Глава 1
СЫРЬЕ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Сырье – один из основных элементов химического производства. Сырье в значительной степени определяет экономичность этого производства. Во многих химических производствах расходные коэффициенты сырья достигают 3–4 т на 1 т продукта, а в некоторых случаях превосходят 5–6 т, поэтому себестоимость химической продукции в значительной степени определяется качеством сырья, способами и стоимостью его получения и подготовки, расходами на перевозку. В химической промышленности затраты на сырье в себестоимости продукции составляют 60-70%, в нефтехимической промышленности – более 70%.
Таблица 1. Затраты сырья на производство 1 т продукта
Продукт |
Затраты сырья (в тоннах) |
Al |
6 |
Pb |
50 |
Cu |
100 |
Sn |
300 |
ПВХ |
2 |
ПЭ |
3 |
В производстве химических продуктов различают исходные вещества (сырье), промежуточные продукты (полупродукты) и готовые продукты. Сырье – то, что дает природа. Сырье, подвергнутое некоторой промышленной обработке – полупродукт (или полуфабрикат). Полупродукты химической переработки исходного сырья, в свою очередь, служат сырьем для получения других веществ.
Сырье полуфабрикат 1 полуфабрикат 2 готовый
продукт
Древесина целлюлоза нитроцеллюлоза целлулоид
Нефть бутан(С4Н10) бутен(С4Н8) дивинил(С4Н6) каучук СКД
Уголь бензол нитробензол анилин красители
В практике, однако, полупродукт может быть готовым продуктом для предприятия, изготовляющего его, и сырьем для предприятия, потребляющего этот полупродукт. Так, например, серная кислота, полученная на заводах цветной металлургии, является готовой продукцией для этих заводов и сырьем для получения минеральных удобрений, в частности фосфорных.
1.1. Характеристика и запасы сырья
Виды сырья весьма разнообразны, их можно разделить на разные группы (классифицировать сырье можно по разным признакам):
I. По запасам: 1) невозобновляемое (руды, нефть, уголь) и
2) возобновляемое (вода, воздух, растительное, животное).
По агрегатному состоянию: 1) газообразное (природный газ, воздух), 2) жидкое (нефть, вода), 3) твердое (уголь, древесина, руды, минералы).
III. По происхождению: 1) минеральное (полезные ископаемые, добываемые из земных недр; оно может быть рудное, нерудное и горючее), 2) растительное и животное (оно может быть пищевое и техническое), 3) вода и воздух – пока еще это самое доступное и дешевое сырье.
По химическому составу 1) неорганическое (руды, минералы) и 2) органическое (нефть, уголь, природный газ).
Химическая промышленность использует в качестве сырья продукты горнорудной, нефтяной, газовой, лесной и целлюлозно-бумажной промышленности, черной и цветной металлургии. Так, черная металлургия поставляет ароматические углеводороды, нафталин, антрацен, фенолы, крезолы, тиоцианат натрия, диоксид серы. Особенно большие количества диоксида серы выделяют из отходящих газов цветной металлургии, образующихся в процессе обжига медных, цинковых, свинцовых руд и концентратов. Использование отходящих газов имеет большое практическое значение, так как позволяет, например, на каждую тонну меди получить свыше 10 т серной кислоты без специальных затрат на обжиг серосодержащего сырья.
Химическая промышленность потребляет также некоторое количество сельскохозяйственного сырья, однако объем его потребления постоянно снижается.
Первичное сырьё, применяемое в химических производствах, может быть подразделено на промышленное, сельскохозяйственное и природное (табл. 2).
Таблица 2. Классификация сырья химической отрасли
Находящиеся в недрах земли нефть или уголь являются природными ресурсами, а нефть или уголь, добытые из недр, становятся исходным сырьём для получения химических продуктов.
Развитие сырьевой базы химической промышленности происходит в направлении более полного, по возможности комплексного использования сырья, вовлечения в переработку сырья с низким процентным содержанием основного вещества, утилизации отходов внутри самой химической промышленности и других отраслей, а также вовлечения в химическую переработку все большей массы разнообразного природного сырья, каким являются нефть, газы, уголь, сланцы, древеснорастительное сырье, а также сырьевые ресурсы Мирового океана. В перспективе переход химической промышленности на угольную базу вместо использования природного углеводородного сырья позволит более чем в 10 раз расширить ее сырьевую и энергетическую базы.
Варьирование сырьевых ресурсов позволяет выбирать надежную сырьевую базу для развития химической промышленности в зависимости от наличия месторождений полезных ископаемых и технико-экономических показателей их использования.