Программа элективного курса по химии химия в промышленности icon

Программа элективного курса по химии химия в промышленности


Смотрите также:
Пояснительная записка Особенности курса Программа элективного курса по химии «Химия вокруг нас»...
Программа «химия в зеркале истории» Автор программы: учитель химии оу №493...
Программа элективного курса по химии для учащихся 9 класса Химия и повседневная жизнь человека...
Программа элективного курса по выбору по химии «Химия и медицина» (8 класс)...
Программа дисциплины «Неорганическая химия» Введение...
Рабочая программа элективного курса по химии «На перекрёстках естественнонаучных дисциплин»...
Рабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры неорганической химии " " 2009 г....
Рабочая программа элективного курса «Химия и охрана окружающей среды»...
Программа тематическое планирование (17 ч) Автор-составитель: учитель химии Чунихина Елена...
Программа элективного курса по химии для учащихся 11 класса название курса...
Программа элективного курса по химии для учащихся 10 класса название курса...
Программа по химии для вступительных испытаний в Маргу (собеседование)...



Загрузка...
страницы: 1   2   3   4
вернуться в начало
скачать
Составить структуру отраслей народного хозяйства, указав долю химических производств в каждой из них.




1.Электролиз воды. 1.Легирование. 1.Стекло. 1.Кокс. 1.Лекарства

2.Плазмолиз воды. 2.Эпитаксия 2.Цемент. 2.Прямое 2.Антисептики

3.Газификация угля. 3.Материалы для кабелей 3.Лаки. восстановление Ме 3.Вата, бинты.

4.Энергия Солнца. и корпусов электроприб. 4. Краски. синтез - газом
















1.Топливо. 1.Сиропы, эссенции

2.Конструкционные 2.Виноделие, напитки

материалы. 3. Шоколад, конфеты







1.Переработка ядерного 1.Минеральные удобрения. 1.Синтетические каучуки, 1.Топливо.

топлива. 2.Фунгициды и инсектициды волокна, ткани. 2.Масла и смазки.

2.Теплоносители. 3. Кормовой синтет. белок 2.Парфюмерия, красители, бумага. 3.Автом. камеры.


4. Итоги занятия

Д/з записи в тетрадях.

Урок 2.


Тема: Сырье в химической промышленности.


Цель: -изучить классификацию сырья, основные способы добычи и переработки сырья;

- развивать умение логически излагать свои мысли, сравнивать, анализировать и делать выводы по изученной теме.


^ Ход урока:

1. Начало занятия. Сообщения задач.


2.Предъявление нового материала.


Лекция- беседа

Любое химическое производство начинается с сырья, которое по происхождению может быть минеральным, растительным или жи­вотным. В химической промышленности чаще всего используется минеральное сырье, т. е. добываемые из земных недр природные минералы. Минеральное сырье делится на рудное, нерудное и го­рючее.

Рудное сырье, или руда, служит для получения металлов. На­пример, руды железа, марганца, титана состоят главным образом из сульфидов и оксидов соответствующих металлов.

Нерудное минеральное сырье — это горные породы или минера­лы, являющиеся источником получения неметаллических химиче­ских продуктов. К нему относят апатит, фосфорит, гипс, известняк, слюду, хлорид натрия и др.

Горючее минеральное сырье — ископаемые, которые могут слу­жить в качестве топлива (каменные и бурые угли, нефть, природ­ный газ и т. п.). Этот вид сырья иногда называют органическим, так как оно имеет органическое происхождение. В последние годы органическое сырье все чаще используют не в качестве топлива, а как сырье для химической промышленности.

В качестве основной особенности, характеризующей сырье, сле­дует указать на огромные масштабы его добычи и переработки. В настоящее время в мире ежегодно извлекается и перерабаты­вается 10" т, т. е. 100 млрд. т горных пород, а ведь в качестве сырья, подвергаемого химическому переделу, используются не толь­ко горные породы. Чтобы представить себе масштаб этого рода че­ловеческой деятельности, достаточно простейшего расчета: на каж­дого человека, включая младенцев и стариков, ежедневно прихо­дится 100 кг извлеченных горных пород. Учитывая, что масштаб производств в последние десятилетия значительно возрос, а само производство как в нашей стране, так и за рубежом в целом разви­валось по экстенсивной схеме, возникла серьезная проблема исто­щения естественных источников сырья. Как видно из цветного ри­сунка I, при сохранении нынешних темпов потребления нефть, газ, уран-235, легкие цветные металлы (исключая алюминий) мо­гут быть исчерпаны к середине следующего столетия.

