Органикалық заттар өндірістері

Сәрсен Аманжолов атындағы Шығыс Қазақстан Университеті Химия кафедрасы «Химиялық технологияға кіріспе» жаратылыстану ғылымдарының магистрі Оразова Сән Советбековна

«Технология» сөзі грек тілінен («технос» - шеберлік, өнер) шеберлік, өнер туралы ғылым деген мағынада аударылады. Бұл сөз бірінші рет 1772 жылы қлданылған. Ал, қазіргі түсінік бойынша таратып айтар болсақ технология - өндіріс, бастапқы заттарды тұрмыс бұйымдары мен өндіріс құралдарына айналдыруға қажетті әдістер мен қондырғылар туралы ғылым. Шикізатты бұйымға, не қажетті затқа айналдыру процесі - технологиялық процесс деп аталады.

Технология екі үлкен топқа бөлінеді: механикалық және химиялық

Механикалық технология заттардың тек физикалық қасиеттерінің өзгерістерін қарастырады. Мысалы зат пішінінің, өлшемінің өзгерісі (ұсақтау, ұнтақтау), агрегаттық күйінің өзгерісі (балқу, қайнау т. б. ), ағаштан жиһаз жасау.

Химиялық технология өңделетін заттардың химиялық өзгеріске ұшырай жүретін процестерді осы процестерге қажетті құрал, қондырғыларды қарастырады.

Химиялық технология ғылымы 18 ғасырдың соңында өзіне тиісті орын алып, 1806 жылы Мәскеу университетінде технология пәні алғаш рет оқыла бастады, 1808 жылы Қазан университетінде, 1911 жылы Харьков университетінде оқу процесінде негізгі оқылатын пәндердің қатарына енгізілді. 1804 жылдан бастап оқулық жазылып және «Технология журналы» баспадан жарыққа шыға бастады. Химиялық технологияның дамуына орыстың атақты химик-ғалымдарының еңбектері үлкен әсерін тигізді, атап айтқанда олар: М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев, Н. И. Зинин, Н. А. Каблуков, Н. С. Курнаков, Д. Н. Зелинский, С. В. Лебедев, А. Е. Ферсман, шетелдік ғалымдармен қатар Қазақстанда Ә. Б. Бектұров, Б. А. Бірімжанов, Н. А. Әзірбаев, Б. А. Жұбанов, Е. М. Шайхутдинов, Е. Е. Ергожин.

Қазіргі уақыттағы химиялық технологияның алдына қойылған негізгі мақсаттары: химиялық-технологиялық процестердің физика-химиялық заңдылықтарын және олардың жүру жағдайларын зерттеу, химия өндірістерінің технологиялық сұлбасын құрау, химиялық реакция жүретін аппараттардың, машиналардың және қолданылатын құралдардың конструкциясын анықтау. Табиғи ортаны химиялық ластанудан қорғайтын әдістерді таңдау, белгілеу, химиялық өндірістерді бақылау, автоматтандыру және меңгеру әдістерін прогрессивтеу, жаңарту және т. б.

Химиялық технология жаратылыстану және техникалық ғылымдардың жетістіктерін пайдаланып физикалық және химиялық процестердің, машинамен аппараттардың жиынтығын жасайды, зерттейді, сонымен бірге бұл процестердің әртүрлі заттар, өнімдер, материалдар, бұйымдар өндірісінде жүзеге асырудың оптималды жолдарымен, оларды басқаруды қамтамасыз етеді.

Химиялық технология химиялық ғылымдарға (физикалық химиялық, химиялық термодинамика және химиялық кинетика) негізделген, бұл ғылымдардың заңдылықтарын ірі масштабты өнеркәсіптік процестерге қолданып дамытады.

Химиялық технологияның әдістерін қолданбаса, қазіргі заманғы атом-ядролық техника, радиотехника, электроника, косманавтика және т. б. салаларда мұндай ірі жетістіктер болмаған болар еді.

Қазіргі химияға қажет заттар 8 ғасырдан өндіріле бастады. Араб химигі Гебер (Джафар) күшті минерал қышқылдарын дайындап әртүрлі қажетке қолданған. 13 ғасырда оқ-дәрі белгілі болды, 14 ғасырда Иван Грозный селитраны пайдаланып, оқ-дәрі дайындауға нұсқау берген. 1632 жылы Ресейде темір өндіретін зауыт салынған. 1581 жылы Мәскеуде бірінші дәріхана ашылды. 1764 жылы академик Лаксман соданы натрий сульфатын көмірмен тотықсыздандыру жолымен алуға болатынын болжаған, іс жүзінде осы болжаумен француз ғалымы Леблан 1791 жылы пайдаланып Францияда сода өндіріле бастады, әдісті шетелдерде Леблан әдісі деп атайды. Дәл осы сияқты 1842 жылы Ресей ғалымы Зинин нитроқосылыстарынан анилин және ароматты көмірсутектерді алуға болатынын ашқан.

1885 жылы көпестер Н. Иванов және Н. Савенков Шымкент шаһарында жергілікті дәрумен деп аталатын жусанды шикізат ретінде өңдеп, Сантонин деп аталатын артел ұйымдастырған, артелдегі өндірушілер тек біркелкі Германиядан шақырылған немістер болғандықтан дәруменнің көпшілік мөлшері шикізат түрінде Германияға экспортталған. 1921 жылы сантонин өндіретін зауытқа өте үлкен мән беріле бастады.

