Химическая промышленность определение. Технология производства серной кислоты

Химическая промышленность - вид промышленности, в котором ключевое значение имеет переработка сырья химическими методами. Основными материалами, использующимися в этой отрасли, являются различное минеральное сырьё и нефть. Роль химической промышленности в современном мире очень велика. Благодаря ей люди могут пользоваться различными пластмассовыми и пластиковыми изделиями, а также другими продуктами переработки нефти. Кроме этого, отрасль даёт взрывчатые вещества, удобрения для сельскохозяйственных нужд, лекарственные препараты и так далее.

Развитие

Началом истории этой отрасли принято считать промышленный переворот, который произошёл в начале XVII века. До XVI века «наука о веществах» вообще развивалась очень медленно, но, как только люди научились применять эти знания в промышленности, многое изменилось. Самым первым продуктом химической промышленности стала серная кислота, которая и сейчас остаётся исключительно важным веществом и используется во многих сферах деятельности человека. В то время это соединение в основном использовалось в обработке руд металлов, необходимых для промышленной революции в большом количестве. Первые предприятия по выпуску серной кислоты были созданы в Англии, Франции и России.

Вторым этапом развития этой сферы стала необходимость массового выпуска кальцинированной соды. Это вещество было необходимо для обеспечения производства стекла и тканей.

На первом этапе самый большой вклад в развитие отрасли внесла Англия. С увеличением интереса к органической химии всё большее влияние на развитие этой науки оказывала Германия, чьи учёные до сих пор считаются одними из лучших специалистов в этой сфере. В начале XX века большая часть химических производств находилась именно в этой стране, что, по мнению некоторых аналитиков, обеспечило немецким лидерам уверенность в победе в Первой мировой войне из-за высокого качества взрывчатых веществ и перспективных исследований химического оружия. Кстати, впервые боевой отравляющий газ применили именно германские войска.

Отрасли химической промышленности

Сейчас актуальна как неорганическая, так и органическая химия, ежегодно совершается множество открытий в этих сферах. Наиболее перспективными разработками являются:

  • Переработка нефти.
  • Создание лекарственных препаратов.
  • Создание удобрений.
  • Создание полимеров и пластмасс.
  • Изучение проводниковых свойств веществ.

Над созданием идеального проводника учёные работают уже несколько десятилетий. В случае успеха человечество сможет использовать ресурсы планеты гораздо более эффективно.

Химическая промышленность в России

Нефтехимия

Нефтехимия - ключевая отрасль химической промышленности в России. Во многом это связано с исключительно важной ролью нефтеперерабатывающей промышленности в экономике страны. Учебные заведения ежегодно выпускают десятки тысяч специалистов-нефтехимиков. Государство также выделяет большие деньги на спонсирование исследований в этой области.

Ежегодный объём продаж всех нефтехимических производств составляет более 500 миллиардов рублей.

Производство аммиака

«Тольяттиазот» является одним из ведущих производителей аммиака в мире. С недавнего времени фирма выпускает более 3 миллионов тонн газа в год, это исключительно высокий показатель. По оценкам специалистов, доля этой компании в мировом производстве аммиака составляет от 8 до 10%, также предприятие занимается производством минеральных удобрений и занимает в этом секторе около 20% российского рынка.

Производство удобрений

Немаловажной частью отрасли является и производство удобрений. На территории России расположены очень крупные месторождения сырьевых ресурсов для этой отрасли. Производство ресурсов для создания химических удобрений также хорошо развито. Во времена СССР над повышением эффективности удобрений работали лучшие учёные, сделавшие немало фундаментальных открытий в этой области. Благодаря этому Россия является одним из важнейших экспортёров удобрений.

Фармакологическая промышленность

Производство лекарственных средств и их компонентов является очень перспективным направлением. В настоящее время эта отрасль не покрывает российских потребностей, а создание многих препаратов даже не налажено. Поэтому ежегодно иностранные инвесторы, включая крупные химические концерны, вкладывают средства на развитие этой отрасли. Тем не менее существенное увеличение объёмов производства и качества продукции, по оценкам аналитиков, произойдёт в лучшем случае через десять лет.

Химическая промышленность в мире

Наиболее развита химическая промышленность в Германии, Великобритании и США. То есть среди европейских стран наиболее продвинутыми обычно являются государства, которые внесли определённый вклад в развитие химии как науки. В случае с США это связано с благоприятными условиями для развития химии и фармакологии: хорошая экономическая обстановка, наличие больших сырьевых ресурсов и развитой транспортной системы, переманивание лучших специалистов из других стран.

В частности, в пятёрке концернов с наибольшей прибылью 2 компании из Германии, 2 из Великобритании и одна из США.

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.