Проблема сырья существенно усугубляется тем обстоятельст­вом, что сами природные ископаемые распределены в мире исклю­чительно неравномерно. Почти 95% мировых угольных запасов со­средоточены в недрах стран Северного полушария, в том числе 63% — в Азии, 26% — в Северной Америке и около 6% — в Ев­ропе. Аналогичная или еще более контрастная неравномерность распределения в литосфере характерна месторождениям нефти и газа, фосфатов и бокситов и др. Значительная часть мировых за­пасов многих важнейших видов минерального сырья сосредоточена в недрах развивающихся стран. Их удельный вес в суммарных достоверных и вероятных запасах капиталистических и развиваю­щихся стран составляет: нефть — почти 90%, природный газ — около 70%, бокситы — 74%, олово — 87%, кобальт — 90%, медь — более 65%, фосфориты — 75%, никель, сурьма и апатиты — 60%.

Экономика России почти полностью развивается на базе отечественного сырья. Наша страна занимает одно из первых мест в мире по запасам железа, марганца, хрома, свинца, платины, зо­лота, меди, цинка, никеля, титана, кобальта и оказывает существен­ную помощь странам СЭВ, обеспечивая их каменным углем, при­родным газом, нефтью, железной рудой.

Однако минеральные богатства недр России также не безгранич­ны. Как и во всех странах мира, условия эксплуатации месторож­дений минерального сырья с каждым десятилетием, даже с каждым годом становятся все более сложными и требуют непрерывно воз­растающих затрат.


Итак, в условиях все возрастающего дефицита сырья необходим поиск новых резервов. К ним относятся:

1) разработка новых источников и методов извлечения сырья в литосфере, гидросфере и атмосфере;

2) разработка новых эффективных методов рециркуляции, т. е. многократного использования металлов и других видов сырья;

3) разработка новых технологий, способных работать на новом сырье или с меньшими затратами ресурсов;

4) использование альтернативных материалов.

Неиссякаемыми источниками сырья являются промышленные и бытовые отходы, так называемое вторичное сырье. Достаточно сказать, что в России и за рубежом в отвалах и хвостохранилищах размещается

1,6 х1012 м3 горных пород и отходов переработки по­лезных ископаемых, и на каждого человека в год образуется 400 кг бытовых отходов. Металлы в виде вторичного сырья (так называемо­го скрапа) используют уже сейчас довольно широко: около половины мирового производства стали базируется на скрапе. Он же покры­вает от 20 до 60% потребности в важнейших металлах.

До поступления на химическое производство минеральное сырье, как правило, подвергается предварительной обработке, после кото­рой его состав и свойства удовлетворяли бы требованиям данного технологического процесса. Такая обработка состоит из совокуп­ности механических, химических и физико-химических операций: измельчение, укрупнение, обезвоживание, обогащение или флота­ция. Флотация основана на различной смачиваемости водой полез­ных компонентов и пустой породы минерального сырья. Например, флотацией полиметаллических сульфидных руд получают концент­раты, отделяя при этом пустую породу.


3. Взаимоконтроль

Составить тест по изученной теме.

Примерный тест

1. Рудное сырье, или руда, служит для получения

  1. неметаллов;

  2. металлов;

  3. металлов и неметаллов.


2.Нерудное минеральное сырье является источником получения

  1. неметаллических химиче­ских продуктов;

  2. металлических химических продуктов;

  3. металлических и неметаллических продуктов.



3. Горючее минеральное сырье слу­жить в качестве

  1. получения электроэнергии;

  2. конструктивных материалов;

  3. топлива.



4. Неиссякаемыми источниками сырья является

  1. вторичное сырье;

  2. первичное сырье;

  3. не то и не другое


5. До поступления на химическое производство минеральное сырье подвергается предварительной обработке. Она состоит из совокуп­ности

  1. механических;

  2. химических;

  3. физико-химических операций;

  4. всех перечисленных выше операций.


4. Итоги занятия

Д/з записи в тетрадях


Урок 3.

Тема: Энергетика в химической промышленности.


Цель: изучить источники энергии для осуществления химико -технологических процессов; понятие топлива и его классификацию; принципы развития топливной энергетики в России;

- развивать умение логически излагать свои мысли, сравнивать, анализировать и делать выводы по изученной теме .


Ход урока:

1. Начало занятия. Сообщения задач


2.Предъявление нового материала.

Лекция- беседа

^ ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Химическая промышленность — самая энергоемкая отрасль на­родного хозяйства. В таблице 1 показано, какое количество энер­гии необходимо затратить на получение тонны продукта (алюми­ния, стали, цемента, нефти, бумаги).

Таблица1. Необходимые количества энергии для производства

1 т продукта. (в среднем в мире)

Способ получения продукта


Энергопотребление на 1 т, в ГДж и т условного топлива


алюминия


стали


цемента


нефти


бумаги


Действующая

технология


211,0

7,2


28,49

0,97


9,50

0,32


4,75

0,16


42,20

1,4


Реально возможная техно­логия


179,36

6,1


17,94

0,6


4,00

0,14


3,69

0,126


26,38

0,9


Теоретически рассчитанная технология


26,37

0,9


6,33

0,21


0,74

0,025


0,42

0,014


0,21

0,007


1 ГДж соответствует 109 Дж; 1 т условного топлива — 29,3 МДж/кг.


В России химическая промышленность выпускает 7% всей про­мышленной продукции, а потребляет 20% энергии. За рубежом это соотношение еще более контрастно.

Основным источником энергии для осуществления химико-тех­нологического процесса является электрическая энергия и внутрен­няя энергия (получаемая при сгорания топлива).


Электрическая энергия используется:

1) для различных электро­химических процессов (электролиз растворов и расплавов солей);

2) для электротермических процессов (плавление, возгонка, полу­чение элементного фосфора и т. д.);

3) в электромагнитных процес­сах (разделение продуктов);

4) в электростатических процессах (электрокрекинг углеводородов) .

Внутренняя энергия используется для разнообразных физиче­ских процессов (нагревание, плавление, сушка и т. д.) и для нагре­вания реагентов при химических превращениях.

Топливо — это материал, служащий источником энергии. На­звание топлива, как правило, отражает его природу или назначе­ние (например, горючие вещества, ядерное топливо, ракетное топливо и т. д.). В горючих веществах основной составной частью является углерод. Эти вещества находят широкое применение для получения энергии или служат сырьем в химической промышленности. По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природ­ный газ и пр.) и искусственное (кокс, моторные топлива и пр.), а по агрегатному состоянию — на твердое, жидкое и газообразное. Мировые запасы энергии различных источников приведены в табли­це 2, а виды топлива — в таблице 3.

Таблица2. Мировые запасы энергии различных источников


Источники энергии

Запасы энергии, млрд. кВт-ч


480х103

5,8х106

30х106

700х103

80х103

223х103

200х103

150х106

150х103

70х106

23х103

Практически безграничны
Торф

Угли бурые

Угли каменные

Сланцы горючие

Газ природный

Нефть

Древесина (годовой прирост)

Энергия Солнца

Энергия ветра

Энергия приливов и отливов

Энергия рек

Энергия ядерного горючего

Таблица 3. Виды топлива

Название топлива


Содержание углерода, %


Теплота сгорания, кДж/кг


Антрацит



95


34000


Каменный уголь


75—90


35000


Бурый уголь

65—70

28000

Торф сухой

55—60

23000

Нефть


80—87


44000


Природный газ


До 95% метана


50000


В настоящее время основным источником получения внутрен­ней энергии служит нефть. В топливно-энергетических балансах промышленно развитых стран доля нефти составляет 47%, газа — 17%, угля — 30%. Остальные 6% приходятся на все прочие источ­ники энергии, включая гидроэлектростанции, атомные электро­станции, геотермальные, ветровые, солнечные и другие установки. Тенденция увеличения расхода природного газа и нефти объясняет­ся большей их экономичностью (относительная простота добычи, транспорта, хранения и использования). Однако природные ресурсы нефти и газа ограничены и невосполнимы

Очевидно, что и сегодня, и через 25 лет нефть сохранит свою лидирующую позицию. Вместе с тем ее вклад в энергоресурсы заметно сократится, и будет компенсироваться возросшим вкладом угля, газа, ядерного горючего, энергии Солнца и других видов во­зобновляемой энергии, включая биоэнергетику.

