chemijos pramonės mastu. Naujų savybių turinčios tradicinės medžiagos Pristatymas apie šiuolaikines chemines technologijas

Mediena

Viena iš tekstilės pramonės žaliavų yra iš medienos gaminama celiuliozė. Tačiau vis tiek nemažai medienos sunaudojama įvairiai statybinei ir baldų pramonei skirtos medienos gamybai. Plaušienos gamyba popieriaus pramonei sudaro 80 proc., o sintetinio pluošto – 20 proc.

Baldų pramonėje plačiai naudojamos medžio drožlių plokštės ir medienos plaušų plokštės, kurių gamyboje naudojami organiniai rišikliai. Šiuolaikinės cheminės technologijos medienos plaušų plokščių ir celiuliozės gamyboje leidžia naudoti bet kurią medienos medžiaga, net tokį, kuris anksčiau buvo laikomas netinkamu perdirbimui.

Mediena, skirtingai nei iškastinis kuras, atsigauna gana greitai. Atsižvelgiant į tai, taip pat dėl ​​to, kad kils iškastinių organinių žaliavų kainos, reikėtų tikėtis, kad pagrindinė plastikų, elastomerų ir sintetinių pluoštų produkcijos dalis bus realizuota apdorojant medieną į tarpines chemines žaliavas - etilenas, butadienas ir fenolis. O tai reiškia, kad mediena taps ne tik statybine medžiaga ir žaliava popieriaus gamybai, bet ir svarbia chemine žaliava gaminant dirbtines medžiagas: furfurolą, fenolį, tekstilę, kurą, cukrų, baltymus, vitaminus ir kitus vertingus produktus. . Pavyzdžiui, iš 100 kg medienos galima pagaminti apie 20 litrų spirito, 22 kg pašarinių mielių arba 12 kg etileno.

Mediena nėra vienintelė ekologiška žaliava. Kiti biomasės tipai – šiaudai, nendrės ir kt. – cheminėmis technologijomis gali būti paverčiami tokiais pat vertingais produktais, kaip ir pagaminti iš medienos.

Mikrobiologai išsiaiškino, kad baltąjį puvinį medienoje sukeliantys grybai gali būti naudingi. Jų gebėjimas modifikuoti kai kuriuos medienos komponentus yra pagrindas nauja technologija statybinių medžiagų gamyba: po apdorojimo grybeliu pjuvenos, drožlės ir kitos atliekos suklijuojamos į monolitinę masę. Taigi įsigykite aplinkai nekenksmingas medines lentas.

Vienas iš svarbiausių medienos panaudojimo būdų yra celiuliozės ir popieriaus pramonė. Pasaulinė celiuliozės gamyba aštuntojo dešimtmečio viduryje siekė 100 mln. tonų per metus. Šiuo metu dauguma įvairių rūšių popieriaus ir kartono yra gaminami iš medžio. Jų gamybos technologija yra gana paprasta. Pirmiausia degtukų dėžutės dydžio medienos gabalai paverčiami pluoštine medienos plaušiena. Tada tokią masę išformavus ir prispaudus klijais, užpildais ir pigmentiniais dažais, atliekamas džiovinimo procesas. Tokia gana paprasta technologija naudojama jau seniai, tačiau vis dar skiriasi nuo tos, kurios pagrindu dar 105 metais Pekino teismas Tsai Lun pirmą kartą pagamino popierių iš kanapių pluošto, linų ir skudurų.

Kokie pokyčiai popieriaus gamybos technologijoje pastebimi per pastaruosius dešimtmečius? Pokyčiai pirmiausia siejami su popieriaus pakaitalo – sintetinės medžiagos atsiradimu. Sintetinant natūralias ir dirbtines medžiagas žymiai pagerėja popieriaus kokybė. Pavyzdžiui, plastiko įvedimas į pluoštinę masę padidina popieriaus stiprumą, elastingumą, atsparumą deformacijai ir kt.

Plastikinis popierius ypač tinka kokybiškai spausdinti geografinius žemėlapius, reprodukcijas ir kt. Plastikinio popieriaus pagaminama palyginti nedidelė.

Tobulėjant elektroniniams kompiuteriams ir masinė produkcija asmeninių kompiuterių, popierius nustoja būti pagrindiniu informacijos nešikliu. Tačiau spaudos produkcijos (knygų, laikraščių, žurnalų ir kt.) apimčių augimas, taip pat pramonės gaminių, kuriems reikia pakavimo medžiagų, gamybos augimas neišvengiamai lemia, kad popieriaus gamyba kasmet padidės apie 5 %. O tai reiškia, kad medienos – svarbiausios natūralios žaliavos – poreikis nuolat didėja.

Dar 5 tūkstantmetyje pr. e. senovės Egipte buvo išlydytos pirmosios į stiklą panašios medžiagos. Stiklo dirbiniai, kaip mums atrodo šiandien, buvo pagaminti XV a. pr. Kr e. Tačiau tuo pačiu metu stiklas ilgam laikui nebuvo plačiai naudojamas, nes iš tokios trapios medžiagos nebuvo galima pagaminti nei šarvų, nei šalmo, nei net lazdos.

Pirmosios hipotezės apie stiklo struktūrą atsirado XX amžiaus 20–30-aisiais, nors nuo seno buvo lydomi daugiau nei 800 skirtingų kompozicijų stiklai, iš kurių buvo pagaminta apie 43 tūkst. Kaip ir anksčiau, stiklas turi vieną reikšmingą trūkumą – trapumą. Padaryti netipų stiklą yra viena iš sunkiausių užduočių net ir naudojant šiuolaikines technologijas.

Stiklas daugiausia susideda iš silikato masės (iki 75% SiO 2). Stiklo struktūros elektroninių mikroskopinių tyrimų rezultatai parodė, kad aušinant stiklo lydalą atsiranda lašų formos sritys, kurios skiriasi nuo supančios lydalo masės chemine sudėtimi ir atsparumu cheminiam poveikiui. Tokių sričių dydžiai yra nuo 2 iki 60 nm. Keičiant šių regionų dydį, skaičių ir sudėtį, galima pagaminti labai aukšto cheminio atsparumo stiklo dirbinius. Atsiskyrus į lašus panašias sritis, įvyksta kristalizacija – susidaro kristalai (maždaug 1 μm dydžio) su stiklo keramikos medžiagos struktūra. stiklo keramika. Taip galima pagaminti skaidrią arba į porcelianą panašią medžiagą, kurios šiluminio plėtimosi koeficientas kinta taip plačiai, kad ją galima tvirtai susieti su daugeliu metalų. Kai kurios stiklo keramikos medžiagos atlaiko aukštą temperatūros kritimą, t.y. nesutrūkinėja staigiai atvėsus nuo 1000 °C iki kambario temperatūros.