Химическая промышленность - это отрасль народного хозяйства, вырабатывающая химические вещества для всех видов промышленности и . Она состоит из производств - основной , горнохимических, органического синтеза, нефтехимии, ядохимикатов, и пластических масс, синтетического каучука, химических волокон, лакокрасочных, анилинокрасочных, химико-фармацевтических, химических реактивов и особо чистых химических веществ.

Работающие в химической промышленности контактируют с различными химическими веществами, большинство которых обладает большей или меньшей токсичностью. Попадая в организм в виде паров, газов, аэро- и гидрозолей через дыхательные пути, через неповрежденную кожу, реже через пищеварительный тракт, они могут вызвать острые или хронические профессиональные отравления, ослабить сопротивляемость организма. Ряд химических веществ вызывает ожоги. Одновременное наличие других факторов - неблагоприятные метеорологические условия, шум, физическое напряжение - усиливает воздействие химических промышленных ядов.

Задача гигиены труда в химической промышленности - обеспечить оптимальные условия труда работающих, предотвратить проф. отравления, не допускать вредного воздействия химических веществ на население, проживающее вблизи химических заводов.

Химическое производство должно быть отделено от жилья (см.), определяемой санитарными нормами проектирования промышленных предприятий (СН 245-71).

Санитарно-гигиенические условия труда в химической промышленности определяются: особенностями технологического процесса, который может быть непрерывным или периодическим; применяемой аппаратурой и коммуникациями; планировкой помещений, эффективностью вентиляции и многими другими условиями.

Технология с использованием непрерывных процессов с дистанционным управлением (пульт управления) имеет преимущества перед периодической схемой. Наиболее опасными остаются отбор технологических проб, негерметичность аппаратуры и упаковка готового продукта. Контакт работающих с химическими веществами может быть значительным при загрузке сырья, перегрузке полупродуктов, сушке и т. п.

Все источники вредных выделений должны быть оборудованы укрытиями с местной вентиляцией, воздух перед выбросом в атмосферу должен подвергаться очистке.

Трудоемкие работы должны быть механизированы. Особого внимания требуют ремонтные работы.

Большое значение имеет рациональная планировка рабочих помещений - изоляция более вредных процессов, предотвращение поступления загрязненного воздуха в помещения с менее загрязненным, а также отделка рабочих помещений, предотвращающая сорбцию и десорбцию токсических веществ .

Все рабочие помещения должны быть обеспечены естественным освещением и проветриванием, а также оборудованы механической приточно-вытяжной вентиляцией. Должен быть постоянный контроль за соблюдением предельно допустимых концентраций токсических веществ в воздухе рабочих помещений.

На предприятиях химической промышленности оборудуются (см.) в соответствии с требованиями строительных норм и правил (СНиП П-М. 3-68); рабочие обеспечиваются спецодеждой и защитными приспособлениями.

Все рабочие, поступающие на предприятия химической промышленности, проходят инструктаж по , а лица, контактирующие с токсическими веществами, подвергаются предварительным и периодическим .

Работающим на предприятиях химической промышленности предоставляются льготы в зависимости от вредности работы (сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск, лечебно-профилактическое специальное питание, лечение в профилакториях и др.).

Химическая промышленность - отрасль народного хозяйства, производящая химическое сырье, химические продукты и удобрения для сельского хозяйства. Химическая промышленность имеет огромное значение в развитии производительных сил, в техническом прогрессе важнейших отраслей промышленности и в сельском хозяйстве (для повышения его продуктивности и борьбы с вредителями).

Среди химических производств можно выделить следующие основные группы:
1) производство минеральных удобрений и химических средств защиты растений;
2) производство синтетических смол, пластмасс и изделий из них; 3) производство различных видов синтетического каучука и резинотехнических изделий; 4) производства основной химии (серной, азотной, соляной кислот и их солей, щелочей, хлора и др.); 5) производство химических волокон; 6) производство лаков и красок; 7) анило-красочное производство; 8) производство продуктов органического синтеза; 9) производство продуктов, используемых в качестве топлива реактивных двигателей; 10) производство нитро- и амидосоединений бензола (которые в основном используются как взрывчатые вещества).

Химическими по существу являются многие производства химико-фармацевтической промышленности, коксохимии, лесохимии и др.

Развитие химической промышленности, ее технический прогресс связаны с внедрением новых технологических процессов, большого числа новых химических веществ, использованием непрерывных технологических процессов, более современного оборудования, средств автоматики, механизации и др.

Условия труда в химических производствах характеризуются воздействием на -организм сложного комплекса профессионально-гигиенических факторов: химического, пылевого фактора, неблагоприятных метеорологических условий, шума, вибрации, ионизирующих излучений и ультразвука. Но при всем многообразии производственной среды доминирующее значение при гигиенической оценке условий труда сохраняет химический фактор. В химических производствах химические загрязнения находятся не только в воздухе рабочих помещений, но и в строительных материалах коробок промышленных зданий, на оборудовании и др. Химические загрязнения воздуха (в газообразном, парообразном и аэрозольном состоянии) рабочих помещений носят обычно комплексный характер, т. е. в воздухе одновременно находится несколько химических веществ. Уровень, концентрация этих загрязнений очень динамичны, что в основном связано с этапами технологического процесса, проведением отдельных рабочих операций и др.

Источниками поступления химических загрязнений в воздушную среду являются в основном аппараты и коммуникации, затем отходы, сырье и др. Поступление химических веществ в воздух рабочих помещений связано с негерметичностью аппаратуры, прерывистостью технологического процесса, нарушениями его регламента, выполнением ручных рабочих операций (загрузка аппаратов, замер уровня, лбор проб), явлениями коррозии и др. Способность химических веществ поступать в воздух производственных помещений во многом зависит от температуры плавления, кипения, показателей летучести и упругости их паров. Довольно много химических веществ, находясь в воздухе, претерпевают существенные изменения, что приводит к изменению их химической структуры и как следствие к изменению их биологической активности. Эти изменения в основном обусловлены тем, что многие вещества взаимодействуют с кислородом, влагой, углекислым газом, содержащимся в воздухе. Большое влияние оказывает солнечный свет, в частности ультрафиолетовое излучение. При этом наблюдаются явлении гидролиза, окисления, полимеризации и др. Различные элементы производственной среды и прежде всего воздух рабочих помещений должны подвергаться систематическому контролю. Санитарно-химический контроль осуществляют работники санитарно-эпидемиологических станций, заводских лабораторий и газоспасательных станций. При этом большое значение имеет применение автоматических методов контроля и экспресс-методов.

Санитарно-химический контроль проводится с учетом стадий, фаз технологического процесса, рабочих операций и т. д. Поскольку в химических производствах токсические загрязнения поступают в организм рабочих не только через дыхательные пути, но и через кожный покров, санитарно-химический контроль осуществляется также и в отношении химических загрязнений кожного покрова и спецодежды. Данные санитарно-химического контроля позволяют выделить наиболее неблагоприятные по уровню загрязнений цехи, отделения, рабочие места и обосновать проведение различных мероприятий, направленных на борьбу с химическими загрязнениями воздушной среды, кожного покрова, спецодежды и т. д.

Технический прогресс, систематическое проведение из года в год большого числа оздоровительных мероприятий способствовали снижению химических загрязнений и улучшению условий труда в химической промышленности. При этом большое значение имело внедрение новых, более рациональных непрерывных технологических процессов, герметичной аппаратуры; механизация многих ручных операций; использование средств автоматики, дистанционного управления аппаратами, материалов, устойчивых к коррозии; рациональной планировки рабочих помещений; применение материалов, мало сорбирующих химические вещества; устройство рациональной вентиляции химических производств с широким использованием местных отсосов, рациональных укрытий пылящей и газоопасной аппаратуры.

Существеннее значение имело оздоровление воздушного бассейна заводских площадок химических производств путем использования установок по очистке выбросов в атмосферу хвостовых газов и вентиляционного воздуха. Немалую роль играло при этом использование рациональных методов очистки, дегазации рабочих помещений, использование Средств индивидуальной защиты и т. д. Систематическое проведение многих оздоровительных мероприятий способствовало значительному снижению острых профессиональных отравлений и снижению концентраций токсических веществ в воздухе производственных помещений. Например, значительно снижены концентрации сернистого ангидрида в печных отделениях производства серной кислоты, концентрации хлора в электролизных цехах хлорного производства, концентрации анилина при его производстве, концентрации тетраэтилсвинца в производстве этиловой жидкости и тетраэтилсвинца и др.

Рабочие всех отраслей химической промышленности проходят предварительные и периодические мед. осмотры, получают инструктаж по технике безопасности, пользуются различными льготами в связи с работой с токсически опасными веществами в соответствии с имеющимся законодательством (сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск, лечебно-профилактическое питание, широкое использование профилакториев, санаториев и др.). См. также Анилинокрасочная промышленность, Волокна химические. Коксохимическое производство, Растворители, Резиновое производство.

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:

  1. горнохимическую промышленность (добыча сырья — апатитов и фосфоритов, поваренной и калийных солей, серы и другого горнохимического сырья);
  2. основную , производящую неорганические соединения (кислоты, щелочи, соду, минеральные удобрения и др.);
  3. 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);
  4. 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:

  1. 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).
  2. Северная Америка. Особенно выделяются здесь - крупнейший в мире производитель и экспортер химических продуктов (около 20% мировой химической продукции и 15% ее мирового экспорта).
  3. Восточная и Юго-восточная Азия. Здесь особо выделяются Япония (15% мирового производства и экспорта продукции химической промышленности), Китай, Корея.
  4. 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



Поделиться