Ազոտի և թթվածնի ստացում օդի կոտորակային թորման միջոցով: Օդի անջատման միջոցով գազեր ստանալու պատմություն. Մեկուսացման և մաքրման մեթոդներ

Դաս թիվ 6

Առարկա:Նավթի թորում. Նավթամթերք և դրանց կիրառումը. Հեղուկ օդի կոտորակային թորում:

Թիրախ:ծանոթանալ նավթավերամշակման արտադրանքին և դրանց կիրառմանը. դիտարկել յուղի թորման և հեղուկ օդի թորման գործընթացը. զարգացնել ճանաչողական հետաքրքրությունԵվ ինտելեկտուալ կարողություն; դաստիարակել վերաբերմունք քիմիայի նկատմամբ՝ որպես դրանցից մեկը հիմնարար գիտություններ.

Սարքավորումներ:«նավթ և նավթամթերք» հավաքածու; ֆիլմ «Նավթի վերամշակման արտադրանք»; թեմայի վերաբերյալ ներկայացում; մուլտիմեդիա պրոյեկտոր և էկրան:

Դասերի ժամանակ.

ԻԴասի կազմակերպում.

IIԹեմայի ուղերձը, դասի նպատակները, ուսումնական գործունեության մոտիվացիան.

Մեզ համար տարբեր կարևոր իրերի արտադրության համար նյութեր ստանալու համար ամենակարևոր բնական հումքը նավթն է։ Այսօր մենք կքննարկենք, թե ինչ է նավթը, ինչ նյութեր են ստանում դրանից, որտեղ են դրանք օգտագործվում։ Եկեք դիտարկենք նաև, թե ինչպես է նավթը բաժանվում իր բաղկացուցիչ մասերի և ինչպես է օդը բաժանվում առանձին գազերի, որոնք կազմում են օդը։

IIIՀիմնական գիտելիքների թարմացում.

(ճակատային խոսակցություն)

Խառնուրդների տարանջատման ի՞նչ մեթոդներ գիտեք:

Ի՞նչ է պահպանումը: Ի՞նչ խառնուրդներ կարելի է առանձնացնել այս մեթոդով:

Ի՞նչ է զտումը: Ի՞նչ խառնուրդներ կարելի է առանձնացնել այս մեթոդով:

Ի՞նչ է գոլորշիացումը և բյուրեղացումը: Ո՞րն է այս մեթոդի նպատակը:

Ի՞նչ է թորումը: Ո՞րն է այս մեթոդի նպատակը:

Ի՞նչ է ֆլոտացիան: Ի՞նչ խառնուրդներ կարելի է առանձնացնել այս մեթոդով:

Ի՞նչ է մագնիսացումը: Ի՞նչ խառնուրդներ կարելի է առանձնացնել այս մեթոդով:

IVՆոր նյութ սովորելը.

Ի՞նչ նյութեր են ստացվում նավթամթերքից: Ի՞նչ իրեր են պատրաստվում այս նյութերից: Ինչպե՞ս են դրանք օգտագործվում մարդկանց կողմից: Ինչի՞ց են դրանք պատրաստված։ (Խնդրի շարադրանքը. Հարցերը գրված են գրատախտակին): Այս հարցերին պատասխանելու համար եկեք նայենք առաջին սլայդին: (Սլայդ 1) Ի՞նչ եք տեսնում: (Սլայդ 2) Ի՞նչ եք տեսնում երկրորդ սլայդում: Այսպիսով, ի՞նչ է ստացվում նավթից և որտեղ է այն օգտագործվում: (Լսեք երեխաների պատասխանները, ապա ցույց տվեք

Ի՞նչ է նավթը: Ինչպիսի՞ն է նա: (Լսեք երեխաների պատասխանները):

Այսպիսով, նավթը խառնուրդ է: Նավթից ստանալու համար ճիշտ նյութեր, անհրաժեշտ է յուղը բաժանել ֆրակցիաների։ Սա առաջնային վերամշակումյուղ. Յուղը պարունակում է հեղուկ նյութերՀետ տարբեր ջերմաստիճաններեռացող. Ես և դու գիտենք, որ նման խառնուրդները կարելի է առանձնացնել թորման միջոցով։ Նկատի առեք, թե ինչպես է ձեթը թորվում։ (Սլայդ 5): (Ուսուցչի բացատրությունը):

