Technologijos ir gamta

Purvas ir apsauga nuo purvo

ISTORIJA, KAIP NAFTOS RAFINAVIMO ATLIEKŲ IR ORO TERŠALŲ RŪGŠTIS TARA VERTĖ Į APLINKOS APSAUGOS PRIEMONĘ

chemijos mokslų kandidatas A. I. NEKHAEVAS

Teisingai pažymėta: chemijoje nėra nešvarumų; purvas yra medžiaga, dažniausiai medžiagų mišinys, ne vietoje. Dar vienas to patvirtinimas yra rūgščių dervų – deja, gana plačiai paplitusių naftos perdirbimo produktų – istorija. Kodėl „deja“, suprasite kiek vėliau, kaip ir sužinosite (kas nežino), koks paukštis yra šios rūgštinės dervos. Ne mėlynas laimės paukštis, o greičiau juodas...

Pradėkime savo istoriją nuo medžiagos, kuri yra nepalyginamai populiaresnė už visas dervas kartu paėmus. Alchemikai tai vadino vitriolio aliejumi – mes vadiname sieros rūgštimi.

KODĖL PETROCHEMIKUI REIKALINGA SIERORŪGŠTIS?

Ši rūgštis yra ne tik itin populiari, bet ir itin svarbi medžiaga. Ne veltui jos gamybos apimtis yra vienas iš šalies ekonominio potencialo rodiklių.

Didžioji dalis sieros rūgšties dabar išleidžiama mineralinių trąšų gamybai, tačiau beveik tiek pat jos reikia ir visiems kitiems chemijos pramonės posektoriams. Ir ne tik chemijos: metalo apdirbimo, tekstilės, odos, maisto pramonė neapsieina be sieros rūgšties. Naftos perdirbimo ir naftos chemijos pramonė nėra išimtis: sieros rūgštį jie sunaudoja gana dideliu mastu ir įvairiems tikslams. Štai keletas pavyzdžių.

Šiandien dažniausiai naudojami sintetiniai plovikliai (CMC) yra amino aktyvūs. Tai reiškia, kad jų veiklioji medžiaga yra anijone – dažniausiai HSO 3 sudėties anijone, kuris į CMC pateko iš pigiausios ir prieinamiausios sieros rūgšties. Pavyzdžiui, ricinos aliejus iš dėmes paliekančios medžiagos paverčiamas plovikliu veikiant sieros rūgščiai. Šiais laikais, norint gauti kokybišką CMC, dažniausiai sulfonuojamos ne natūralios, o sintetinės žaliavos (alkilbenzenai), o techninėms reikmėms pigiausias CMC buvo ir yra gaunamas sulfonuojant žibalą ir gazolio frakcijas naftos.

Kitas pavyzdys. Maždaug penktadalis visų naftos chemijos produktų yra alkoholiai. Dažniausias alkoholių, įskaitant etilo alkoholį, gamybos būdas yra olefinų hidratacija sieros rūgštimi. kuriai vėl reikia sieros rūgšties. Kitas pavyzdys. Šiuolaikinis automobilio variklis skirtas didelio oktaninio skaičiaus benzinui. Klasikinė antidetonacinė medžiaga tetraetilšvinas tampa persona non grata, nes nuodija atmosferą. Šiais laikais benzino oktaninį skaičių bandoma padidinti naudojant alkilinimo procesus. Dėl šių procesų gaunamos šakotos angliavandenilių molekulės. Jų dedama į benziną, kad padidėtų jo oktaninis skaičius, o alkilinimo katalizatorius vis tiek yra sieros rūgštis... Išleiskime kitus atvejus, kai sieros rūgštis naudojama kaip katalizatorius naftos chemijos procesams dėl nereikšmingumo – vartojimo masto nereikšmingumo. Jis daug dažniau naudojamas naftos produktų valymui: kurui, alyvoms, parafinui. Rūgštis iš naftos pašalina nesočiuosius ir aromatinius angliavandenilius, dervingas medžiagas, sieros ir azoto junginius – viską, kas mažina kuro ir alyvos stabilumą sandėliuojant, pablogina jų veikimą, kvapą, spalvą. Naftos produktų gryninimas sieros rūgštimi yra seniausias ir technologiškai paprasčiausias būdas. Bet kartu tai ir atgalinis metodas: dideli vertingų alyvos komponentų nuostoliai, rūgštis korozuoja įrenginius, o svarbiausia – susidaro daug atliekų, kurios kartu vadinamos rūgštine derva. Dėl šios priežasties sieros rūgšties valymo metodai dabar pakeičiami (bet ne visiškai) pažangesniais, pavyzdžiui, degalų apdorojimas vandeniliu arba alyvų apdorojimas selektyviais tirpikliais. Šiuo metu šiuo būdu perdirbama apie 90% pasaulio naftos. Tačiau prisiminkime milžinišką gamybos mastą: už likusių dešimties procentų slypi tūkstančiai tonų H 2 SO 4. Vertingiausių alyvų – hidraulinių, vakuuminių, elektros izoliacinių – valymas vis dar patikėtas tik sieros rūgštimi.