70-ųjų pradžioje buvo sukurtas naujo tipo sijonas, kurį galima apdirbti kaip įprastą metalą, tai yra, jį galima tekinti, frezuoti, gręžti, o iš jo detales galima uždėti net varžtus. Stiklo keramikos sfera - automobilių, elektrotechnikos, chemijos inžinerijos, buities.

Normalioje temperatūroje aušinamo stiklo atsparumas lenkimui yra apie 50 N/mm2, o termiškai grūdinto stiklo – apie 140 N/mm2. Papildomai apdorojant cheminiu būdu gaunamas itin tvirtas stiklas, kurio lenkimo stipris yra nuo 700 iki 2000 N/mm 2 . Cheminis apdorojimas susideda iš mažų natrio jonų pakeitimo ant stiklo paviršiaus jonų mainais didesniais kalio jonais. Chemiškai sustiprintas stiklas nedūžta net ir nuo stipraus smūgio ir gali būti apdirbamas, skirtingai nei termiškai grūdintas stiklas.

Kompozitinės medžiagos, įskaitant chemiškai apdorotus stiklus su plastiko sluoksniais, turi didelį stiprumą. Tokia medžiaga kai kuriose konstrukcijose gali pakeisti metalą. Šarvuotas 20-40 mm storio stiklas, susidedantis iš kelių stiklų, suklijuotų dirbtine derva, šaudant iš pistoleto nepermuša kulkos.

Kartais pastatų apkalimui naudojamas spalvotas stiklas, kurio vienokia ar kitokia spalva išgaunama įdėjus metalo oksidų. Spalvoti akiniai sugeria infraraudonąją spinduliuotę. Tą pačią savybę turi ir stiklai, kurių paviršiuje nusodintas plonas metalo ar lydinio sluoksnis. Šie stiklai padeda palaikyti normalų mikroklimatą patalpoje: vasarą jie sulaiko kaitrios saulės spindulius, o žiemą – šilumą.

Stiklo pluošto medžiagos yra plačiai naudojamos. Jie gali armuoti, apdailinti, klijuoti, dekoruoti, izoliuoti, filtruoti ir pan.. Jų gamybos apimtys didžiulės – 1980 m. tai buvo apie 1 mln. tonų per metus. Stiklo gijų, skirtų tekstilės pramonei, skersmuo yra maždaug. 7 µm(iš 10 g stiklo galima nupiešti 160 km ilgio siūlą). Stiklo pluošto stiprumas yra iki 40 N / mm 2, kuris yra daug stipresnis nei plieninis siūlas. Stiklo pluošto audinys nesušlapęs ir atsparus deformacijai, juo galima tepti įvairiaspalvius raštus.

Naudojant stiklo pluoštą kaip šviesos kreiptuvą, atsirado nauja gamtos mokslo šaka – šviesolaidis. Stiklo pluoštas yra labai perspektyvi informacijos perdavimo priemonė.

Stiklo izoliacinės savybės yra gerai žinomos. Tačiau pastaraisiais metais vis daugiau kalbama apie puslaidininkinius stiklus, kurie gaminami plonasluoksne technologija. Tokiuose stikluose yra metalų oksidų, kurie suteikia jiems neįprastų, puslaidininkių savybių.

Naudojant mažai tirpstantį stiklo emalį (570 °C) pavyko pagaminti patikimą aliuminio dangą. Emaliuotas aliuminis pasižymi vertingų savybių kompleksu: dideliu atsparumu korozijai, elastingumu, atsparumu smūgiams ir kt. Emaliai gali būti suteikiami įvairiomis spalvomis. Tokia medžiaga atlaiko agresyvią pramoninę atmosferą, nėra sensta.

Stiklo gaminių spektras nuolat plečiasi, todėl net ir šiandien stiklas tampa universalia medžiaga. Šiuolaikinis stiklas yra tradicinė medžiaga, turinti naujų savybių.

Silikatinės ir keraminės medžiagos

Nuolat besivystanti statybų pramonė sunaudoja vis daugiau Statybinės medžiagos. Daugiau nei 90% jų yra silikatinės medžiagos, tarp kurių lyderis yra betonas. Jo gamyba pasaulyje viršija 3 milijardus tonų per metus. Betonas sudaro 70% visų statybinių medžiagų tūrio. Svarbiausias ir brangiausias betono komponentas yra cementas. Jo pasaulinė gamyba nuo 1950 iki 1980 m. išaugo beveik 7 kartus ir 1980 metais pasiekė beveik 1 mlrd.

Paprasto betono stipris gniuždant yra 5–60 N / mm 2, o už laboratoriniai mėginiai viršija 100 N/mm 2 . Didelio stiprumo betonas gaunamas terminio cemento žaliavų aktyvinimo 150 ° C temperatūroje rezultatas. Polimerinis betonas atitinka aukštus reikalavimus, tačiau vis tiek yra brangus. Taip pat įvaldyta ugniai atsparaus betono, galinčio atlaikyti iki 1800°C temperatūrą, gamyba. Įprasto betono kietėjimo procesas sudaro mažiausiai 60-70% viso gamybos laiko. Deja, efektyvus ir lengvai prieinamas kietėjimo greitintuvas – kalcio chloridas – sukelia geležinių jungiamųjų detalių koroziją, todėl ieškoma naujų pigių kietėjimo greitintuvų. Kartais naudojami betono kietėjimo inhibitoriai.

Naudojamas silikatinis betonas, sudarytas iš kalkių ir kvarcinio smėlio mišinio arba anglies filtro pelenų. Silikatinio betono stipris gali siekti nuo 15 iki 350 N/mm2, t.y. viršyti betono cemento pagrindu stiprumą.

Įdomus yra polimerinės struktūros betonas. Jis lengvas, į jį galima įkalti vinis. Polimero struktūra sukuriama įvedant aliuminio miltelius kaip plėtimosi priedą.

Iš cemento ir mažo tankio polimerų kuriamos įvairios lengvojo betono rūšys. Toks betonas pasižymi aukštomis termoizoliacinėmis savybėmis ir stiprumu, mažu drėgmės sugėrimu ir gali būti lengvai apdirbamas įvairiais būdais.

Į cementinį skiedinį įterpus asbesto, gaunamas asbestbetonis – plačiai paplitusi statybinė medžiaga, kuri yra labai atspari oro sąlygų pokyčiams.