Ի՞նչ գազերից է բաղկացած օդը: (Երեխաները կենսաբանության, բնական պատմության դասընթացից գիտեն, որ օդը պարունակում է թթվածին և ածխաթթու գազ. Ուսուցիչը լրացնում է): (Սլայդ 6): Հնարավո՞ր է օդից մեկուսացնել դրա մաս կազմող գազերը։ Մեծ նշանակությունԱյն ազատում է ազոտ և թթվածին: Օդը սկզբում հեղուկացվում է սառեցման միջոցով, ապա թորվում։ (Սլայդ 7)

ՎԳիտելիքների ընդհանրացում և համակարգում:

Այսպիսով, եկեք ամփոփենք այն, ինչ մենք սովորեցինք այսօր:

Ի՞նչ է նավթը: Ինչու է այն ականապատված: (Ուսանողները պատասխանում են, ցույց տվեք սլայդ 8-ի առաջին տողը):

Ի՞նչ է նավթը: (Ուսանողները պատասխանում են, ցույց տվեք սլայդ 8-ի երկրորդ տողը):

Ի՞նչ մեթոդ է օգտագործվում նավթի առաջնային վերամշակման համար:

Որո՞նք են խառնուրդի բաժինները: (Աշակերտի պատասխանը՝ ցույց տալով 8-րդ սլայդի երրորդ տողը:)

Ինչպե՞ս են արտադրվում թթվածինը և ազոտը արդյունաբերության մեջ: (Աշակերտի պատասխանը՝ ցույց տալով 8-րդ սլայդի չորրորդ տողը:)

VIԴասի ամփոփում.

Մենք ուսումնասիրել ենք, թե ինչպես է ձեթը թորման միջոցով բաժանվում ֆրակցիաների և հեղուկ օդի: Դուք շատ ակտիվ էիք դասարանում: Լավ արեցիր։ Ձեր պարգևը կլինի․․․․

IIՏնային աշխատանքի հաղորդագրություն.

Պետք է սովորել տեղեկատու վերացականայս դասին:

Աշխատանքի կատարման համար տեղադրման (գործիքի) ընտրությունը որոշվում է, առաջին հերթին, փորձարարի առջև ծառացած առաջադրանքով, աշխատանքի պայմաններով, ինչպես նաև նախնական և վերջնական արտադրանքի հատկություններով:

Բլոկի հավաքումը պետք է իրականացվի մեծ խնամքով և ճշգրտությամբ, քանի որ դա անփոխարինելի պայման է հաջող և անվտանգ շահագործման համար:

Կարելի է նշել սարքերի և կայանքների հավաքման հետևյալ կանոնները.

Տեղադրման առանձին մասերը պետք է զգույշ միացվեն միմյանց՝ հավաքելով խցանները, խողովակները և այլ մասերը նույնիսկ սարքը եռոտանի վրա ամրացնելուց առաջ:

Եթե ​​սարքերը հավաքվում են բարակ հատվածների վրա, ապա դրանք պետք է նախապես քսել:

Ճաշատեսակները ընտրվում են այնպիսի չափերով, որ ռեակցիայի զանգվածը զբաղեցնի ծավալի 2/3-ից ոչ ավելի։

Եթե ​​ռեակցիայի խառնուրդը պետք է տաքացվի, համոզվեք, որ օգտագործեք համապատասխան չափի կլոր հատակով կոլբ:

Տեղադրման առանձին մասերը հավաքելուց հետո դրանք ամրացվում են եռոտանի ոտքերի մեջ։

Տեղադրումը միշտ հավաքվում է, սկսած հիմնական միավորից կամ դրա նախատեսված «վերևից»: Օրինակ՝ պարզ թորման համար ապարատ հավաքելիս նախ պետք է եռոտանի վրա ամրացնել Wurtz-ի կոլբը, ապա վրան ամրացնել իջնող կոնդենսատոր, այնուհետև ալոնժ և վերջում դնել ընդունիչ:

Ամբողջ տեղադրումը պետք է հավաքվի մեկ հարթության վրա կամ մեկ տողում (բացառությամբ որոշ դեպքերի), առանց սարքի ապակե մասերի աղավաղման կամ լարվածության: Սա հատկապես կարևոր է ստանդարտ հատվածների հետ աշխատելիս, երբ դրանք պետք է միմյանց կցվեն առանց հատուկ ջանքերփորձարարի կողմից։

Անհրաժեշտ է ապահովել, որ սարքի առանձին մասերը միացնելիս պահպանվեն խստության պայմանները։

Եթե ​​տեղադրման ապակե մասերը բավականաչափ ծանր են (օրինակ՝ ռեֆլյուքսային կոնդենսատորով կոլբ, խառնիչ, կաթիլային ձագար, ջերմաչափ և այլն), ապա դրանք պետք է մի քանի ոտքով ամրացնել եռոտանիին։ Միևնույն ժամանակ, ռեֆլյուքսային կոնդենսատորները, խառնիչները և ռեֆլյուքս հովացուցիչները տեղադրվում են խիստ ուղղահայաց, իսկ իջնող հովացուցիչները տեղադրվում են թեք այնպես, որ հեղուկը հոսում է ընդունիչի մեջ՝ առանց խցանների վրա ընկնելու:

