Производство важнейших неорганических продуктов и охрана окружающей среды. Каустическая сода

Непрерывное разделение хлора и каустика можно  также осуществить в установке  с ртутным катодом. Металлический  натрий образует с ртутью амальгаму, которая отводится во вторую камеру, где натрий выделяется и реагирует  с водой, образуя каустик и  водород. Хотя концентрация и чистота  соляного раствора для установки  с ртутным катодом более важны, чем для установки с диафрагмой, в первой получается каустическая сода, пригодная для производства искусственного волокна. Ее концентрация в растворе составляет 50–70%. Более высокие затраты  на установку с ртутным катодом  оправдываются получаемой выгодой. 

2.3 Материальный баланс

Материальный  баланс любого технологического процесса или части его

составляется  на основании закона сохранения веса (массы) вещества:

ΣGисх = ΣGкон

  где ΣGисх – сумма весов (масс) исходных продуктов процесса;

  ΣGкон –сумма весов (масс) конечных  продуктов процесса в тех же  единицах измерения.

       Таким образом, если в какой-либо  аппарат или технологический  узел

поступает GА кг продукта А, GВ кг продукта В  и т.д., а в результате переработки их получается GС кг продукта С, GД кг продукта Д и т.д., а также если в конечных продуктах остается часть начальных продуктов А (GА кг), В (GВ кг) и т.д., то при этом должно сохраниться равенство

                 GА + GВ +….= GА' + GВ' + GС + GД +….+ΔG,             

  где ΔG –производственные потери  продукта.

     Определение массы вводимых компонентов  и полученных продуктов

производится  отдельно для твердой, жидкой и газообразных фаз согласно

уравнению

Gг  + Gж + Gт.= Gг' + Gж' + Gт’

  При составлении полного баланса обычно решают систему уравнений

с несколькими неизвестными. При этом могут быть использованы

соответствующие формулы для определения равновесного и фактического

выхода  продукта, скорости процесса и т. д.

  Теоретический материальный баланс рассчитывается на основе стехиометрического уравнения реакции и молекулярной массы компонентов.

Практический  материальный баланс учитывает состав исходного сырья и готовой продукции, избыток одного из компонентов сырья, степень превращения, потери сырья и готового продукта и т. п.

  Из данных материального баланса  можно найти расход сырья и вспомогательных материалов на заданную мощность аппарата, цеха, себестоимость продукта, выходы продукта, объем реакционной зоны, число

реакторов, производственные потери.

      На основе материального баланса  составляют тепловой баланс, позволяющий определить потребность в топливе, величину теплообменных

поверхностей, расход теплоты или хладоагентов.

Результаты  этих подсчетов обычно сводят в таблицу  материального баланса.

Типовая таблица материального  баланса

                  Приход                                                          Расход 

Статья  прихода       Количество,кг       Cтатья  расхода         Количество,кг

Продукт А                Ga                           Продукт А                  Ga  

Продукт В                Gb                             (остаток)

                                    Продукт  В                  Gb                            

                                     (остаток)

                                    Продукт  С                  Gc

                                    Продукт  Д             Gd

                                    Производственные     G

                                    потери

Итого                          G                           Итого                             G 
 
 
 
 
 

3. Охрана окружающей  среды

В цехе каустической соды. Едкий натр — весьма токсичное вещество, разрушающее кожные покровы и слизистую оболочку. Ожоги от NаОН заживают очень медленно и оставляют рубцы. Особенно опасно попадание едкого натра в глаза. Чаще всего это приводит к полной потере зрения, поэтому при работе в цехе каустической соды нужно строго соблюдать установленные правила по охране труда. Все работы с каустической содой, независимо от концентрации ее растворов, должны проводиться в спецодежде и в защитных очках. Эксплуатация аппаратов и трубопроводов, работающих под давлением, должна осуществляться в строгом соответствии с правилами и инструкцией Госгортехнадзора.

В цехах электролиза. Продукты, получаемые в цехах электролиза водных растворов хлорида натрия — газообразный хлор и горячая электролитическая щелочь — чрезвычайно вредны для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация хлора в производственных помещениях не должна превышать 1 мг/м3, что вызывает необходимость тщательной герметизации электролизеров, хлорных компрессоров, коммуникаций и запорной арматуры. Для этой же цели в электролизерах и хлорных трубопроводах поддерживается разрежение порядка 50—100 Па (5—10 мм. вод. ст.). Обслуживающий персонал должен быть снабжен спецодеждой и иметь при себе противогаз. Цех электролиза оборудуется мощной приточно-вытяжной вентиляцией с 8—12-кратным воздухообменом в час. Для предупреждения ожогов необходимо проявлять особую осторожность при работе с горячими щелоками, при ремонтных работах следует надевать резиновый фартук и перчатки и защищать глаза очками. Чтобы исключить возможность поражения электрическим током, обслуживающий персонал должен пользоваться галошами и перчатками из резины с улучшенными электроизоляционными свойствами.

Опасны смеси  водорода с хлором или воздухом, взрывающиеся от электрической искры и при местном повышении температуры до 400—500ºС.