Keraminės medžiagos yra plačiai naudojamos. Iš keramikos gaminama daugiau nei 60 tūkstančių įvairių gaminių – nuo ​​miniatiūrinių ferito šerdžių iki milžiniškų aukštos įtampos įrenginių izoliatorių. Įprastos keraminės medžiagos (porcelianas, fajansas, akmens masės dirbiniai) gaminamos aukštoje temperatūroje iš kaolino (arba molio), kvarco ir lauko špato mišinio. Iš keramikos gaminami didelio formato blokeliai, porėtos ir tuščiavidurės plytos, o specialios paskirties (pvz., kaminams) – grūdintos plytos.

Pastaraisiais dešimtmečiais prie keramikos priskiriamos ir silikatų neturinčios kompozitinės medžiagos iš įvairių oksidų, karbidų, silicidų, boridų ir nitridų. Tokios medžiagos derina aukštą šiluminį ir korozinį atsparumą bei stiprumą. Kai kurios kompozitinės medžiagos pradeda irti tik aukštesnėje nei 1600°C temperatūroje.

Didelio stiprumo medžiagos, kuriose (dėl miltelių presavimo 1700 ° C temperatūroje) į Si 3 N 4 kristalinę gardelę patenka iki 65% Al 2 O 3, atlaiko aukštesnę nei 1200 ° C temperatūrą. Varis, aliuminis ir kt. gali būti išlydytas induose iš tokių medžiagų metalų. Silicio-aliuminio-azoto-deguonies deriniai gali būti naudojami įvairioms keraminėms medžiagoms, pasižyminčioms aukštomis techninėmis savybėmis, gauti.

Metalo keramikos kompozitinės medžiagos pasižymi dideliu kietumu ir itin dideliu atsparumu karščiui. Jie naudojami kosminių raketų degimo kameroms ir metalo pjovimo įrankių dalims gaminti. Tokios medžiagos gaminamos miltelių metalurgijos būdu iš metalų (geležies, chromo, vanadžio, molibdeno ir kt.) ir metalų oksidų (daugiausia Al 2 O 3), karbidai, boridai, nitridai arba silicidai. Keramika-metalas sujungia keramikos ir metalo savybes.

Palyginti neseniai, 1990-ųjų pradžioje, buvo susintetinta keraminė medžiaga vario oksidų pagrindu, kuri turi nuostabią savybę – aukštų temperatūrų superlaidumą. Tokia medžiaga pereina į superlaidžią būseną esant 170 K.

Be jokios abejonės, tiriant naujų keraminių medžiagų struktūrą ir savybes, bus rasti iki tol nežinomų savybių kompozitų sintezės metodai.

Medžiagų konservavimo įrankiai

Svarbu ne tik įsigyti kokybišką medžiagą, bet ir ją išsaugoti. Poveikis aplinką pablogina medžiagos kokybę: atsiranda jos priešlaikinis senėjimas, sunaikinimas ir pan.. Dėl korozijos smarkiai sunaikinami metalai, ypač spalvotieji metalai, ilgai veikiant drėgmei, puvinėjama ir kt. medžiagos ir iš jų pagaminti gaminiai, įvairios apsaugos priemonės.

Visuotinai priimta, kad žmogus metalo gaminius išmoko gaminti daugiau nei prieš 4500 metų ir nuo tada kovoja su korozija. Remiantis kai kuriais skaičiavimais, metiniai geležies nuostoliai dėl korozijos sudaro beveik 15% pasaulio plieno produkcijos, o tai reiškia, kad maždaug viena iš septynių pasaulio aukštakrosnių yra iššvaistoma.

Dažniausia apsaugos nuo korozijos priemonė yra dažymas, t.y. apsauginio aliejaus arba sintetinių dažų sluoksnio padengimas. Dažų sluoksnis apsaugo medienos gaminius nuo irimo. Plačiai naudojami alkidinių dervų dažai.

Įprasta danga atrodo efektyvi, kai dažai tepami ant švaraus paviršiaus. Tačiau paviršiaus valymo procesas yra daug darbo reikalaujantis veiksmas, todėl ieškoma apsauginių dangų, kurios būtų dedamos ant korozijos pažeisto paviršiaus, jo neišvalius. Viena iš šių dangų jau susintetinta kaip dažai, kuriuose yra cinko cianamido, kuris reaguoja su rūdimis ir susidaro geležies cianamidas, kuris patikimai apsaugo paviršių nuo korozijos.

Dažams ir lakams ruošti plačiai naudojami organiniai tirpikliai ir skiedikliai. Užtepus dažus organinės medžiagos išgaruoja, užteršdamos atmosferą. Skystieji lakai be tirpiklių, taip pat dažai, atskiesti vandeniu, neturi tokio trūkumo. Labai efektyvus miltelinis dažymas elektrostatiniu metodu, kurio metu kaip rišikliai naudojami termoplastikai ir „susryžiuoti polimerai“ (epoksidinės dervos, polivinilacetatas, poliolefinai). Poliesterių ir didelės molekulinės masės poliamodų pagalba galima išgauti apie 0,02 mm storio spalvotus arba skaidrius sluoksnius, kurie stipriai prilimpa prie dažomo paviršiaus.

Praktiškai įdomūs yra elektrai laidūs dažai, reikalingi spausdintinėms grandinėms, antenoms ir kt.

Turi antikorozinių savybių nerūdijančio plieno kurių sudėtyje yra brangių metalų chromo arba nikelio. Daug pigiau ant paprasto plieno užpurkšti ploną aliuminio ar chromo sluoksnį – mažiau nei 0,001 mikrono.

Vienas iš perspektyvių būdų apsisaugoti nuo korozijos yra tam tikros rūšies rūdžių sluoksnio, apsaugančio metalą nuo tolesnio sunaikinimo, susidarymas. Įprastos rūdys, susidedančios iš laisvo geležies oksido sluoksnio, prisideda prie tolesnio medžiagos sunaikinimo. Plieninių dalių, kuriose yra, pavyzdžiui, 0,7–0,15 % fosforo, 0,25–0,55 % vario, 0,5–1,25 % chromo ir 0,65 % nikelio, paviršiaus susidaro apsauginis rūdžių sluoksnis. Iki šiol jau buvo sukurta dešimtys tokių plienų rūšių, kurios turi nuostabią savisaugos savybę. Jie gali būti formuojami ir virinami, o jų kaina yra 10–30% didesnė nei įprastų plienų. Jie gali būti naudojami vagonams, cisternoms, vamzdynams, pastato konstrukcija ir daugelis kitų, kuriems reikalingas atsparumas oro sąlygoms.