Եթե ​​միավորը նախատեսված է աշխատելու տակ մթնոլորտային ճնշում, անհրաժեշտ է, որ այն ազատորեն շփվի մթնոլորտի հետ՝ համակարգում ճնշման ավելացումից խուսափելու համար։

Եթե ​​անհրաժեշտ է պաշտպանել ռեակտիվները մթնոլորտային խոնավության ազդեցությունից, օգտագործվում են կալցիումի քլորիդ խողովակներ:

12.Աշխատանքն սկսելուց առաջ պետք է ևս մեկ անգամ ուշադիր ստուգել սարքը և

համոզվեք, որ այն ճիշտ է հավաքվել:

4. Մեկուսացման և մաքրման մեթոդներ

օրգանական նյութեր

Սինթեզի ընթացքում ստացված նյութերը, որպես կանոն, պարունակում են որոշակի քանակությամբ կեղտեր (սկզբնական նյութեր, որոնք չեն մտել ռեակցիայի մեջ, ենթամթերք, լուծիչներ և այլն)։ Դրանցից ազատվելու համար օգտագործվում են օրգանական նյութերի մաքրման և մեկուսացման տարբեր մեթոդներ։ Այս մեթոդները բավականին բազմազան են և հիմնականում կախված են միացության ագրեգացման վիճակից։

4.1. Հեղուկ նյութերի մաքրում

Հեղուկ նյութերի մաքրման հիմնական տեսակները են

պարզ թորում,

կոտորակային թորում,

վակուումային թորում,

գոլորշու թորում,

Արդյունահանում.

4.1.1. Պարզ թորում

Այն դեպքերում, երբ թորած նյութը բավականաչափ կայուն է տաքանալու համար և գործնականում չի քայքայվում եռման կետում, դրանք օգտագործվում են մաքրման համար: պարզ թորում մթնոլորտային ճնշման տակ .

Ընդհանուր առմամբ, խորհուրդ է տրվում օգտագործել թորման այս մեթոդը մինչև 180°C եռման ջերմաստիճան ունեցող հեղուկների համար, քանի որ 180°C-ից բարձր շատ նյութեր նկատելիորեն քայքայվում են: Հաճախ թորման ժամանակ գերտաքացման պատճառով եռացող հեղուկի ջերմաստիճանը որոշ չափով բարձր է գոլորշու ջերմաստիճանից։ Գերտաքացումը, որը տեղի է ունենում թորած հեղուկում եռման կենտրոնների բացակայության դեպքում, հանգեցնում է ուժեղ ցնցումների, ինչի արդյունքում նյութը, կեղտերի և կեղտերի հետ միասին, կարող է տեղափոխվել ընդունիչ։ Գոյություն ունենալ տարբեր ուղիներկանխել կամ թուլացնել ցնցումները եռման ժամանակ. Ամենից հաճախ թորվող հեղուկով կոլբայի մեջ ներմուծվում են այսպես կոչված «կաթսաներ», որոնց դերը կատարում են տարատեսակ, իներտ, ծակոտկեն նյութերը (նկ. 57):

Նկար 57. - Թորման համար խառնուրդի պատրաստում:

Որպես աշխատանքային անոթ, սովորաբար օգտագործվում են կլոր հատակով կոլբաներ (նկ. 58): Ցածր եռման հեղուկների թորման համար վերցվում է բարձր եռացող ելքային խողովակով կոլբ, բարձր եռացող հեղուկների համար՝ ցածր զոդվածով։ Եռման կետը սովորաբար կառավարվում է ջերմաչափով, որի սնդիկի գնդիկը պետք է ամբողջությամբ լվացվի եռացող նյութի գոլորշիներով, այսինքն. Գնդիկի վերին եզրը պետք է տեղադրվի կոլբայի ելքային խողովակի բացվածքից մոտավորապես 0,5 սմ ցածր:

Թորման կոլբայի չափը ընտրվում է կախված թորած հեղուկի քանակից և եռման կետից: Հեղուկը պետք է զբաղեցնի կոլբայի ծավալի 2/3-ից ոչ ավելին։ Կոլբը չպետք է չափազանց մեծ լինի, հատկապես բարձր եռման հեղուկներ թորելիս, քանի որ թորած նյութի մեծ քանակություն է մնում դրա մեջ։ Կոլբը ամրացվում է եռոտանի մեջ՝ սեղմելով այն ելքի խողովակի վերևում գտնվող ոտքով: Նյութի աղտոտումից խուսափելու համար թորումը պետք է հնարավորինս քիչ շփվի խցանների հետ, հետևաբար, թորման կոլբայի ելքի խողովակը միացված է սառնարանին, որպեսզի դրա ծայրը խցանից դուրս գա սառնարան առնվազն 4-5 սմ և հասնում է սառնարանի այն հատվածին, որը սառչում է ջրով։ Սառնարանի (սառեցման տարածքի) չափը ընտրվում է կախված թորած հեղուկի եռման կետից։

Նյութերի գոլորշիները, որոնք հեշտությամբ բյուրեղանում են սենյակային ջերմաստիճանում, չպետք է սառեցվեն սառնարանում մինչև պնդացման ջերմաստիճանը: Դա անելու համար սառնարանը կարող է պարբերաբար անջատվել հոսող ջրից: 200-300 ° C-ի սահմաններում եռացող հեղուկները թորվում են առանց սառնարանի, որի գործառույթն այս դեպքում կարող է կատարել թորման կոլբայի ելքային խողովակը։ Սառնարանը միացված է ընդունիչին ալոնժի միջոցով։ Որպես ընդունիչ սովորաբար օգտագործվում են կոնաձև կամ հարթ հատակով կոլբաներ, որոնք կարող են տեղադրվել մակերեսի վրա։ Կլոր հատակով կոլբաներ որպես ընդունիչներ օգտագործելիս դրանք պետք է լրացուցիչ ամրացվեն: Ցածր եռացող հեղուկների գոլորշիների ավելի ամբողջական խտացման համար ընդունիչը տեղադրվում է սառեցնող խառնուրդով տարայի մեջ։

Պարզ թորման տեղադրման դիագրամը ներկայացված է նկ. 58, 59։ Այն բաղկացած է թորման կոլբայից 1 (կամ Wurtz կոլբայից), ջերմաչափ 3, Liebig իջնող կոնդենսատոր 4, երկայնական 5, ընդունիչ 6, տաքացուցիչ 7: Սարքի մասերը տեղադրվում են եռոտանի 8-ի վրա՝ օգնությամբ: ագույցներ 10 և ոտքեր 9. Տեղադրման կարգը ներկայացված է Նկ. 61. Հավաքելուց առաջ անհրաժեշտ է ստուգել կոլբայի ճաքերի առկայությունը (նկ. 60):

Երբ ամբողջ սարքը հավաքվում է, այն ուշադիր ստուգվում է, և միայն դրանից հետո նրանք սկսում են տաքանալ: Կախված եռման կետից, ջեռուցումն իրականացվում է տարբեր տեսակի տաքացնող վաննաների միջոցով (նկ. 59): Թորման արագությունը սովորաբար ընտրվում է այնպես, որ վայրկյանում ոչ ավելի, քան 1-2 կաթիլ թորում հոսում է ներքև:

Բացարձակ լուծիչները մաքրելու համար հաճախ օգտագործվում է պարզ թորում, սակայն այս դեպքում ալոնժին պարտադիր կցվում է կալցիումի քլորիդային խողովակ։

Նկար 58 - Բույսի սխեման առանց լոգանքի պարզ թորման համար:

Նկար 59. - Լոգանքի մեջ պարզ թորման տեղադրման սխեման:

Նկար 60 Ճեղքով կոլբ (աստղանիշ)

Նկար 61 Պարզ թորման միավորի հավաքման կարգը

Հեղուկ օդից թթվածին ստանալու սկզբունքը հիմնված է հիմնականի եռման կետի վրա բաղկացուցիչ մասերօդը տարբեր է.

Թթվածնի եռման կետը -183° է, իսկ ազոտինը՝ -196°։ Հետևաբար, երբ հեղուկ օդը դանդաղորեն գոլորշիանում է, դրանից առաջին հերթին ազոտն է գոլորշիանում: Ազոտի մեծ մասի գոլորշիացումից հետո մնացած հեղուկի ջերմաստիճանը կբարձրանա մինչև -183°, իսկ թթվածինը կսկսի եռալ։