1930 жылы Ақтөбеде химкомбинатының іргесі қаланып, аз уақыт ішінде минералдық тыңайтқыштар өндіріле бастады. Осы жылдары Арал сульфаты зауытында жергілікті тұзды көлдерден мирабиллит бөлініп алынды. Мираболитті тыңайтқыштарды алу технологиясы бойынша ғылыми жұмыстарды біздің елде Ә. Б. Бектұров бастаған ғалымдар жүргізді. 1934 жылы Ақтөбе химкомбинатында күкірт қышқылын, 1935 жылы преципитат, борат және бура қосындыларын өндіре бастады.

1943 жылы Қарағанды жасанды каучук зауыты бастапқы кезде оттек, содан соң кальций карбидін өндіретін болды. Осы зауытта 1950 жылы Кучеров әдісімен ацетиленнен ацетальдегид, одан сірке қышқылын, 1961 жылдан бастап дивинил, синтетикалық каучук және т. б. көптеген полимерлер өндірілетін болды. Ацетилен туындыларынан ауыл шаруашылық егіндерінің әртүрлі арам шөптерімен күресу мақсатына Н. Ә. Әзірбаев бастаған ғалымдар көп зерттеулер жүргізді. Ацетилен туындыларынан Е. М. Шайхутдинов бастаған ғалымдар көптеген полимерлік қосылыстар синтездеді.

1950-1956 жылдары Жамбыл шаһарында суперфосфат және күкірт қышқылын өндіретін цехтар іске кірісті - қазіргі кезде олар жергілікті Қаратау фосфоритінен минералдық тыңайтқыштар шығаратын - қос-суперфосфат және аммофос зауытына айналды. 1951 жылы Балқаш қаласында мыс және натрий сульфидін өндіретін зауыт пен цех, 1954 жылы Қостанайда жасанды талшықтар өндіретін зауыт, 1965 жылы Ақтөбеде хром қосылыстарының зауыты іске қосылды.

Атырау химия зауыты, мұнай өңдейтін және полиэтилен, полистирол зауыттары;

Шымкент шаһарында: гидролиз, цемент, мұнай өнімдерін өңдейтін, қорғасын, элементар фосфор өндіретін зауыттар;

Павлодарда: мұнай және мұнай өнімдерін өңдейтін зауыт және алюминий зауыттары;

Жамбыл шаһарында 1969 жылдан бастап суперфосфат және жем фосфатын өндіретін зауыттар жұмыстарын бастады

Химия өндірісін технологиялық негізге байланысты жіктеу

Бейорганикалық заттар өндірісі:

А) Негізгі химиялық өндірістер (қышқыл, сілті, тұздар, минералдық тыңайтқыштар) ;

Б) Нәзік (тонкий) бейорганикалық өнімдер өндірістері (реактивтер, сирек элементтер, жартылай өткізгіштер, фармацевтік препараттар) ;

В) Электрохимиялық өндірістер (хлор, сілтілер, оттек, сутек) ;

Г) Металлургия (қара, түсті, асыл металдар металлургиясы және сирек металдар) ;

Д) Силикаттар өндірісі (шыны, цемент, керамика(қыш) ;

Е) Минерал бояулардың және пигменттер өндірістері.

Органикалық заттар өндірістері:

А) Негізгі органикалық өнімдер (спирттер, қышқылдар, эфирлер, CH4, CO, H2, C2H4 өңдеу және т. б. ) .

Б) Жартылай өнім және бояу өндірістері.

В) Нәзік органикалық синтез (фармацевтік препараттар, кино-фотореактивтері) .

Г) Жоғарымолекулалық заттар өндірістері (пластмасса, жасанды және синтетикалық талшықтар, каучук) .

Д) Жанғыш заттарды өңдеу (мұнай, көмір, ағаш, сланец (тақтатас), шымтезек) .

Технологияны Жіктеудің басқада түрлері бар.

*Шикізаттың тегіне байланысты (минерал, өсімдік, жануартекті шикізаттар технологиясы, көмір технологиясы, мұнай, газ технологиясы) .

*Тұтыну немесе өнімдердің түрлеріне байланысты (тыңайтқыштар, бояулар, фармацевтік препараттар, азық түлік өнімдері технологиясы) .

*Реагенттердің агрегаттық немесе фазалық күйіне байланысты (газдар, сұйықтар, қатты заттар және көп фазалы жүйелер технологиясы) .

Негізгі химиялық түсініктер

Негізінен химиялық технология физикалық, физико-химиялық, математикалық заңдылықтарды кең қолданады.

Тек химиялық технологияда қолданылатын түсініктер:

Шығын коэффициенті (расход),

Шығым коэффициенті (выход) ;

Айналу коэффициенті (степень превращения) ;

Өнім сапасы және саны;

Өнімділігі (процесс, аппарат қуаты) ;

Өндіріс өнімділігі;

Өзіндік құны (себестоимость) ;

Материалдық баланс;

Экономикалық баланс.

Шығым коэффициенті - мақсатты өнім мөлшерінің теориялық алынатын мөлшеріне қатынасы (пайызбен) .

Шығын коэффициенті белгілі мөлшерде өндірілген өнімге жұмсалған шикізаттың, судың, энергияның және реагенттердің мөлшері.

Өнімділік - өндірілген нысаналы өнімнің немесе оны алу үшін қайта өңделген шикізаттың уақыт бірлігінде мөлшері (кг\сағ, т\тәулік)

Өнімнің сапасы - оның мақсатына сәйкес жеке немесе өндірістік қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін жарамдылығын негіздейтін техникалық, пайдалану, экономикалық және басқа да қасиеттердің жиынтығы.