Medžiagų keitimas

Senos medžiagos keičiamos naujomis. Dažniausiai tai nutinka dviem atvejais: kai pritrūksta senos medžiagos ir kada nauja medžiaga efektyvesnis. Pakaitinė medžiaga turėtų turėti geresnes savybes. Pavyzdžiui, plastikai gali būti klasifikuojami kaip pakaitalai, nors vargu ar galima juos laikyti naujomis medžiagomis. Plastikas gali pakeisti metalą, medieną, odą ir kitas medžiagas. Daugiau nei 1/3 pasaulio plastiko suvartojama pramonėje. Tačiau kai kuriais skaičiavimais, tik 8-15% plieno pakeičiama plastiku (pirmiausia vamzdynų gamyboje), betonu ir kitomis medžiagomis. Plienas turi gana priimtiną kainos ir stiprumo santykį, galimybę keisti savybes ir apdirbimo būdus – visos šios savybės trukdo greitai ir masiškai jį išstumti plastikais ir kitomis medžiagomis.

Ne mažiau sudėtinga yra spalvotųjų metalų pakeitimo problema. Daugelis šalių eina savo ekonomiško, racionalaus vartojimo keliu.

Plastikų privalumai daugeliui pritaikymų yra gana akivaizdūs: 1 tona plastiko mechaninėje inžinerijoje sutaupo 5–6 tonas metalų. Plastikinių gaminių gamybai reikia tik 12-33% darbo laiko, reikalingo tų pačių metalo gaminių gamybai. Gaminant, pavyzdžiui, plastikinius varžtus, krumpliaračius ir pan., apdirbimo operacijų skaičius sumažinamas ir darbo našumas padidinamas 300-1000%. Apdorojant metalus, medžiaga sunaudojama 70%, o gaminant plastikinius gaminius - 90–95%.

XX amžiaus pirmoje pusėje pradėta keisti kita plačiai naudojama medžiaga – medis. Pirmiausia atsirado fanera, vėliau – medienos plaušų ir medžio drožlių plokštės. Pastaraisiais dešimtmečiais medieną pakeitė aliuminis ir plastikas. Pavyzdžiui, žaislai, namų apyvokos daiktai, valtys, statybinės konstrukcijos ir kt. Tuo pat metu pastebima tendencija, kad didėja vartotojų paklausa iš medienos pagamintų prekių.

Ateityje plastiką pakeis kompozitinės medžiagos, kurių kūrimui skiriamas didelis dėmesys.

Chemija šiuolaikinėse technologijose

Elpatova Olga Ivanovna,

Chemijos mokytojas

Darbo tikslas – išanalizuoti kompiuterių kūrimo istoriją ir parodyti, kokie cheminiai elementai naudojami kuriant kompiuterines technologijas.

Per pastaruosius kelis dešimtmečius kompiuterinės technologijos vystėsi vis labiau mažinant dalis ir vis labiau didinant jų gamybos sąnaudas. Naujausių kartų mikroprocesoriuose yra daug tranzistorių (10 milijonų ar daugiau), kurių matmenys yra dešimtoji mikrono (10-7 metrai). Kitas žingsnis link mikrokosmoso bus nanometrai (10-9 metrų) ir milijardus tranzistorių vienoje lustoje. Dar šiek tiek – ir pateksime į atomų dydžių diapazoną, kur pradeda veikti kvantinės mechanikos dėsniai.

Richardas Feynmanas prieš dvidešimt metų pastebėjo, kad fizikos dėsniai netrukdys sumažinti skaičiavimo įrenginių dydžio, kol „kol bitai nepasieks atomo dydžio ir kvantinis elgesys taps dominuojančiu“. Kita problema, rodanti, kad šiuolaikinės kompiuterinės technologijos pasensta, yra greičio priartėjimo problema. Taigi šiuolaikinės kompiuterinės laikmenos gali talpinti milijonus įrašų, su kuriais esami paieškos algoritmai nebegali susidoroti.

Dėl to padidėjo viso kompiuterio našumas. Visų „technologinių proveržių“ pradžios taškas Kompiuterinė technologija yra fundamentinių mokslų, tokių kaip fizika ir chemija, atradimai.

AT informatika yra elektroninių kompiuterių raidos periodizacija. Kompiuteriai priskiriami vienai ar kitai kartai, priklausomai nuo jame naudojamų pagrindinių elementų tipo ar jų gamybos technologijos.

Kompiuterių kūrimo istorijos analizė parodė, kad plėtojant kompiuterines technologijas pastebima tendencija mažinti pagrindinių elementų dydį ir didinti jų perjungimo greitį. Kaip pagrindą pasirinkome penkių kompiuterių kartų teoriją, o ne šešias, nes manome, kad esame ketvirtos ir penktos kartos sandūroje.

Vienas iš pirmųjų cheminių elementų, sutiktų kompiuterių istorijoje, yra germanis. germanis vienas iš svarbiausių technologinės pažangos elementų, nes kartu su siliciu germanis tapo svarbiausia puslaidininkine medžiaga.

Išvaizda germanis lengvai supainiojamas su siliciu. Šie elementai yra ne tik konkurentai, pretenduojantys į pagrindinę puslaidininkinę medžiagą, bet ir analogai. Tačiau, nepaisant daugelio techninių savybių panašumo, atskirti germanio luitą nuo silicio luito yra gana paprasta: germanis yra daugiau nei du kartus sunkesnis už silicį.

Formaliai puslaidininkis yra medžiaga, kurios savitoji varža yra nuo tūkstantųjų iki milijonų omų 1 cm.

Nepaprastas germanio jautrumas ne tik išoriniam poveikiui. Germanio savybėms didelę įtaką daro net nedidelis priemaišų kiekis. Ne mažiau svarbi ir cheminė priemaišų prigimtis.

Pridėjus V grupės elementą, galima gauti puslaidininkį su elektroninio tipo laidumu. Taip ruošiamos hidroelektrinės (elektroninis germanis, legiruotas stibiu). Pridedant tą patį elementą III grupė, jame sukursime skylės tipo laidumą (dažniausiai tai yra GDH - skylė germanis, legiruotas galiu).

Prisiminkite, kad „skylės“ yra vietos, kurias atlaisvina elektronai, perėję į kitą energijos lygį. Migranto atsilaisvinusiame „bute“ iš karto gali apsigyventi jo kaimynas, tačiau jis turėjo ir savo butą. Persikėlimai daromi vienas po kito, ir skylė juda.

Sritys su elektroniniu ir skyliniu laidumu sudarė pagrindą svarbiausiems puslaidininkiniams įtaisams - diodams ir tranzistorių.

Diodų kūrimas buvo pagrindaspirmosios kartos kompiuteriairemiantis vakuuminiais vamzdžiais 40-aisiais. Tai elektrovakuuminiai diodai ir triodai, kurie yra stiklinė kolba, kurio centre buvo įdėtas volframo siūlas.