Այս սկզբունքի վրա է հիմնված հեղուկ խառնուրդի ցանկացած կոտորակային կամ կոտորակային թորում, որը բաղկացած է մի քանի նյութերից, որոնք ունեն տարբեր եռման կետ: Նման թորումը կոչվում է կոտորակային, քանի որ հեղուկների խառնուրդը թորվում է մասերով՝ սկսած ավելի ցածր ջերմաստիճանում եռացող հեղուկից։ Քանի դեռ ցածր եռման հեղուկի հիմնական մասը չի թորվել, ամբողջ խառնուրդի ջերմաստիճանը, չնայած տաքացմանը, գրեթե անփոփոխ կմնա։ Հենց որ ավելի ցածր ջերմաստիճանում եռացող հեղուկը թորվի, ջերմաստիճանը արագորեն կբարձրանա մինչև խառնուրդի հաջորդ մասի եռման կետը և այդպես շարունակ, մինչև ամբողջ թորած հեղուկը մաս-մաս թորվի:

Նավթի թորումը հիմնված է այս սկզբունքի վրա, որից սկզբում թորվում է բենզինը, որը եռում է ավելի ցածր ջերմաստիճանում, քան յուղի մյուս բաղադրիչները, որին հաջորդում է կերոսինը, ապա ավելի. ծանր տեսակվառելիք - այսպես կոչված դիզելային վառելիք կամ արևային յուղ:

Մազութը մնում է թորման ապարատում բենզինի, կերոսինի և դիզելային վառելիքի թորումից հետո: Մազութը ավելի բարձր ջերմաստիճանի տաքացնելով ստացվում են տարբեր քսայուղեր և խեժեր։

Մեկ կոտորակային թորման դեպքում անհնար է անմիջապես ստանալ մաքուր արտադրանքթորում. Առաջին թորումից հետո ստացված արտադրանքը աղտոտվում է միացություններով, որոնց եռման կետերը մոտ են։ Կեղտերից ազատվելու համար անհրաժեշտ են հետագա թորումներ։

Հեղուկ օդի մեկ գոլորշիացման դեպքում հնարավոր չէ նաև մաքուր թթվածին և ազոտ ստանալ: Սկզբում, երբ հեղուկ օդը պարունակում է 21 տոկոս թթվածին և 78 տոկոս ազոտ, հիմնականում ազոտն է գոլորշիանում: Այնուամենայնիվ, որքան քիչ ազոտ մնա հեղուկում, այնքան ավելի շատ թթվածին կսկսի գոլորշիանալ ազոտի հետ միաժամանակ: Այսպիսով, օրինակ, երբ ազոտի 50 տոկոսը մնում է հեղուկ փուլում, նման հեղուկի վերևում գտնվող գոլորշիներում արդեն կլինի մոտ 20 տոկոս թթվածին: Մաքուր թթվածին և ազոտ ստանալու համար բավական չէ մեկ անգամ հեղուկ օդը գոլորշիացնել։

Գոլորշիացումից հետո ստացված գազային արգասիքները խտացվում են՝ նորից վերածվում հեղուկի, որը ենթարկվում է երկրորդային թորման։ Որքան շատ է կրկնվում գոլորշիացման և խտացման գործընթացը, այնքան ավելի մաքուր են ստացվում թորման արտադրանքները:

Կոնդենսացիան և գոլորշիացումը երկու հակադիր գործընթացներ են: Երբ հեղուկը գոլորշիանում է, ջերմությունը պետք է ծախսվի, երբ գոլորշիները խտանում են, ջերմությունն ազատվում է: Եթե ​​ջերմության կորուստ չկա, ապա նյութի գոլորշիացման ջերմությունը հավասար կլինի նրա խտացման ջերմությանը։

Հեղուկ օդից թթվածին ստանալու համար անհրաժեշտ է ծախսել որոշակի քանակությամբ ջերմություն՝ գոլորշիացման թաքնված ջերմություն։

Եթե ​​գազային թթվածին փոխանցվի հեղուկ օդի միջով, այն կխտանա և կվերածվի հեղուկի։ Սա ազատում է ջերմություն, որը կոչվում է խտացման թաքնված ջերմություն: Հեղուկ օդը, ստանալով այս ջերմությունը, անմիջապես կօգտագործի այն ազոտի գոլորշիացման համար, որի եռման կետը ցածր է թթվածնի եռման կետից։

Քանի որ թթվածնի խտացման թաքնված ջերմությունը գրեթե հավասար է ազոտի գոլորշիացման թաքնված ջերմությանը, հեղուկ օդից ծավալով կթողարկվի մոտավորապես նույնքան ազոտ, որքան թթվածինը խտացել է:

Հեղուկ օդը մաքուր գազային ազոտի և մաքուր հեղուկ թթվածնի բաժանման գործընթացը հիմնված է թթվածնի բազմակի խտացման սկզբունքի վրա՝ հեղուկ օդից ազոտի միաժամանակյա գոլորշիացմամբ։

Այս տարանջատման գործընթացը կոչվում է ուղղում.

