Лабораторная работа 6
Химическая промышленность мира
Задание №1
К какой отраслевой группе относится отрасль химической промышленности. Почему химическая промышленность является базовой отраслью для ряда других отраслей хозяйства
Химическая промышленность – комплексная отрасль, определяющая, наряду с машиностроением, уровень НТП, обеспечивающая все отрасли народного хозяйства химическими технологиями и материалами, в том числе новыми, прогрессивными и производящая товары массового народного потребления.
Химическая промышленность представляет собой одну из ведущих отраслей тяжелой индустрии, является научно-технической и материальной базой химизации народного хозяйства и играет исключительно важную роль в развитии производительных сил, укреплению обороноспособности государства и в обеспечении жизненных потребностей общества. Она объединяет целый комплекс отраслей производства, в которых преобладают химические методы переработки предметов овеществленного труда (сырья, материалов), позволяет решить технические, технологические и экономические проблемы, создавать новые материалы с заранее заданными свойствами, заменять металл в строительстве, машиностроении, повышать производительность и экономить затраты общественного труда. Химическая промышленность включает производство нескольких тысяч различных видов продукции, по количеству которых уступает только машиностроению.
Значение химической промышленности выражается в прогрессивной химизации всего народнохозяйственного комплекса: расширяется производство ценных промышленных продуктов; происходит замена дорогого и дефицитного сырья более дешевым и распространенным; производится комплексное использование сырья; улавливаются и утилизируются многие производственные отходы, в том числе вредные в экологическом отношении. На базе комплексного использования разнообразного сырья и утилизации производственных отходов химическая индустрия образует сложную систему связей со многими отраслями промышленности и комбинируется с переработкой нефти, газа, угля, с черной и цветной металлургией, лесной промышленностью. Из таких сочетаний складываются целые промышленные комплексы.
Задание №2
Какие отрасли включает в себя химическая промышленность
| Подотрасль | Примеры |
| Неорганическая химия | Производство аммиака, Содовые производства, Сернокислотные производства |
| Органическая химия | Акрилонитрил, Фенол, Окись этилена, Карбамид |
| Керамика | Силикатные производства |
| Нефтехимия | Бензол, Этилен, Стирол |
| Агрохимия | Удобрения, Пестициды, Инсектициды, Гербициды |
| Полимеры | Полиэтилен, Бакелит, Полиэстер |
| Эластомеры | Резина, Неопрен, Полиуретаны |
| Взрывчатые вещества | Нитроглицерин, Нитрат аммония, Нитроцеллюлоза |
| Фармацевтическая химия | Лекарственные препараты: Синтомицин, Таурин, Ранитидин |
| Парфюмерия и косметика | Кумарин, Ванилин, Камфара |
Задание №3
Дайте характеристику отраслям нефтепереработки и нефтехимии. Какова география этих отраслей
Бурное развитие нефтехимия начала в 30-х г. XX в. Динамику развития можно оценить по объёму мирового производства (в млн. тонн): 1950 — 3, 1960 — 11, 1970 — 40, 1980—100! В 90-е годы нефтехимические продукты составляли более половины мирового объема производства органических веществ и более одной трети продукции всей химической промышленности.
Основными тенденциями развития являются: повышение единичной мощности установок до оптимальных (с позиций себестоимости продукции), повышение селективности для экономии сырья, снижение энергоёмкости и замыкание потоков энергии путём рекуперации, вовлечение в переработку новых видов сырья (в том числе тяжёлых остатков, а также побочных продуктов других процессов). По объёму производства нефтехимической продукции Россия занимает ~19-е место в мире (1 % мирового объема), по объему на душу населения — 11-е место.
Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего, различных топлив (автомобильных, авиационных, котельных и т. д.) и сырья для последующей химической переработки.
Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции.
Подготовка нефти
Нефть поступает на НПЗ в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).
Атмосферная перегонка
Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.
Материальный баланс атмосферной перегонки западно-сибирской нефти.
Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов.
Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.
По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида:
· Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т.д.
· Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д.
· Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д.
Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.
Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит газ риформинга. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).
Процесс получения изоуглевородов (изопентан, изогексан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопрен из изопентана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
Задание №4
На к/к нанесите крупнейшие центра химической промышленности мира.
Задание №5
Проведите группировку и классификацию стран и регионов по уровню развития химических производств.
Таблица. Центры размещения химической промышленности мира (не менее 5 в каждой позиции)
| Название отрасли | Страна | Центр |
| Основная химия | ||
| Пр-во кислот (серная, азотная, соляная) | Китай Россия Япония США Германия | Лучжоу, Шеньян, Гирин Пермь, Оренбург, Астрахань, Екатеренбург Гирин, Токио, Нобеока Батон-Руж Дорстен, Леверкузен |
| Пр-во щелочей | Россия | Стерлитомак, Волгоград, Кемерово |
| Калийные удобрения | Германия Россия США Франция Канада | Дрезден, Кассель Березники, Соликамск Чикаго, Гастония Клермо-Ферран, Каркасон Реджайна, Ванкувер |
| Фосфорные удобрения | Россия Германия США Канада Белоруссия | Волхов, Санкт-Петербург, Уваров Леверкузен, Дуйсбург Ричмонд, Питтерсберг Монреаль, Торонто Минск, Гомель |
| Азотные удобрения | Польша Индия Франция Германия | Щецин, Гданьск Нейвелы, Синдри Тулуза, Страсбур Дюссельдорф, Висбаден |
| Отрасли нефтехимии и нефтепереработки | ||
| Пр-во пластмасс | Россия Германия США Япония Республика Корея | Тюмень, Москва, Орехово-Зуево Марсель, Роттердам Бейкерсфилд Муроран, Токуяма Тэсан |
| Пр-во каучука | Россия Германия США Япония Китай | Воронеж, Ярославль Дормаген, Дюссельдорф Корпус-Кристи Тиба, Окаяма Шанхай, Датун |
| Пр-во хим. волокон | Россия США Индия Китай Республика Корея | Курск, Саратов, Тверь, Барнаул, Серпухов Батон-Руж, Нью-Йорк Дигбой, Кочин, Тромбей Ляоян, Шанхай, Баодин Тэсан, Ульсан |
Задание №6
Опишите современные тенденции развития отраслей химической промышленности. Как изменилась отраслевая и территориальная структура отрасли за последние десятилетие века. Каковы главные сдвиги в географии отрасли. Охарактеризуйте три модели размещения предприятий отрасли.
Наиболее высокими темпами мировая химическая промышленность развивалась с начала 50-х – до середины 70-х гг. XX в. Затем, под влиянием энергетического и сырьевого кризисов, эти темпы несколько замедлились: химической промышленности потребовалось определенное время для новой структурно-технологической перестройки. А далее они снова стали достаточно высокими и, что еще важнее, стабильными. В результате в конце 1990-х гг. мировой выпуск химикатов достиг 1,5 млрд долл., так что по стоимости выпускаемой продукции эту отрасль ныне опережает только электроника. В развитых странах по доле в структуре промышленного производства она уступает только машиностроению.