|
Меню сайта
Статистика
|
Что нужно знать чтобы построить химический завод?Что нужно знать чтобы построить химический завод?Постройка завода, на котором аппараты работают под давлением,— дело сложное. Оно требует многих знаний. Прежде всего для этого надо знать, как ведут себя под давлением различные жидкости, газы и твердые тела, когда они находятся в одном аппарате. Пока эти вещества не прореагируют друг с другом, они будут соприкасаться и смешиваться, газы будут растворяться в жидкостях, а жидкости и даже твердые тела — в сжатых газах. Химику, инженеру-технологу и проектировщику надо знать, как это все происходит. Как ведут себя вещества под повышенным давлением, должен знать не только работник химической промышленности, но и вообще каждый хороший инженер. Долгое время не могли, например, понять, почему на лопатках паровых турбин оседает соль. В воде, которую подводят в паровые котлы, есть соль, но ведь в турбину попадает не вода, а пар. И кому же не известно, что из пара получают дистиллированную воду? Следовательно, на лопатки турбины попадают каким-то образом водяные брызги. Чтобы избежать этого, устанавливали всякие отбойники, брызгоуловители, отсекатели, но ничего не помогало. Разгадка пришла, когда было выяснено, что под высоким давлением водяной пар прекрасно растворяет твердую соль и уносит ее в турбину. Стало ясным, что котлы надо питать водой, в которой нет соли. А свойство сжатого пара растворять соль научились использовать для получения ценных веществ. Этот принцип применили, например, для выращивания огромных кристаллов кварца. В паре, сжатом компрессором, при высокой температуре растворяют кремнезем (SiO2), a затем, снизив температуру, кристаллизуют из газового раствора кварц. Так выращивают кристаллы чистейшего кварца (горного хрусталя) весом в несколько килограммов. Такие кристаллы нужны радиотехнике. Из них изготовляют пьезокварцевые пластинки (см. ст. «Звук»). Так же синтезируют и другие ценные минералы. Этот метод называют гидротермальным синтезом, потому что процесс идет в водяном паре при высокой температуре. Кстати, такие же условия — высокая температура и большое давление — существуют и в глубине Земли. Там тоже вырастают кристаллы минералов, в частности кварц, только значительно медленнее, чем в наших лабораториях и заводских установках. Сжатые газы, так же как пар, растворяют жидкости и твердые тела. Инженерам химической промышленности хорошо известно, что газ, прошедший через компрессор, несет в себе масло, которым смазывают поршни компрессора. При этом разные газы по-разному загрязняются такой нежелательной примесью. Никакими фильтрами и отбойниками не удается очистить загрязненный маслом газ. Удалить масло можно, только охладив газ или снизив давление. Не следует забывать, что речь идет о больших количествах жидкости, попадающей в газ. Опыты показали, что, например, 1 м3 этилена при 2 тыс. атм и 25°Ц растворяет до 3 кг масла. При 45°Ц и 300 атм такое же количество этилена растворяет до 0,5 кг нафталина, а 1 м3 двуокиси углерода — до 200 г нафталина. Это свойство сжатых газов было использовано: предложили новый способ разгонки сложных жидких смесей. Разные жидкости по-разному растворяются в газах. При определенных давлении и температуре газ растворит определенную часть смеси. А затем, снижая давление, можно выделить из газа растворенную жидкость. При этом происходит изотермическая перегонка, т. е. перегонка при одной и той же температуре и переменном давлении. Вообще же не следует удивляться, что жидкости и твердые тела хорошо растворяются в сжатых газах. Ведь плотность сильно сжатого газа близка к плотности жидкости. Например, плотность азота при 10 тыс. атм и 25° Ц равна 1,25 г/см3, т. е. такой азот может тонуть в воде. Эта особенность сжатого газа проявляется в явлении, открытом сравнительно недавно. Оказывается, два газа, сжатые высоким давлением, не смешиваются, а расслаиваются на два слоя, как масло и вода. Граница раздела газовых слоев сфотографирована через прочные стекла; даже измерено поверхностное натяжение на этой границе.
|
ПОИСК
Block title
|