Այն բաղկացած է նրանից, որ ազոտի և թթվածնի գազային խառնուրդը, որը ձևավորվում է հեղուկ օդի գոլորշիացման ժամանակ, կրկին անցնում է հեղուկ օդի միջով։ Այս դեպքում թթվածինը խտանում է՝ ազատելով ջերմություն։ Այս ջերմությունը գոլորշիանում է նոր մասազոտ. շրջանցելով

հեղուկ օդի միջոցով նոր ձևավորված գազեր, ի վերջո կարող եք ստանալ մաքուր գազային ազոտ և հեղուկ մաքուր թթվածին:

Այն ապարատը, որտեղ հեղուկ օդը բաժանվում է ազոտի և թթվածնի, կոչվում է թորման սյուն։

Թորման սյունը բաժանված է միջնորմներով սկուտեղի խցիկների: Հեղուկ օդը դանդաղորեն սնվում է սյունակի մեջ վերեւից: Այն աստիճանաբար հոսում է ջրահեռացման ապակիներով՝ լցնելով սյունակի բոլոր թիթեղները։ Միջնորմները պատրաստված են արույրե թիթեղից, որոնցում 0,8-0,9 մմ տրամագծով փոքր անցքեր են խփվում միմյանցից մոտ 3 միլիմետր հեռավորության վրա, շաշկի ձևով։ Հեղուկ օդի գոլորշիացման ժամանակ առաջացած գազերը հեշտությամբ անցնում են նման անցքերով՝ թույլ չտալով հեղուկի թափանցումը դրանց միջով։ Հեղուկի մեջ մտնելուց հետո գազերը փրփրում են այն և խառնում դրա հետ։ Խառնելու ժամանակ գազային թթվածինը խտանում է և վերածվում հեղուկի, իսկ ազոտը, գոլորշիանալով, միջնորմների անցքերից դուրս է գալիս մինչև հաջորդ թիթեղը։ Այսպիսով, յուրաքանչյուր ափսեի վրա գազերը հարստացվում են ազոտով և սպառվում են թթվածնով:

Երբ այն կուտակվում է, հեղուկը հոսում է արտահոսքի եզրերով՝ ավելի ու ավելի հարստացված թթվածնով։

Արդյունքում՝ վերևում՝ սյունի ելքի մոտ, ստացվում է մաքուր գազային ազոտ, իսկ ներքևում՝ մաքուր հեղուկ թթվածին, որը ցամաքեցնում է ծորակի միջոցով։

Այսպիսով դուրս մթնոլորտային օդըստանալ թթվածին արդյունաբերության համար.

Եթե ​​սխալ եք գտնում, խնդրում ենք ընդգծել տեքստի մի հատվածը և սեղմել Ctrl+Enter.

ԻՆՉՊԵՍ Է ԱՐՏԱԴՐՎՈՒՄ ՀԵՂՈՒԿ ԹԹՎԱԾԻՆ

Սովորաբար արդյունաբերական արտադրությունթթվածինը հիմնված է օդի կոտորակային թորման վրա:

«Կոտորակային թորում (կամ կոտորակային թորում) - բազմաբաղադրիչ հեղուկ խառնուրդների բաժանումը բաղադրությամբ տարբեր մասերի` ֆրակցիաների: Այն հիմնված է բազմաբաղադրիչ հեղուկի և դրանից առաջացած գոլորշու բաղադրության տարբերության վրա: Այն իրականացվում է մասնակի. սկզբնական խառնուրդի ցնդող բաղադրիչների գոլորշիացում և դրանց հետագա խտացում: Առաջինը (ցածր ջերմաստիճանում) ստացված կոնդենսատի ֆրակցիաները հարստացվում են ցածր եռացող բաղադրիչներով, մնացած հեղուկ խառնուրդը բարձր եռացող է: Տարանջատումը բարելավելու համար ֆրակցիաների համար օգտագործվում է ռեֆլյուքսային կոնդենսատոր»

«Օդի բաժանումը թթվածին ստանալու հիմնական միջոցն է ժամանակակից տեխնոլոգիա. Կատարեք օդի բաժանումը նորմալ ռեժիմով գազային վիճակշատ դժվար է, ուստի օդը սկզբում հեղուկացվում է, և միայն այնուհետև բաժանվում է իր բաղադրիչ մասերի: Թթվածին ստանալու այս մեթոդը կոչվում է օդի բաժանում խորը սառեցմամբ։ Սկզբում օդը սեղմվում է կոմպրեսորով, այնուհետև ջերմափոխանակիչներով անցնելուց հետո այն ընդլայնվում է ընդլայնիչ մեքենայի կամ շնչափողի փականի մեջ, որի արդյունքում այն ​​սառչում է մինչև 93 Կ (-180 ° C) ջերմաստիճանի: և վերածվում է հեղուկ օդի։ Հեղուկ օդի հետագա տարանջատումը, որը բաղկացած է հիմնականում հեղուկ ազոտից և հեղուկ թթվածնից, հիմնված է դրա բաղադրիչների եռման կետերի տարբերության վրա [Եփել O2 90,18 K (-182,9°C), N2 Եռել 77,36 Կ (-195,8° ՀԵՏ) ]. Հեղուկ օդի աստիճանական գոլորշիացմամբ ազոտը սկզբում գոլորշիացվում է, իսկ մնացած հեղուկն ավելի ու ավելի է հարստանում թթվածնով։ Այս գործընթացը բազմիցս կրկնելով օդի բաժանարար սյուների թորման թիթեղների վրա՝ ստացվում է անհրաժեշտ մաքրության (խտացման) հեղուկ թթվածին։ ԽՍՀՄ-ն արտադրում է փոքր (մի քանի լիտր) և աշխարհում ամենամեծ թթվածնի օդի տարանջատման կայանները (35000 մ3/ժ թթվածին)։ Այս ստորաբաժանումները արտադրում են տեխնոլոգիական թթվածին՝ 95-98,5%, տեխնիկական թթվածին 99,2-99,9% կոնցենտրացիայով և ավելի մաքուր, բժշկական թթվածին, հեղուկ և գազային ձևով արտադրանքներ տրամադրելով: Սպառումը էլեկտրական էներգիատատանվում է 0,41-ից 1,6 կՎտժ/մ3:

«Մեծ քանակությամբ թթվածին օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ, բժշկության մեջ, այլ ոլորտներում մարդկային գործունեություն. Հեղուկ օդից ստացվում են կոմերցիոն քանակությամբ թթվածին։ Նախ, օդը սեղմվում է հզոր կոմպրեսորներով. միևնույն ժամանակ, ինչպես ցանկացած սեղմվող գազ, այն շատ է տաքանում: Եթե ​​դուք ստիպված եք եղել ուժգին փչել հեծանիվի խողովակը, ապա պետք է հիշեք, որ պոմպի մարմինը և գուլպանը բավականին նկատելիորեն տաքանում են:

Խոշոր բալոններում սեղմված օդը սառչում է: Հետո նա ենթարկվում է արագ ընդլայնումգազերի մոլեկուլներից լրացուցիչ էներգիայի արդյունահանման համար մղիչներով հագեցած նեղ ալիքներով: Այս սարքերը կոչվում են turboexpanders: Երբ ցանկացած գազ ընդարձակվում է, այն միշտ սառչում է: Եթե ​​գազը սեղմվել է շատ ուժեղ, ապա դրա ընդլայնումը կարող է հանգեցնել այնպիսի ուժեղ սառեցման, որ օդի մի մասը հեղուկանում է։ Հեղուկ օդը հավաքվում է հատուկ անոթներում, որոնք կոչվում են Dewars: Հեղուկ թթվածինը եռում է «ավելի բարձր» ջերմաստիճանում (-183 °C), քան հեղուկ ազոտը (-196 °C)։ Հետևաբար, հեղուկ օդը «տաքացնելիս», երբ այս շատ սառը հեղուկի ջերմաստիճանը դանդաղ բարձրանում է -200 ° C-ից մինչև -180 ° C, առաջին հերթին, -196 ° C-ում, ազոտը թորվում է (որը կրկին հեղուկացվում է) և միայն դրանից հետո թթվածինը թորվում է: Եթե ​​հեղուկ ազոտի և թթվածնի նման թորում իրականացվում է բազմիցս, ապա կարելի է շատ մաքուր թթվածին ստանալ։
«Արդյունաբերության մեջ թթվածինը ստանում են մթնոլորտային օդից՝ խորը սառեցման եւ օդի շտկման միջոցով։
Օդից թթվածնի և ազոտի արտադրության կայանքներում վերջինս մաքրվում է վնասակար կեղտերից, սեղմվում կոմպրեսորում սառեցման ցիկլի համապատասխան ճնշման 0,6-20 ՄՊա (6-200 կգֆ/սմ2), սառեցվում է ջերմափոխանակիչներում: հեղուկացման ջերմաստիճանի և ներս հեղուկ վիճակենթարկվում է տարանջատման (ցածր ջերմաստիճանի ուղղում(տե՛ս նշում 1) ) թթվածնի և ազոտի նկատմամբ: Թթվածնի և ազոտի հեղուկացման (եռացման) ջերմաստիճանների տարբերությունը կազմում է մոտ 13°, ինչը բավարար է հեղուկ փուլում դրանց ամբողջական տարանջատման համար։

Սառեցման ցիկլերը օգտագործվում են օդի բաժանման միավորի ապարատի նախնական սառեցման և ցուրտ կորուստների փոխհատուցման համար: Այս ցիկլերը ձեռք բերելու համար օգտագործում են երկու հիմնական մեթոդ ցածր ջերմաստիճաններիրական գազեր. 1) սեղմված օդի շնչափող. 2) սեղմված օդի ընդլայնումը մխոցային էքսպանդերի կամ տուրբո էքսպանդերի մեջ (ընդլայնվող).
Սեղմված գազը ճնշելիս դրա սառեցումը տեղի է ունենում գազի հաղթահարման համար գազի ներքին էներգիայի օգտագործման շնորհիվ: ներքին ուժերկպչունություն գազի մասնիկների և արտաքին դիմադրության միջև՝ ընդլայնման ընթացքում դրա ծավալը մեծացնելու համար: Ընդարձակման ժամանակ գազը զգալի չափով սառչում է։ ավելինքան շնչափողով, քանի որ այն ներքին էներգիածախսվել է նաև արտադրության վրա արտաքին աշխատանքէքսպանդերի մեջ գազի պոլիտրոպային ընդարձակման արդյունքում։ Ժամանակակից գործարաններում բարդ համակցված ցիկլերը նույնպես օգտագործվում են թթվածնի կամ ազոտի արտադրության համար էներգիայի հատուկ սպառումը նվազեցնելու համար: Խոշոր ժամանակակից օդի տարանջատման կայաններում այն ​​օգտագործվում է որպես հիմնական սառեցման ցիկլը ցածր ճնշումտուրբո էքսպանդերով։ Փոքր կայանները կառուցված են միջին ճնշման ցիկլերի վրա՝ ընդարձակիչով: Միակ շնչափող ցիկլը այժմ օգտագործվում է միայն շատ փոքր կայանքներում: Ցիկլերը օգտագործվում են հեղուկ թթվածին կամ ազոտ արտադրելու համար բարձր ճնշումընդարձակիչով և շատ մեծ տեղակայանքներում ցածր ճնշման ցիկլով տուրբո-էքսպանդերով և լրացուցիչ ազոտային սառեցման ցիկլով:

Ծանոթագրություն 1. Ուղղումը հեղուկի կրկնակի գոլորշիացման և խտացման գործընթաց է տարանջատող սարքի թիթեղների վրա՝ այսպես կոչված թորման սյունակում, որտեղ գոլորշիները հավաքվում են սյունակի վերին մասում՝ բաղկացած մաքուր ցածր եռացող բաղադրիչից։ (ազոտ), իսկ ստորին մասում` հեղուկ, որը պարունակում է հիմնականում ավելի քիչ ցնդող բաղադրիչ (թթվածին):

ՇՆՈՐՀԱԿԱԼՈՒԹՅՈՒՆ ակադեմիկոս ՊԻՏԵՐ ԼԵՈՆԻԴՈՎԻՉ ԿԱՊԻՑԱՅԻՆ:

Պյոտր Լեոնիդովիչ Կապիցա (հունիսի 26 (հուլիսի 9), 1894, Կրոնշտադտ - 8 ապրիլի, 1984, Մոսկվա) - ֆիզիկոս, ԽՍՀՄ ԳԱ ակադեմիկոս (1939), ԽՍՀՄ ԳԱ նախագահության անդամ (1957 թվականից) , երկու անգամ Սոցիալիստական ​​աշխատանքի հերոս (1945, 1974)։

դափնեկիր Նոբելյան մրցանակֆիզիկայում (1978) ցածր ջերմաստիճանի ֆիզիկայի բնագավառում հիմնարար հայտնագործությունների և գյուտերի համար։ Կրկնակի դափնեկիր Ստալինյան մրցանակ(1941, 1943)։ Պարգևատրվել է ԽՍՀՄ ԳԱ Մ.Վ.Լոմոնոսովի անվան խոշոր ոսկե մեդալով (1959թ.): Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի հիմնադիրներից մեկը։ Հրեական հակաֆաշիստական ​​կոմիտեի անդամ։

Հեղուկ թթվածնի արտադրության գործարանի ստեղծման վերաբերյալ նրա աշխատանքի մասին կարող եք կարդալ այստեղ.http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/KAPITZA/KAP_17.HTM

կա նաև LCD-ի ձեռքբերման տեղադրման դիագրամ: