Получения синтетического

В производстве резиновых технических деталей основным видом сырья являются натуральные и синтетические каучуки. Натуральные каучуки не нашли широкого применения, так как сырьем для их получения служит каучукосодержащий сок отдельных сортов растений. Сырьем для получения синтетических каучуков является

углерода. При нормальных условиях окись углерода по отношению к металлам инертна. Условия карбонильной коррозии металлов имеют место в процессах получения синтетических метилового, бутилового и других спиртов, протекающих при высоких давлениях и повышенных температурах. Окись углерода при высоких температурах и давлениях может образовывать со многими металлами (особенно металлами восьмой группы

Весьма экономически эффективными являются химические процессы, инициируемые гамма-лучами. К числу промышленных установок, в которых используется свойство инициирования, относятся, например, радиационные сульфохлораторы для получения синтетических моющих средств, разработанные ВНИИ радиационной техники.

Непрямой процесс гидрогенизации угля. В настоящее время единственным способом получения синтетических жидких топлив из угля в промышленных масштабах является его возгонка до газообразного состояния с последующей очисткой и конденсацией в присутствии катализатора в метанол, дизельное топливо и (или) бензин. Известны три промышленных технологии газификации, а именно: сухозоль-ный газификатор Лурги с фиксированным слоем; газификатор Копперса — Тотцека с непрерывной подачей и газификатор Винклера с кипящим слоем. Если основной упор будет сделан на производство больших количеств метанола, то, вероятно, наиболее предпочтительной окажется технология Лурги или Копперса — Тотцека.

Использование отходов для получения газообразного или жидкого топлива. Проводятся исследования в области пиролиза твердых городских отходов с целью получения синтетических топлив — заменителей природного газа и нефти. Проводятся также работы по получению метана на свалках мусора.

В — при 400°С. И — вакуумные реакторы и автоклавы, работающие под давлением, для получения синтетических жирных кислот; автоклавы для расщепления жиров по методу Твитчелла.

Применение синтетических каучуков позволяет снизить стоимость резины. Сравнительная легкость получения синтетических каучуков, обладающих нужными свойствами, позволила создать резины, значительно превосходящие по своим свойствам резины, изготовленные на основе натурального каучука.

Сырьевой базой для получения синтетических полимеров являются уголь, торф, нефть, попутные нефтяные газы, а также древесина и отходы сельского хозяйства. Производят эти продукты при коксовании каменных и бурых углей, при крекинге нефти и сухой перегонке дерева, при сбаживании и гидролизе отходов сельского хозяйства (кукурузные початки, солома), камыша. Эти материалы часто оказываются отходами основного производства,

Ожижение. Наиболее продвинуты работы в области ожижения угля с целью получения синтетических жидких топлив в Южно-Африканской Республике. Южной-Африканская корпорация угля, нефти и газа («Сасол») является ведущим производителем жидких топлив из угля в мире. Поскольку уголь может стать очень важным источником энергии в будущем, деятельность этой корпорации, масштаб текущих операций и планы заслуживают внимания. «Сасол» была организована как государственная компания после принятия в 1974 г. Закона о жидком топливе и газе. Фирма «Сигма коллиери» была создана для снабжения углем расположенной неподалеку установки первоначально в количестве 34,5 тыс. т в неделю, затем в 1976 г.— 88 тыс. т и в настоящее время — 100 тыс. т в неделю. Первая партия синтетических жидких продуктов была получена на установке «Сасол I»

В последние годы ученые разработали способы получения синтетических алмазов. Синтетические алмазы имеют одинаковые с природными алмазами плотность (3,5—3,56 г/см3), химический состав и структуру. Промышленные испытания показали, что при заточке кругами из искусственных алмазов на органической и керамической связках производительность повышается в среднем на 35% по сравнению с кругами из природных алмазов.

В машиностроении повысилось также значение соседних с ним элементов— бора и углерода. Бор (s2/?1) является легирующим компонентом жаропрочных сплавов и, образуя бориды с металлами (Fe; Co; Ni и др.), способствует увеличению их длительной прочности при высоких температурах. Соединения бора с азотом (нитриды бора) обладают твердостью, мало уступающей твердости алмаза. Углерод (s2/?2), ранее известный только как карбидообразователь и основной компонент сталей, сейчас становится конструктивным материалом (графит) ввиду исключительно высокой температуры кипения и плавления. Решенная проблема получения синтетических алмазов расширила применение алмазной обработки металлов. В то же время углерод, как легирующий компонент сталей, несколько потерял свое значение, так как стали, предназначенные для работы в области высоких температур, почти не содержат углерода (0,03—0,05% С).

Для производства городского газа различного типа использовались многочисленные процессы. Общий принцип получения синтетического газа представлен на рис. 6.2. Иногда

Спирт этиловый: технический ГОСТ 17299—78*; ректификованный ГОСТ 18300—72*, синтетический ГОСТ 11547—80* — это органическая жидкость, вырабатываемая из непищевого сырья. Он бывает марок А, Б (технический), 1-го, 2-го и высшего сортов (ректификованный), очищенный и технический (синтетический). Спирт применяют в качестве растворителя для получения синтетического каучука, бакелитового лака и других целей.