Основным принципом топливной энергетики нашей страны является максимальное и комплексное энерготехнологическое использова­ние топливных ресурсов.

Из соображений экономии вытекает не­обходимость:

1) максимального использования теплоты;

2) вторич­ного использования теплоты;

3) регенерации и рекуперации теплоты;

4) уменьшения потерь теплоты в окружающую среду;

5) макси­мального использования местных топливных ресурсов и производ­ственных отходов.

Теплота, выделяющаяся при химических превращениях в реак­торе, используется для нагревания исходных продуктов . Горя­чие газы, проходя по трубам, отдают теплоту воде, находящейся в межтрубном пространстве, а образующийся пар применяется далее.

Бережное расходование энергетических ресурсов — хозяйствен­ная политика нашей страны. Это — увеличение к.п.д. технологических процессов, снижение металлоемкости оборудования, снижение удель­ных расходов энергоресурсов, повышение эффективности процес­сов производства и передачи электроэнергии.

В будущем восполнение топливных ресурсов связывают с ра­циональной переработкой угля, который будут сжижать (запасы угля превышают 95% от запасов природных топлив).

Неисчерпаемые возможности таит ядерная энергетика. Расчеты показали, что при правильном использовании урана можно не бо­яться его истощения в ближайшие тысячелетия. В перспективе получение энергии управляемым термоядерным синтезом ядер дейтерия и трития.

В промышленности твердое топливо сжигают в печах непрерыв­ного действия. Принцип непрерывности осуществляется при помо­щи подвижной колосниковой решетки (рис. 17) , на которую непрерывно подается твердое топливо. Жидкое топливо вводится в топку через форсунку при помощи водяного пара или сжатого воздуха. Еще лучше смешивается с воздухом и полнее сгорает газообразное топ­ливо. Для сжигания газообразного топлива используются особые керамические печи, в которых горючий газ и требуемое количество воздуха подаются в мельчайшие каналы, где происходит сгорание.




трубы с водой


колосники

^ Газообразное топливо имеет ряд преимуществ перед твердым топливом: 1) экономически более выгодна добыча и транспорти­ровка;

2) упрощается устройство топок и облегчается труд челове­ка при подаче топлива в печь;

3) упрощается управление процессом горения и облегчается соблюдение гигиены труда;

4) достигается более полное и рациональное сжигание топлива;

5) почти полностью устраняется засорение окружающей среды.

По этим причинам газо­образное топливо находит себе все более широкое применение в промышленности, а также в качестве бытового топлива и в авто­транспорте.

Природное газообразное топливо — природный газ содержит около 95% метана. Его добывают из газовых или нефтяных место­рождений. Искусственное газообразное топливо получают перера­боткой угля. Это генераторные (воздушный, смешанный, водяной) и коксовый газы. Газообразное топливо является не только удобным видом топлива, но и ценнейшим сырьем в производстве основного органического синтеза (например, ацетилена, метанола, формальдегида и др.). .

Единственное жидкое природное топливо — нефть является слож­ной смесью циклопарафинов (нафтенов), предельных и ароматиче­ских углеводородов. Нефть как топливо непосредственно не приме­няется, а перерабатывается в товарные нефтепродукты методами фракционированной перегонки, термического и каталитического кре­кинга, каталитического риформинга и т. д.


Важнейшими группами нефтепродуктов являются топлива и сма­зочные масла. Нефтяные топлива разделяются на моторные, при­меняемые в двигателях, и котельные — для сжигания в топках паровых котлов и в промышленных печах.

Первые из них подраз­деляются в свою очередь на карбюраторные, дизельные и топлива для реактивных авиационных двигателей. Карбюраторным топли­вом для двигателей внутреннего сгорания с карбюраторами явля­ется бензин, важнейшей характеристикой которого является его стойкость к детонации. Детонация — это чрезмерно быстрое сгора­ние топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя, нару­шающее нормальную работу двигателя. Наиболее склонны к дето­нации предельные углеводороды нормального строения, тогда как предельные углеводороды с сильно разветвленной цепью детониру­ют слабо. Способность бензина к детонации оценивается октановым числом. В качестве стандарта принимается к-гептан и 2,2,4-триметилпентан (изооктан), октановые числа которых считают равными 0 и 100 соответственно. Если октановое число равно 80, то это значит, что данный вид топлива детонирует в смеси с воздухом как смесь, состоящая из 80% изооктана и 20% гептана (табл. 4).


Таблица 4. Октановые числа бензина

Способ получения бензина


Октановое число


Прямая перегонка

Термический крекинг

Каталитический крекинг

Каталитический риформинг


66—80

60—75

80

85—90



Сорта автомобильных бензинов обозначают буквой А и цифрой, указывающей его октановое число, например: бензин А-72, А-91, А-95. Сорта авиационного бензина обозначают буквой Б, например: Б-95, Б-100.

Промышленной переработкой каменных углей, называемой кок­сованием, занимаются коксохимические предприятия. Основными продуктами являются кокс, каменноугольная смола и коксовый газ. Дальнейшей переработкой каменноугольной смолы получают ценнейшие органические продукты: бензол, толуол, нафталин и др.

На первом этапе реализации Энергетической программы России первостепенное значение придается форсированному развитию га­зовой промышленности, имеющей достаточно надежную сырьевую базу, прежде всего в районах Западной Сибири.


Прирост производства электроэнергии будет происходить в ос­новном за счет ядерного горючего, гидроэнергии и использования углей в восточных районах страны (Канско-Ачинский территориаль­но-производственный комплекс). При этом предполагается, что атом­ная энергетика будет развиваться опережающими темпами, а ис­пользование традиционных топливно-энергетических ресурсов будет улучшено за счет сокращения потребления нефтепродуктов в качест­ве топлива.

Одним из основных направлений социально-экономического раз­вития является увеличение масштабов использования возобновляемых источников энергии, включая энер­гию Солнца, ветра, воды, теплоту глубинных слоев Земли, особенно в отдаленных районах с дефицитом органических топливно-энер­гетических ресурсов.


3. Взаимоконтроль

Составить тест по изученной теме

Примерный графический тест (да нет )

1.Химическая промышленность — самая энергоемкая отрасль на­родного хозяйства.(да)

2.Основным источником энергии для осуществления химико-тех­нологического процесса является электрическая энергия и внутрен­няя энергия. (да)

3.Внутренняя энергия используется для разнообразных электрохимических процессов. (нет)

4. Топливо — это материал, служащий источником энергии. (да)

5.В горючих веществах основной составной частью является фосфор. (нет)

6. Основным принципом топливной энергетики нашей страны является максимальное и комплексное энерготехнологическое использова­ние топливных ресурсов. (да)

7. Теплота, выделяющаяся при химических превращениях в реак­торе, используется для нагревания исходных продуктов. (да)

8. Природное газообразное топливо — природный газ содержит около 95% бутана. (нет)

9. Единственное жидкое природное топливо — нефть. (да)

10. Промышленной переработкой каменных углей, называемой кок­сованием. (да)

11. Одним из основных направлений социально-экономического раз­вития является увеличение масштабов использования возобновляемых источников энергии. (да)




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


4.Итоги занятия

Д/з записи в тетрадях


Урок 4.

Тема: Материалы в химической промышленности.

Цель: - изучить выбор конструкционных материалов, классификацию материалов по состав; что такое порошковая металлургия, авиационная и космическая промышленность;

- развивать умение логически излагать свои мысли, сравнивать, анализировать и делать выводы по изученной теме, творческие способности у учащихся.

^ Ход урока:

1. Начало занятия. Сообщения задач


2.Предъявление нового материала.

Лекция-беседа

Чтобы осуществить любой химико-технологический процесс, не­обходимо располагать соответствующей аппаратурой. Но тогда воз­никает вопрос: из каких материалов следует делать эту аппаратуру, чтобы она была способна противостоять разнообразным агрессив­ным воздействиям, в том числе химическим, механическим, терми­ческим, электрическим, а в ряде случаев также радиационным и биологическим?

Выбор конструкционных материалов осложняется, когда пере­численные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в пос­леднее время требования к материалам, используемым в химиче­ской технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, зна­чительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические фер­менты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощ­ности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортиров­ке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контакт­ные аппараты для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м.

Конструкционные материалы классифицируют по различным признакам, например по составу, структуре, свойствам и областям применения. При классификации материалов по




оставить комментарий
страница2/4
Короткова Татьяна
Дата21.10.2012
Размер0.9 Mb.
ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх