластических масс, химических волокон) и их переработку (производство шин, изделий из пластмасс и др);
- микробиологическую промышленность.
Существует и другой подход, выделяющий в химической промышленности полупродуктовые производства (получение солей, кислот, щелочей и т.п.), базовые производства (получение полимеров, минеральных удобрений и др.), перерабатывающие производства (лакокрасочные, формацефтические, резинотехнические и др. производства).
Наибольшее развитие в химической промышленности получило производство полимеров, сырьем для которого выступают полуфабрикаты нефтехимии. Полимеры – важнейший конструкционный материал для промышленности и строительства.
Размещение химической промышленности определяется совокупностью многих факторов.
Для горнохимической промышленности, как для любой добывающей отрасли, главный фактор размещения – природноресурсный.
Наукоемкие химические производства (производство лаков, красителей, реактивов, фармацевтических препаратов, фото- и ядохимикатов, высококачественных полимерных материалов, химикатов специального назначения для электроники и т. д.) предъявляют высокие требования к уровню подготовки рабочей силы, развитию НИОКР, производству специального оборудования (приборы, аппараты, машины).
Кроме того, многие предприятия основной химии и химии органического синтеза ориентированы на обеспеченность водными ресурсами и электроэнергией.
Для предприятий, производящих готовую продукцию важным фактором является потребительский.
Общие тенденции размещения
Усиление наукоемкости химической индустрии в целом и особенно отдельных ее производств предопределило первоочередность развития отрасли в высокоразвитых странах. Многие традиционные отрасли химической промышленности — горная химия, неорганическая химия (в том числе производство удобрений), производство некоторых несложных органических продуктов (в том числе пластмасс и химических волокон) ускоренно развиваются в последние годы и в развивающихся странах.
Промышленно развитые страны все больше специализируются на выпуске новейших наукоемких видов химической продукции.
В мировой химической промышленности сложились четыре главных региона:
- Зарубежная Европа, в первую очередь ФРГ, Франция, дающие 23-24% мирового производства и экспорта химической продукции. Наиболее «химизированной» страной этого региона является ФРГ. После второй мировой войны в этом регионе на первый план вышла нефтехимическая промышленность, ориентированная в основном на импортное сырье. Это привело к смещению химической промышленности к портам (Роттердам, Марсель и др.), а также к трассам крупных нефте- и газопроводов из России (в основном это касается стран Восточной Европы).
- Северная Америка. Особенно выделяются здесь - крупнейший в мире производитель и экспортер химических продуктов (около 20% мировой химической продукции и 15% ее мирового экспорта).
- Восточная и Юго-восточная Азия. Здесь особо выделяются Япония (15% мирового производства и экспорта продукции химической промышленности), Китай, Корея.
- СНГ, где выделяется (3-4% мировой химической продукции).
Кроме этого очень крупный район, специализирующийся на производстве химических продуктов (в основном полупродуктов органического синтеза и удобрений), сложился в зоне Персидского залива. Сырьем для производства здесь являются огромные ресурсы попутного (нефтедобычи) газа. Нефтедобывающие страны района — , Иран, и др. дают 5-7% мировой химической продукции, ориентированной почти целиком на экспорт.
Вне этих районов химическая промышленность развита в , и др. странах.
Размещение отраслей химической промышленности.
Среди отраслей ведущее место занимает промышленность полимерных материалов, базирующаяся на нефтегазовом или нефтехимическом сырье. На протяжении длительного периода времени сырьевой базой промышленности полимерных материалов почти повсеместно было углехимическое и растительное сырье. Изменение в характере сырьевой базы существенно повлияло и на географию промышленности - уменьшилось значение угольных районов, возросла роль районов добычи нефти и газа, приморских районов.
В настоящее время наиболее мощную промышленность органического синтеза имеют экономически развитые страны, располагающие крупными запасами нефти и газа (США, Великобритания, Нидерланды, Россия и др.), или занимающие благоприятное положение для подвоза этих видов химического сырья (Япония, Италия, Франция, ФРГ, Бельгия и др.).
Все вышеназванные страны занимают ведущие позиции в мировом производстве синтетических смол и пластмасс и других видов синтетической продукции. Из отраслей промышленности полимеров только в производстве химических волокон заметен сдвиг в сторону развивающихся стран. В этом виде производства, наряду с традиционными лидерами - США, ФРГ и др., в число крупнейших производителей в последние годы вошли также Китай, Республика Корея, Тайвань, Индия.
В отличие от промышленности полимерных материалов, отрасли горной и основной химии широко представлены не только в экономически развитых, но и в развивающихся странах.
Ведущими производителями минеральных удобрений являются Китай, США, Канада, Индия, Россия, ФРГ, Белоруссия, Франция, . При этом по добыче и переработке фосфоритов, наряду с США, выделяются ( , ), Азии ( , Израиль), СНГ (Россия, Казахстан), острова Рождества и . Подавляющую часть мировой добычи и переработки калийных солей осуществляют США, Канада, ФРГ, Франция, Россия, Белоруссия.
Основным сырьем для производства азотных удобрений является . Поэтому в числе важнейших производителей и экспортеров азотных удобрений - прежде всего страны, богатые природным газом (США, Канада, Нидерланды, Россия, страны Персидского залива). В большом количестве азотные удобрения производят также Франция, ФРГ, Украина, Китай, Индия, азотно-туковая промышленность которых тесно связана с черной металлургией этих стран.
Страны-продуценты серы - США, Канада, Мексика, ФРГ, Франция, Польша. Украина, Россия, Япония и др. Крупнейшими производителями серной кислоты являются США, Китай, Япония и Россия (на их долю приходится более половины мирового производства).
География отдельных отраслей химической промышленности
Производство серной кислоты |
Пр-во минеральных удобрений |
Производство пластмасс |
Пр-во химических волокон |
Пр-во синтетического каучука |
|
США |
Китай |
США |
Китай |
США |
|
Китай |
США |
Япония |
США |
Япония |
|
Россия |
Канада |
ФРГ |
Тайвань |
Франция |
|
Япония |
Индия |
Франция |
Р. Корея |
ФРГ |
|
Украина |
Россия |
Тайвань |