1 В настоящее время программа получения синтетического жидкого топлива из горючих сланцев в США полностью свернута. (Прим. отв. ред.)

троэнергии и ее распределением. До открытия месторождений природного газа в Северном море газовая промышленность Великобритании, особенно благодаря усилиям Ф. Дента, занимала ведущее положение в области разработок технологии получения и использования газа, начало которым было положено в 1936 г экспериментами по изучению газификации угля (процесс Лурги* в Германии. Естественным является интерес, проявленный амери канскими промышленниками, к опыту, накопленному в этой области Великобританией, поскольку запасы природного газа в США сокращаются, а стоимость энергии растет. С одной стороны, в США действуют около 14 лицензионных установок для получения синтетического газа, основанных на использовании Британского каталитического процесса и производящих его в объеме 33 млн. м3/сут (12 млрд. м3/год). С другой стороны, США всячески поощряют дальнейшие разработки, проводимые в Великобритании в области газификации угля. Приобретенная в ФРГ и расположенная в г. Вестфилде (Шотландия) оригинальная установка, в основу которой положен процесс Лурги, производила коммунальный газ, используя при этом уголь близлежащего карьера с 1960 г. до 1974 г., т. е. до тех пор, пока его не закрыли. Основанная в США фирма «Континентал ойл» («Коноко»), проявляющая повышенный интерес к разработкам в области использования угля, заключила сделку с Британской газовой корпорацией, предусматривающую расширение установки путем добавления агрегатов по очистке и синтезу метана, в основе которых лежит процесс, разработанный Ф. Дентом в 1937 т., для производства синтетического природного газа в промышленном масштабе. Модернизация предприятия началась в конце 1972 г. и закончилась опытными поставками в течение двух месяцев синтетического природного газа потребителям г. Файл (Шотландия) по городской системе распределения газа; таким образом была доказана взаимозаменяемость различных газовых установок. Проект был завершен в 1974 г. Стоимость проекта составила 6 млн. долл., дополнительная установка была выкуплена Британской газовой корпорацией для проведения дальнейших исследований.

Возросший спрос на каучук и его высокая стоимость стимулировали исследования способов получения синтетического каучука. Препятствием к разрешению проблемы синтеза было отсутствие данных о природе каучука, строении его молекулы.

В России над проблемой получения синтетического каучука работал ряд ученых. Так, ученик А. М. Бутлерова А. Е. Фаворский опубликовал в 1885 г. работу о способности кротонилена полимеризоваться. Он также нашел, что ацетиленовые углеводороды могут взаимно превращаться в дву-этиленовые. Исследования А. Е. Фаворского и его учеников в области непредельных соединений стали теоретической основой производства синтетического каучука. Решение этой проблемы принадлежит ученику А. Е. Фаворского известному русскому ученому С. В. Лебедеву. В 1908— 1913 гг. он исследовал полимеризацию углеводородов ряда бутадиена (дивинила) и простейшего углеводорода аллена и опубликовал работы по полимеризации изопрена и диизопропенила. В 1910 г. С. В. Лебедев впервые получил образец синтетического бутадиенового каучука. На основе этих и последующих работ ученого в нашей стране впервые в мире была создана промышленность синтетического каучука (1932 г.).

В настоящее время ведутся работы по совершенствованию процессов получения синтетического жидкого топлива из горючих ископаемых, в том числе из угля. Процессы гидрогенизации протекают при высоком давлении и температуре 380—550 °С и, естественно, требуют соответствующего аппаратурного оформления. К решению этой задачи мы должны быть готовы.

Исходным сырьем для получения синтетического чугуна служат стальной лом, листовая обрезь, стружка и другие дешевые низкосортные металлоотходы В настоящее время коэффициент использования металла в машиностроении составляет 0,7, т е 30% металла идет в отходы, большая часть которых имеет малый объемный вес, что затрудняет их дальнейшую переработку Про блема эффективного использования метачлоотходов ма лого объемного веса наиболее рационально решается при организации выплавки синтетического чугуна Достоинс твои такой выплавки является возможность переплавки отходов непосредственно на месте их образования — в литейных цехах машиностроительных заводов без дли тельной транспортировки и безвозвратных потерь метал ла Доменные чушковые чугуны вообще исключаются из

Влияние физико-химических свойств и способа загрузки реагента на процесс науглероживания. Для получения синтетического чугуна используются различные углерод-содержащие материалы: гранулированный уголь, аморф-

Количественные зависимости, установленные статисти-«еской обработкой данных, свидетельствуют не только о преимуществах метода получения синтетического чугуна но и о существенном влиянии исходных шихтовых мате риалов на прочностные характеристики сплавов в случае выплавки синтетического чугуна, что необходимо учиты вать при оценке технологии и качества металла

А — секция газификации угля и получения синтетического газа; Б — секция ГТУ; В — секция паросиловой установки; / — подача измельченного угля; 2 — газогенератор; 3 — удаление шлака; 4 — газоохладитель газогенератора; 5 — питательная вода; 6 — пар; 7 — газоочистка; 8 — элементарная сера; 9 — пыль; 10 — очищенный синтетический газ; // — установка расщепления воздуха; 12 — О2; 13 — N2; 14 — воздух; 15 — выходные газы в дымовую трубу