При получении  едкого натра и хлора в электролизерах с ртутным катодом появляется дополнительная опасность для обслуживающего .персонала, связанная с ртутным отравлением. Допустимое содержание ртути в воздухе производственных помещений не должно превышать 0,01 мг/м3. Все работники цеха, имеющие дело с металлической ртутью, по окончании смены должны принять душ и почистить зубы. 
 

4.Применение

    Сода  каустическая (едкий натр) представляет собой белые кристаллы плотностью 2,13 г/см3. Температура плавления соединения составляет 322°C, температура кипения - 1390°C. По своим химическим свойствам, каустическая сода является сильным  основанием, относящимся к щелочам. Сода каустическая применяется в  химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, медицинской, пищевой промышленности, цветной металлургии, текстильной  промышленности, в производстве вискозного шелка и отбеливании тканей, в  анилинокрасочной промышленности, в  мыловарении, в производстве алюминия и металлического натрия, растворимого стекла, щелочных аккумуляторов, в процессах  водоподготовки и других областях народного  хозяйства.

    В химической промышленности сода каустическая используется для производства органических красителей, синтетического фенола, глицерина, инсектицидов, различных химикатов  и полупродуктов, лекарственных  средств, пластмасс и др., для очистки  нефти, нефтепродуктов и минеральных  масел.  В черной металлургии применяется  для удаления серы из стали, в целлюлозно-бумажной – для обработки целлюлозы, бумажной массы.

    Успешно сода каустическая применяется в  металлургии при производстве алюминия. В автомобильной промышленности ее используют в производстве щелочных аккумуляторов, в химической в технологических  процессах изготовления трилона  Б и, конечно, большое значение имеет  сода каустическая при производстве самых разнообразных моющих средств: от обычного мыла до стиральных порошков различных видов. Растворы каустической соды используются для дезинфекции во многих отраслях. Нашел применение этот ценный продукт химического производства и в пищевой промышленности, с помощью соды каустической осуществляется рафинирование растительного масла и некоторых других продуктов. 

Едкий натр применяется в огромном множестве  отраслей промышленности и для бытовых  нужд:

в целлюлозно-бумажной промышленности в производстве бумаги, картона, искусственных волокон, древесно-волоконных плит.

для омыления жиров при производстве мыла, шампуня  и других моющих средств.

в химических отраслях промышленности - для нейтрализации  кислот и кислотных окислов, как  реагент или катализатор в  химических реакциях, в химическом анализе для титрования, для травления  алюминия и в производстве чистых металлов, в нефтепереработке - для  производства масел.

для изготовления биодизельного топлива - получаемого  из растительных масел и используемого  для замены обычного дизельного топлива.

в качестве агента для растворения засоров  канализационных труб.

в гражданской  обороне для дегазации и нейтрализации  отравляющих веществ, в ребризерах (изолирующих дыхательных аппаратах (ИДА), для очистки выдыхаемого  воздуха от углекислого газа.

в приготовлении  пищи:в производстве шоколада и какао, напитков, мороженого, окрашивания  карамели, для размягчения маслин и в производстве хлебобулочных  изделий. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E524.

Натр  едкий технический ГОСТ 2263-79

 Технический  едкий натр (гидроксид натрия) предназначен  для химической, нефтехимической,  целлюлозно-бумажной промышленности, цветной металлургии и других  отраслей народного хозяйства.  

 Технический  едкий натр выпускают следующих  марок: 

ТР - твердый  ртутный (чешуированный);

ТД - твердый  диафрагменный (плавленый);

РР - раствор  ртутный;

РХ - раствор  химический;

РД - раствор  диафрагменный. 

5.Основные  производители

1. ОАО "Каустик" (г. Стерлитамак, Респ. Башкортостан)

2. ОАО "Каустик" (г. Волгоград)

3. ОАО "Саянскхимпласт" (г. Саянск, Иркутская обл.) 

4. ООО "Карпатнефтехим" (бывшее ЗАО "Лукор") (г. Калуш,  Ивано-Франковская обл., Украина)

5. ПАО "ДНЕПРАЗОТ" (г. Днепродзержинск, Днепропетровская  обл., Украина) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы 

1. Общая химическая  технология . Под ред. И.П. Мухленова.  Учебник для химико-технологических  специальностей вузов. М.: Высшая  школа.

2. Фурмер И.Э., Зайцев В.Н. Общая химическая  технология. - М.: Высшая школа, 1978.

3.Неорганическая химия. /Под ред. Н.Н.Павлова. - М.: Высшая школа, 1993. -

4.Основы химической технологии. /Под ред. И.П. Мухленова. - М.: Высшая школа, 1991.

5.Первые в ряду элементов. /Под ред. А.А.Николаева. - М.: Просвещение, 1983.

6.Журнал "Химическая промышленность". № 8, 1993.

7.Химия в действии. /Под ред. А.М. Фримант. - М.: Мир, 1994.

8.Неорганическая химия. /Под ред. Э.Г.Оганесян. - М.: Высшая школа, 1984.

9.Курс аналитической химии. Качественный анализ. /Под ред. А.П. Крешкова. -М.: Химия, 1982.

10.Физическая и коллоидная химия. /Под ред. К.И.Евстратовой. - М.: Высшая школа, - 1990. -487с.