Taigi, sieros rūgšties padėtis naftos perdirbimo ir naftos chemijos pramonėje išlieka gana stipri. Ir jei taip, tada rūgštinės dervos kiekis ir toliau auga.

ATLIEKŲ LIKIMAS

Juoda klampi masė, kurioje yra iki 70% H 2 SO 4 plius pradiniai organiniai junginiai, alkilo sieros rūgštys ir kiti sulfonavimo produktai, taip pat dervos ir polimerai - visa tai yra rūgštus dervas. Jų komponentai iš dalies surišti chemiškai, iš dalies tiesiog sumaišyti, todėl juos atskirti itin sunku.

Kaip žinoma, gamybos atliekų panaudojimo laipsnis yra pramonės išsivystymo rodiklis ir gamybos kultūros matas. Dar visai neseniai rūgščių dervų šalinimas buvo laikomas beviltišku reikalu. Šių atliekų negalima išmesti į upes net ir kruopščiai neutralizavus: jos lėtai suyra ir užtrunka ilgai. Lengviausias būdas yra sudeginti nelemtą rūgštinę dervą, pirmiausia ją ištirpinant, tarkime, katilo kure. Bet tai irgi ne išeitis: susidaro dūmų dujos, turinčios didelį SO 2 kiekį, ir tokiu atveju rūgščių dervų poveikis biosferai bus labai neigiamas.

Štai kodėl ilgus dešimtmečius rūgščios dervos buvo pilamos į didžiulius saugyklos tvenkinius. Savaime suprantama, šie tvenkiniai ir jų artimiausia aplinka yra negyvi. „Net paukštis į ją atskrenda, nei gyvūnas neateina, tik juodas viesulas...“ toli neša aštrų sieros dioksido kvapą, susimaišiusį su ne mažiau „aromatine“ organika. Tai laipsniškas rūgščių dervų irimas saugyklų tvenkiniuose.

Nebuvo įmanoma taikstytis su negrįžtamu rūgščių ir organinių medžiagų praradimu, tuo labiau aplinkos tarša. Sieros rūgštis jau daugelį metų sėkmingai valo daugelį maisto produktų. Dabar iškilo klausimas. jį sutvarkyti ir tuo pačiu gauti pajamų iš atliekų.

Natūralus kursas: norėdami kažkaip panaudoti rūgštines dervas, pirmiausia turite jas padalyti į bent du pagrindinius komponentus – organines medžiagas ir sieros rūgštį. Paprasčiausias tokio atskyrimo įrankis gali būti vandens garai. Jo apdorotas mišinys stratifikuojasi. Viršutinis sluoksnis – organinės medžiagos su rūgšties pėdsakais, apatinis – juoda praskiesta rūgštis. Panaudota rūgštis gali būti koncentruota arba naudojama ten, kur silpna rūgštis gali atlikti savo darbą, pavyzdžiui, gaminant amonio sulfatą arba superfosfatą, odos pramonėje arba druskingo dirvožemio gėlinimui.

Pasirinkimas palyginti nedidelis, juolab, kad kiekviena iš išvardintų pramonės šakų pirmenybę teikia bent jau techniškai grynai rūgščiai... Koncentruotai H 2 SO 4 paklausa didesnė, tačiau vandens perteklių iš rūgšties pašalinti nėra paprasta. Produktyvumas mažas, įranga rūdija, o svarbiausia – pirmiausia reikia pašalinti organinių medžiagų likučius, kurie išgaruojant suyra iki 40% rūgšties. Taigi pasirodo, kad žaidimas nėra vertas žvakės.

Bet kiekvienas debesis turi sidabrinį pamušalą. Nešvarios rūgšties terminis skaidymas pasirodė esąs pelningas pasirinkimas. Sieros rūgštis skyla, kad „mirtų ir įsikūnytų“ į tą pačią sieros rūgštį. Skilimo produktas – sieros dioksidas – reikalingas tiek celiuliozei išgauti iš medžio drožlių, tiek kaip konservantas laikant vaisius, o – svarbiausia – SO 2 naudojamas sieros rūgščiai gaminti. Tvirtas, švarus, tinkantis bet kokiai užduočiai.

Bet kam naudingas antrasis rūgščių dervų komponentas – juoda „klampi“ organinė medžiaga? Jis gali būti deginamas kaip katilo kuras. Bet tai bus blogas kuras: jame yra gana daug sieros ir jis greitai koksuos purkštukus. Kaitinant, organinę rūgšties deguto dalį galima apdoroti oru ir tokiu būdu paversti ją bitumu. Bitumas buvo pirmasis naftos produktas, patekęs į žmogaus rankas (dar 3800 m. pr. Kr.). Nuo seniausių laikų jo atsparumas vandeniui, sutraukiančios ir antiseptinės savybės buvo naudojamos statybose, medicinoje ir lavonų mumifikacijoje. Šiandien milžiniški bitumo kiekiai naudojami pastatų ir kelių statybai, metalinių konstrukcijų apsaugai nuo korozijos. Bitumo paklausa viršija pasiūlą. Gauti jį iš rūgščios dervos yra dvigubai naudinga: žalingiausi nešvarumai paverčiami norimu produktu...

Žurnalas „Chemija ir gyvenimas“ Nr.10 1978 m.

Priklauso vienbalsiams silpno veikimo vaistams. Būdingas spalvos trūkumas ir aštrus kvapas. Vaistas yra higroskopinis, pasižymintis gebėjimu reaguoti su daugelio tipų tirpikliais ir gerai derinamas su organinėmis medžiagomis ir dujomis. Sąveikaujant su aktyviais metalais susidaro druskos, o temperatūrai nukritus iki -16 °C virsta kristaline mase.

Gavimo būdai ir būdai

Pramoninis acto rūgšties kūrimo būdas yra katalizatorių naudojimas acetaldehido oksidacijai deguonimi. Procesas vyksta esant aukštam slėgiui ir temperatūrai. Priklausomai nuo technologijos, gali būti naudojami mangano, rodžio arba kobalto katalizatoriai. Maisto pramonėje acto rūgšties gamyboje naudojamas biokatalitinis metodas, naudojant fermentus iš acto rūgšties bakterijų ir skysčius, kuriuose yra etanolio.

Medžiaga buvo atrasta senovėje dėl vyno gamybos technologijos pažeidimo. Rūgštame vyne susidaręs actas buvo naudojamas kasdieniame gyvenime, rūgštis pradėta naudoti kaip maisto prieskoniai, vaistas ir organinis tirpiklis.

Gamtoje yra labai daug rūgščių, taip pat įvairių jų cheminių junginių. Jie turi aktyvią įtaką visam juos supančiam pasauliui.

Štai keletas įdomių faktų apie rūgštis.

Mirties ežeras esantis Sicilijoje vadinamas " Negyvas“ Prie ežero krantų augalai neauga, negyvena žuvys ar kiti gyvi organizmai, o paukščiai niekada neskrenda. Kas netyčia įkrenta į ežerą, tuoj pat miršta. Jei kelioms sekundėms nuleisite ranką į ežerą, jūsų rankos oda akimirksniu paraus, pasidengs pūslėmis ir ims luptis, atidengdama raumeninį audinį. Manote, kad tai siaubo filmo istorija? Ne, tai tikras vaizdas iš gyvenimo.

Ir tai atsitiks dėl to, kad ežeras yra ne kas kita, kaip rezervuaras agresyvi pavojinga sieros rūgštis. 1999 metais mokslininkai, kruopščiai ir pavojingai ištyrę šio ežero dugną, nustatė, kad ši rūgštis yra iš dviejų požeminių šaltinių.

Taip pat žinoma, kad mafija Sicilijoje visada skandindavo savo aukas šiame ežere ir po trumpo laiko jų neliko nė pėdsako.

Daugiau įdomių faktų apie rūgštis. Kaip bebūtų keista, rūgštis gali padėti kovojant su tokiu blogu įpročiu kaip rūkymas. Duke universiteto medicinos centro (JAV) darbuotojai sukūrė visiškai unikalų metodą, kaip atsikratyti šio įpročio.

Šiuo metu tam naudojami įvairūs metodai, dėl kurių išgrynintas nikotinas (be įvairių kenksmingų medžiagų kancerogenų, agresyvių dervų ir anglies monoksido pavidalu) patenka tiesiai į kraują. Tam jie naudoja impregnuotus pleistrus, kramtomąją gumą ir inhaliatorius.

Mokslininkų sukurta technika siūlo panaudoti rūkalių organizme susidarančių junginių nikotino ir piruvo rūgšties savybes. Šių dviejų komponentų sąveika sukuria nikotino junginio piruvatą. Šis junginys patenka į rūkančiojo plaučius. Šiuo metu vyksta paskutiniai naujojo produkto bandymai, po kurių jis bus prieinamas visiems.

Įdomūs istoriniai faktai, susiję su organinėmis rūgštimis: 1714 m. Petro I dekretu Sankt Peterburge buvo įkurtas vaistinės sodas. Ten buvo auginami vaistiniai augalai, aprūpinami jais vaistines arba perdirbami į vaistus. Taigi, vieno iš šių augalų lapai, dedami į pieną, saugo jį nuo rūgimo. Su šiuo augalu laikoma šviežia mėsa ir žuvis išsilaiko ilgiau. Iš jo šaknų galima gauti geltonų dažų. Iš pluoštų galima gaminti tinklelius, kurie nepūva vandenyje. Lapai yra neišsenkantis pagrindas šeimininkės fantazijai ruošiant sveiką ir visavertį maistą. Šį augalą žinome iš Anderseno pasakos. Asmeninė patirtis su šiuo augalu gali priversti iki ašarų. Galiausiai net aklas gali atpažinti šį augalą. Tai... Pavadink šį augalą!

7 pav. iš pristatymo „Karboksirūgštys ir jų savybės“ chemijos pamokoms tema „Karboksirūgštys“

Matmenys: 960 x 720 pikselių, formatas: jpg. Norėdami atsisiųsti nemokamą paveikslėlį chemijos pamokai, dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite paveikslėlį ir spustelėkite „Išsaugoti vaizdą kaip...“. Norėdami pamokoje rodyti paveikslėlius, taip pat galite nemokamai atsisiųsti visą pristatymą „Karboksirūgštys ir jų savybės.pptx“ su visomis nuotraukomis zip archyve. Archyvo dydis yra 519 KB.

Parsisiųsti prezentaciją

Karboksirūgštys

„Cheminės karboksirūgščių savybės“ – karboksirūgščių pavadinimas. Karboksilo grupės struktūra. Karboksilo rūgščių formulės. Užduotis. Cheminės karboksirūgščių savybės. Funkcinė grupė. Karboksirūgštys. Salicilo rūgštis. Cheminės savybės. Trivialūs karboksirūgščių pavadinimai. Bendrosios karboksirūgščių savybės. Kelias į žinias.

„Karboksilo rūgščių pavyzdžiai“ – skruzdžių rūgštis. Acto rūgštis. Valerijono rūgštis. Cheminės karboksirūgščių savybės. Stearino rūgštis. Išstudijuokite struktūrą. Jie sudaro eterius. Citrinų rūgštis. Karboksirūgštys. Rūgštys. Rodiklis. Tai organinės medžiagos. Karboksilo rūgščių klasifikacija. Oksalo rūgštis.

"Karboksirūgštys ir jų savybės" - Įdomūs istoriniai faktai, susiję su organinėmis rūgštimis. Klasifikacija. Karboksilo rūgščių formulių rašymo algoritmas. Metilpentano rūgštis. Karboksilo grupės struktūrinė formulė. Kuri rūgštis stipresnė? Rūgščių pavadinimai. Karboksirūgštys. Etano arba acto rūgštis. Fizikinės karboksirūgščių savybės.

„Apriboti monobazines karboksirūgštis“ – vienbazinės karboksirūgštys. Fizinės savybės. Sočiųjų karboksirūgščių struktūra ir nomenklatūra. Karboksirūgštys. Anglies atomas. Sočiosios monobazinės karboksirūgštys. Dujinės medžiagos. Izomerijos rūšys. Atradimų istorija. Skruzdžių rūgštis. Pavadinkite karboksirūgštis. Trivialūs vardai.

„Sočiosios karboksirūgštys“ – pakartokite karboksirūgšties apibrėžimą. Esterių nomenklatūra. Vario acetatas. Izobutilo acetatas. Pasirinkite karboksirūgšties formulę. Anglies atomas. Kryžiažodis apie karboksirūgštis. Trivialūs vardai. Cheminės karboksirūgščių savybės. Etanas. Karboksilo rūgščių paruošimas. Savikontrolės užduotis.

"Karboksilo rūgščių klasės" - Homologinė rūgščių serija. Obuolių rūgštis. Karboksilo rūgščių klasifikavimas pagal angliavandenilio radikalo pobūdį. Funkcinė grupė. Karboksilo rūgščių paruošimas. Karboksilo rūgščių taikymas. Karboksilo rūgščių izomerizmas. Karboksilo rūgščių klasifikacija. Vienbazių karboksirūgščių atstovai.

Iš viso yra 19 pranešimų


Uždaryti