Volframas paprastai priskiriami retiesiems metalams. Jis skiriasi nuo visų kitų metalų savo ypatingu stiprumu, kietumu ir atsparumu ugniai.

XX amžiaus pradžioje. Volframo siūlas buvo pradėtas naudoti elektros lemputėse: jis leidžia pašildyti iki 2200 ° C ir pasižymi dideliu šviesos srautu. Ir šiuo metu volframas yra nepakeičiamas šiandien. Volframo nepakeičiamumas šioje srityje paaiškinamas ne tik jo atsparumu ugniai, bet ir jo lankstumu. Iš vieno kilogramo volframo ištraukiama 3,5 km ilgio viela,tie. šio kilogramo užtenka pagaminti siūlų 23 000 60 vatų elektros lempučių. Būtent dėl ​​šios savybės pasaulinė elektros pramonė per metus sunaudoja tik apie 100 tonų volframo.

Elektroninis užpildas UNIVAC sudarė daugiau nei 5000 vakuuminių vamzdžių. Atmintis gyvsidabrio kolbose leido saugoti iki pusantro kilobaito informaciją. Svarbiausias UNIVAC dizaino elementas buvo specialus diskas, leidžiantis įrašyti informaciją ir skaityti iš magnetinės juostos. Elektronų vamzdžio, kaip pagrindinio kompiuterio elemento, naudojimas sukėlė daug problemų. Dėl to, kad stiklinės lempos aukštis yra 7 cm, automobiliai buvo didžiuliai. Kas 7-8 min. viena lempa sugedo, o kadangi kompiuteryje jų buvo 15-20 tūkst., labai ilgai užtruko surasti ir pakeisti sugedusią lempą. Be to, jie gamindavo didžiulį šilumos kiekį, o „moderniam“ to meto kompiuteriui valdyti prireikė specialių aušinimo sistemų.

Pirmosios kartos kompiuterių atsiradimas tapo įmanomas dėl trijų techninių naujovių: elektroninių vakuuminių vamzdžių, skaitmeninio informacijos kodavimo ir dirbtinių atminties įrenginių ant elektrostatinių vamzdelių sukūrimo.

Į antros kartos kompiuteriainaudojamas vietoj vakuuminių vamzdžių tranzistoriai, išrastas 1948. Tai buvo taškinio kontakto įrenginys, kuriame trys metalinės „antenos“ liejosi su polikristalinio germanio strypu. Gautas polikristalinis germanissulydant indį abiejose HES plokštės pusėse. Visoms vietoms reikalingas labai didelio grynumo germanis – fizinis ir cheminis. Norint tai pasiekti, auginamas vienkristalinis germanis: visas luitas yra vienas kristalas.

Tranzistoriai buvo patikimesni, patvaresni, turėjo didelę RAM.

Išradus tranzistorių ir panaudojus naujas duomenų saugojimo atmintyje technologijas, atsirado galimybė gerokai sumažinti kompiuterių dydį, padaryti juos greitesnius ir patikimesnius, taip pat žymiai padidinti kompiuterių atminties talpą.

Kaip ir tranzistorių atsiradimas paskatino sukurti antrosios kartos kompiuterius, atsirado irintegrinių grandynųpažymėjo naują kompiuterinių technologijų raidos etapą – gimimątrečios kartos mašinos.

Integrinis grandynas, dar vadinamas lustu, yra miniatiūrinis elektroninė grandinė, išgraviruotas ant maždaug 10 mm ploto silicio kristalo paviršiaus 2 . Iki 1965 m. dauguma puslaidininkinių įtaisų buvo gaminami germanio pagrindu. Tačiau vėlesniais metais pradėjo vystytis germanio pakeitimo savaime procesas. silicio . Šis elementas yra antras pagal gausumą Žemėje po deguonies. Ne tobulas, o tiesiog didelio grynumo ir itin grynas silicis tapo svarbiausia puslaidininkine medžiaga. Esant kitokiai nei absoliutus nulis temperatūrai, jame ir nešikliuose atsiranda būdingas laidumas elektros srovė yra ne tik laisvieji elektronai, bet ir vadinamosios skylės – elektronų apleistos vietos.

Įvedus į itin gryną silicį tam tikrus legiruojančius priedus, jame sukuriamas vienoks ar kitoks laidumas. Trečiosios periodinės lentelės grupės elementų papildymai sukuria skylių laidumą, o penktosios - elektroninį.

Silicio puslaidininkiniai įtaisaipalankiai skiriasi nuo germanio, visų pirma geresniu veikimu aukštesnėje temperatūroje ir mažesnėmis atvirkštinėmis srovėmis. Didelis silicio pranašumas buvo ir jo dioksido atsparumas išoriniams poveikiams. Būtent ji leido sukurti pažangiausią plokštuminę puslaidininkinių įtaisų gamybos technologiją, susidedančią iš to, kad silicio plokštelė kaitinama deguonimi arba deguonies mišinyje su vandens garais ir yra padengta apsauginiu sluoksniu. SiO 2 .

Po to išgraviravus „langus“ tinkamose vietose, per juos įvedami priedai, čia sujungiami kontaktai, o visas įrenginys tuo tarpu apsaugotas nuo išorinių poveikių. Germaniui tokia technologija dar neįmanoma: jo dioksido stabilumas yra nepakankamas.

Dėl silicio, galio arsenido ir kitų puslaidininkių puolimo germanis prarado savo, kaip pagrindinės puslaidininkinės medžiagos, poziciją. 1968 m. JAV buvo pagaminta daug daugiau silicio tranzistorių nei germanio.

Maža kristalinės medžiagos plokštelė, maždaug 1 mm dydžio 2 virsta sudėtingiausiu elektroniniu įrenginiu, atitinkančiu 50–100 ar daugiau įprastų dalių radijo inžinerijos bloką. Jis gali sustiprinti arba generuoti signalus ir atlikti daugybę kitų radijo funkcijų.

Pirmieji integriniai grandynai (IC) pasirodė 1964 m. IC atsiradimas reiškė tikrą revoliuciją skaičiavimo srityje. Juk vien jis gali pakeisti tūkstančius tranzistorių, kurių kiekvienas savo ruožtu jau pakeitė 40 vakuuminių vamzdžių. Trečiosios kartos kompiuterių sparta išaugo 100 kartų, o matmenys gerokai sumažėjo. Tuo pačiu metu atsirado puslaidininkinė atmintis, kuri vis dar naudojama asmeniniuose kompiuteriuose kaip operacinė atmintis.

Atsirado integruotos mikroschemos idėja - silicio kristalas, ant kurio sumontuoti miniatiūriniai tranzistoriai ir kiti elementai. Tais pačiais metais pasirodė pirmasis integrinės grandinės pavyzdys, kuriame yra penki tranzistorių elementai ant germanio kristalo. Mokslininkai greitai išmoko sudėti dešimtis, o vėliau šimtus ir daugiau tranzistorių elementų vienoje integrinėje grandinėje. Trečiosios kartos kompiuteriai veikė iki milijono operacijų per sekundę greičiu.

Nuo aštuntojo dešimtmečio vidurio informatikos srityje buvo mažiau esminių naujovių. Pažanga dažniausiai vykstaplėtoti tai, kas jau buvo išrasta ir sumanyta, – pirmiausia didinant elementų bazės ir pačių kompiuterių galią bei miniatiūrizavimą.

70-ųjų pradžioje. buvo bandoma išsiaiškinti, ar galima į vieną lustą įdėti daugiau nei vieną integrinį grandyną. Mikroelektronikos plėtra paskatino kurtiketvirta kartamašinos ir atsiradimasdideli integriniai grandynai. Į vieną lustą tapo įmanoma įdėti tūkstančius integrinių grandynų.

Tai leido sujungti daugumą kompiuterio komponentų į vieną miniatiūrinę dalį – tai padarė „Intel“ 1971 m., išleisdamas pirmąjį mikroprocesorių. Mažo kompiuterio centrinį procesorių buvo galima įdėti į lustą, kurio plotas yra tik ketvirtadalis kvadratinio colio (1,61 cm). 2 ). Prasidėjo mikrokompiuterių era.

Integruotose grandinėse jau buvo tūkstančiai tranzistorių. Koks yra šiuolaikinio mikrokompiuterio greitis? Jis yra 10 kartų greitesnis už trečios kartos kompiuterius, pagrįstus integriniais grandynais, 1000 kartų greitesnis už antrosios kartos kompiuterius su tranzistoriais ir 100 000 kartų greitesnis už pirmosios kartos kompiuterius, kuriuose naudojami vakuuminiai vamzdžiai.

Todėl reikalingi kompiuteriai su didesnėmis spartos charakteristikomis. Todėl ekspertai visame pasaulyje ėmėsi šios problemos sprendimo, kurdami ateities skaičiavimo sistemą. Šiuo metu eksperimentiškai kuriami kvantiniai kompiuteriai.biokompiuteris, neurokompiuteris, optinis kompiuteris, nanoelektronikos tikimybinis kompiuteris, nanokompiuteris, nanorobotai, molekuliniai-mechaniniai automatai, aukštos temperatūros puslaidininkinės medžiagos.

1. 1. Įvadas3
2. 2. Chemijos pramonė3
3. 3. Cheminė technologija7
4. 4. Išvada8

Literatūra 9

Įvadas

Chemijos pramonė yra antra pirmaujanti pramonės šaka po elektronikos, kuri greičiausiai užtikrina pažangos įgyvendinimą. mokslo ir technologijų pažanga visose ekonomikos srityse ir prisideda prie kiekvienos šalies gamybinių jėgų plėtros spartinimo. Šiuolaikinės chemijos pramonės ypatybė yra orientacija į pagrindines mokslui imlias pramonės šakas (farmacijos, polimerinės medžiagos, reagentai ir labai grynos medžiagos), taip pat parfumerijos ir kosmetikos gaminiai, buitinė chemija ir kt. užtikrinti kasdienius žmogaus poreikius ir jo sveikatą.

Chemijos pramonės plėtra paskatino šalies ūkio chemizavimo procesą. Tai apima platų pramonės produktų naudojimą, visišką cheminių procesų įdiegimą įvairiuose ūkio sektoriuose. Tokios pramonės šakos kaip naftos perdirbimas, šiluminė energija(išskyrus atomines elektrines), celiuliozės ir popieriaus, juodosios ir spalvotosios metalurgijos, statybinių medžiagų (cemento, plytų ir kt.) gamyba, taip pat daugelis maisto pramonės produkcijos yra pagrįstos cheminių procesų naudojimu. keičiant pradinės medžiagos stva struktūras. Tuo pačiu jiems dažnai prireikia pačios chemijos pramonės produkcijos, t.y. taip skatinant pagreitintą jo vystymąsi.

Chemijos pramonė

Chemijos pramonė – tai pramonė, apimanti produktų gamybą iš angliavandenilių, mineralinių ir kitų žaliavų cheminio apdorojimo būdu. Bendroji chemijos pramonės produkcija pasaulyje siekia apie 2 trln. dolerių.Chemijos ir naftos chemijos pramonės pramoninės produkcijos apimtis Rusijoje 2004 metais siekė 528,156 mln.

Prasidėjus pramonės revoliucijai chemijos pramonė tapo atskira pramone. Pirmosios sieros rūgšties, svarbiausios iš žmogaus naudojamų mineralinių rūgščių, gamybos gamyklos buvo pastatytos 1740 (Didžioji Britanija, Ričmondas), 1766 (Prancūzija, Ruanas), 1805 (Rusija, Maskvos sritis), m. 1810 (Vokietija, Leipcigas). Siekiant patenkinti besivystančių tekstilės ir stiklo pramonės poreikius, atsirado sodos pelenų gamyba. Pirmieji sodos augalai pasirodė 1793 (Prancūzija, Paryžius), 1823 (Didžioji Britanija, Liverpulis), 1843 (Vokietija, Schönebeck-on-Elbe), 1864 (Rusija, Barnaulas). Su plėtra XIX amžiaus viduryje. dirbtinių trąšų augalai atsirado žemės ūkyje: 1842 metais Didžiojoje Britanijoje, 1867 metais Vokietijoje, 1892 metais Rusijoje.

Žaliavų ryšiai, ankstyvas pramonės atsiradimas prisidėjo prie Didžiosios Britanijos, kaip pasaulinės chemijos gamybos lyderės, atsiradimo per tris XIX amžiaus ketvirčius. Nuo XIX amžiaus pabaigos Vokietija tampa chemijos pramonės lydere, augant ekonomikos paklausai organinėms medžiagoms. Dėl greito gamybos koncentracijos proceso, aukštas lygis mokslo ir technologijų plėtra, aktyvi prekybos politika Vokietija XX amžiaus pradžioje užkariauja pasaulinę rinką cheminiai produktai. JAV chemijos pramonė pradėjo vystytis vėliau nei Europoje, tačiau 1913 m. pagal chemijos produktų gamybą JAV užėmė ir nuo to laiko užima pirmąją vietą pasaulyje tarp valstijų. Tai palengvina turtingiausi naudingųjų iškasenų ištekliai, išplėtotas transporto tinklas ir galinga vidaus rinka. Tik devintojo dešimtmečio pabaigoje ES šalių chemijos pramonė bendrais bruožais viršijo JAV gamybos apimtis.

1 lentelė

Chemijos pramonės subsektoriai

Subsektorius
Neorganinė chemija	Amoniako gamyba, Sodos gamyba, Sieros rūgšties gamyba
Organinė chemija	Akrilonitrilas, fenolis, etileno oksidas, karbamidas
Keramika	silikato gamyba
Petrochemija	Benzenas, Etilenas, Stirenas
Agrochemija	Trąšos, pesticidai, insekticidai, herbicidai
Polimerai	Polietilenas, Bakelitas, Poliesteris
Elastomerai	Guma, neoprenas, poliuretanas
Sprogmenys	Nitroglicerinas, amonio nitratas, nitroceliuliozė
farmacinė chemija	Vaistai: sintomicinas, taurinas, ranitidinas...
Kvepalai ir kosmetika	Kumarinas, vanilinas, kamparas

Visos nurodytos specifinės chemijos pramonės ypatybės šiuo metu daro didelę įtaką pramonės struktūrai. Chemijos pramonėje didėja didelės vertės mokslui imlių produktų dalis. Stabilizuojama ar net mažinama daugelio rūšių masinių produktų, reikalaujančių didelių žaliavų, energijos, vandens sąnaudų ir nesaugių aplinkai, gamyba. Tačiau tam tikrose valstybių ir regionų grupėse struktūrinio prisitaikymo procesai vyksta skirtingai. Tai turi pastebimą įtaką tam tikrų pasaulio pramonės šakų grupių geografijai.

Didžiausią įtaką pasaulio ekonomikos raidai ir sąlygoms Kasdienybėžmonių visuomenė turėjo XX amžiaus antroje pusėje. polimerinės medžiagos, jų perdirbimo produktai.

Polimerinių medžiagų pramonė. Nuo 30 iki 45% chemijos pramonės produktų kainos išsivysčiusiose pasaulio šalyse tenka jai ir pirminių angliavandenilių rūšių gamybai sintezei, pusgaminiams iš jų. Tai yra visos pramonės pagrindas, jos branduolys, glaudžiai susijęs su beveik visomis chemijos pramonės šakomis. Žaliavos pradiniams angliavandeniliams, pusgaminiams ir patiems polimerams gauti daugiausia yra nafta, susijusios ir gamtinės dujos. Jų sunaudojama šio plataus asortimento produkcijos gamybai palyginti nedaug: tik 5-6% pasaulyje pagaminamos naftos ir 5-6% gamtinių dujų.

Plastikų ir sintetinių dervų pramonė. Sintetinės dervos daugiausia naudojamos cheminiams pluoštams gaminti, o plastikai dažniausiai yra pradinės statybinės medžiagos. Tai iš anksto nulemia jų naudojimą daugelyje pramonės, statybos ir iš jų pagamintų gaminių kasdieniame gyvenime. Pastaraisiais dešimtmečiais buvo sukurta daugybė plastikų rūšių, dar daugiau jų prekių ženklų. Yra visa klasė pramoninių plastikų, skirtų svarbiausiems mechaninės inžinerijos gaminiams (fluoroplastikai ir kt.).

Cheminio pluošto pramonė pakeitė visą revoliuciją lengvoji pramonė. 30-aisiais. cheminių pluoštų vaidmuo tekstilės struktūroje buvo nežymus: 30 % jų buvo vilna, apie 70 % medvilnė ir kiti augalinės kilmės pluoštai. Cheminiai pluoštai vis dažniau naudojami techniniams tikslams. Jų taikymo sritis ekonomikoje ir namų ūkyje nuolat auga.

Sintetinės gumos pramonė. Gumos gaminių paklausą pasaulyje (tik automobilių padangų kasmet pagaminama 1 mlrd.) vis labiau užtikrina sintetinės gumos naudojimas. Ji sudaro 2/3 visos natūralios ir sintetinės gumos produkcijos. Pastarojo gamyba turi nemažai privalumų (mažiau sąnaudų gamyklų statybai nei plantacijų kūrimui; mažesnės darbo sąnaudos jo gamyklinei gamybai; daugiau žema kaina lyginant su natūralia guma ir pan.). Todėl jo išleidimas buvo sukurtas daugiau nei 30 valstybių.

Mineralinių trąšų pramonė. Azoto, fosforo ir kalio trąšų naudojimas daugiausia lemia šalių ir regionų žemės ūkio išsivystymo lygį. Mineralinės trąšos yra labiausiai masiškai gaminami chemijos pramonės produktai.

Farmacijos pramonė tampa vis svarbesnė saugant augančio pasaulio gyventojų sveikatą. Auganti jos produktų paklausa yra dėl:

1) spartus gyventojų senėjimas, visų pirma daugelyje pramoninių pasaulio šalių, dėl kurio medicinos praktikoje reikia įdiegti naujus kompleksinius vaistus;

2) daugėja širdies ir kraujagyslių bei onkologinių ligų, taip pat atsiranda naujų ligų (AIDS), kurioms įveikti reikia vis veiksmingesnių vaistų;

3) naujų vaistų kartų sukūrimas dėl mikroorganizmų prisitaikymo prie senų formų.

gumos pramonė. Šios pramonės gaminiai vis labiau orientuojami į gyventojų poreikių tenkinimą.

Be daugybės buitinių gumos gaminių (kilimėlių, žaislų, žarnų, batų, kamuoliukų ir kt.), kurie tapo įprastomis plataus vartojimo prekėmis, auga guminių komponentų, skirtų daugeliui inžinerinių gaminių, poreikis. Tai apima sausumos ne geležinkelių transportą: automobilių padangas, dviračius, traktorius, lėktuvų važiuokles ir kt. Gumos gaminiai, tokie kaip vamzdynai, tarpikliai, izoliatoriai ir kiti, yra būtini daugeliui gaminių tipų. Tai paaiškina didžiulį gumos gaminių asortimentą (viršija 0,5 mln. prekių).

Tarp labiausiai masiškai gaminamų pramonės gaminių padangų (padangų) gamyba už skirtingi tipai transporto. Šių gaminių produkciją lemia pasaulyje pagamintų transporto priemonių skaičius, kiekvieno iš jų priskaičiuojama dešimtimis milijonų vienetų. Padangų gamyboje sunaudojama 3/4 natūralaus ir sintetinio kaučiuko, nemaža dalis sintetinio pluošto, naudojamo kordo audinio – padangų karkaso gamybai. Be to, norint gauti gumą kaip užpildą, būtina Skirtingos rūšys suodžiai - taip pat vienos iš chemijos pramonės šakų produktas - suodžiai. Visa tai lemia glaudų gumos pramonės ryšį su kitomis chemijos pramonės šakomis.

Apie šalies ūkio išsivystymo lygį galima spręsti pagal chemijos pramonės išsivystymo lygį. Jis aprūpina ekonomiką žaliavomis ir medžiagomis, leidžia pritaikyti naujas technologiniai procesai visuose ūkio sektoriuose. Chemijos pramonės sudėtis yra labai sudėtinga:

1) pagrindinė chemija,

2) organinės sintezės chemija.

Farmacija, fotochemija, buitinė chemija, parfumerija priklauso smulkiajai chemijai ir gali naudoti tiek organines, tiek neorganines žaliavas. Chemijos pramonės tarpsektoriniai ryšiai yra platūs – nėra tokio ūkio sektoriaus, su kuriuo ji nebūtų susijusi. Mokslinis kompleksas, elektros energetika, metalurgija, kuro pramonė, lengvoji pramonė - chemija - tekstilės industrija, Žemdirbystė, maisto pramone, statybos, mechanikos inžinerijos, karinis-pramoninis kompleksas. Chemijos pramonė gali naudoti įvairias žaliavas: naftą, dujas, anglį, medieną, mineralus, net orą. Todėl chemijos įmonės gali būti visur. Chemijos pramonės geografija plati: kalio trąšų gamyba gravituoja į žaliavų gavybos sritis, azoto trąšų gamyba - į vartotoją, plastikų, polimerų, pluoštų, gumos gamyba - į perdirbimo sritis. naftos žaliavų. Chemijos pramonė yra viena iš pirmaujančių mokslo ir technologijų revoliucijos šakų, kartu su mechanine inžinerija yra dinamiškiausia šiuolaikinės pramonės šaka.

Pagrindiniai išdėstymo ypatumai yra panašūs į mechanikos inžinerijos išdėstymo ypatumus; Pasaulio chemijos pramonėje išsivystė 4 pagrindiniai regionai. Didžiausia iš jų – Vakarų Europa. Ypač sparčiai daugelyje regiono šalių chemijos pramonė pradėjo vystytis po Antrojo pasaulinio karo, kai pramonės struktūroje pradėjo pirmauti naftos chemija. Dėl to naftos chemijos ir naftos perdirbimo centrai įsikūrę jūrų uostuose ir magistralinių naftotiekių trasose.

Antras pagal svarbą regionas yra JAV, kur chemijos pramonė pasižymi didele įvairove. Pagrindinis įmonių išsidėstymo veiksnys buvo žaliavos veiksnys, kuris daugiausiai prisidėjo prie teritorinės koncentracijos chemijos pramonė. Trečias regionas – Rytų ir Pietryčių Azija, ypač svarbų vaidmenį atlieka Japonija (su galinga naftos chemija, paremta importuota nafta). Didėja ir Kinijos bei naujai išsivysčiusių pramoninių šalių, kurios daugiausia specializuojasi sintetinių gaminių ir pusgaminių gamyboje, reikšmė.

Ketvirtasis regionas – NVS šalys, turinčios įvairiapusę chemijos pramonę, orientuotą tiek į žaliavas, tiek į energetikos veiksnius.

Cheminė technologija

Cheminė technologija – tai mokslas apie žaliavų ir tarpinių produktų cheminio apdorojimo procesus ir būdus.

Pasirodo, visi procesai, susiję su medžiagų perdirbimu ir gamyba, nepaisant jų išorinės įvairovės, yra suskirstyti į kelias susijusias, panašias grupes, kiekvienoje iš jų naudojami panašūs aparatai. Iš viso yra 5 tokios grupės – tai cheminiai, hidromechaniniai, terminiai, masės perdavimo ir mechaniniai procesai.

Bet kurioje chemijos gamyboje vienu metu vykdome visus arba beveik visus išvardytus procesus. Apsvarstykite, pvz. technologinė schema, kuriame produktas C gaunamas iš dviejų pradinių skystų komponentų A ir B pagal reakciją: A + B-C.

Pradiniai komponentai praeina per filtrą, kuriame jie išvalomi nuo kietųjų dalelių. Tada jie pumpuojami į reaktorių, pašildomi iki reakcijos temperatūros šilumokaityje. Reakcijos produktai, įskaitant komponentą ir nesureagavusių komponentų priemaišas, siunčiami atskirti į distiliavimo kolonėlė. Išilgai kolonėlės aukščio vyksta daugkartinis komponentų pasikeitimas tarp tekančio skysčio ir iš katilo kylančių garų. Šiuo atveju garai yra praturtinti komponentais, kurių virimo temperatūra žemesnė nei produkto. Iš viršutinės kolonėlės dalies išeinančių komponentų poros kondensuojasi deflegmatoriuje. Dalis kondensato grąžinama į reaktorių, o kita dalis (skrepė) siunčiama drėkinti distiliavimo kolonėlę. Grynas produktas pašalinamas iš katilo, atšaldomas iki normalios temperatūros šilumokaityje.

Kiekvienos iš chemijos inžinerinių procesų grupių modelių nustatymas atvėrė žalią šviesą chemijos pramonei. Juk dabar bet kokios, naujausios cheminės gamybos apskaičiavimas atliekamas gerai žinomais metodais ir beveik visada galima naudoti masinės gamybos įrenginius.

Sparti chemijos technologijų plėtra tapo mūsų šalies nacionalinės ekonomikos chemizavimo pagrindu. Kuriamos naujos chemijos gamybos šakos, o svarbiausia – chemijos technologijos procesai ir aparatai plačiai diegiami į kitas šalies ūkio šakas ir į kasdienį gyvenimą. Jie yra trąšų, statybinių medžiagų, benzino ir sintetinių pluoštų gamybos pagrindas. Bet koks moderni gamyba, kad ir ką gamintų – automobilius, lėktuvus ar vaikiškus žaislus, chemijos technologijos yra nepamainomos.

Viena įdomiausių problemų, kurią artimiausiu metu galima išspręsti cheminių technologijų pagalba, yra Pasaulio vandenyno išteklių panaudojimas. Vandenyno vandenyje yra beveik visi žmogui reikalingi elementai. Jame yra 5,5 milijono tonų aukso ir 4 milijardai tonų urano, didžiuliai kiekiai geležies, mangano, magnio, alavo, švino, sidabro ir kitų elementų, kurių atsargos išsenka sausumoje. Tačiau tam reikia sukurti visiškai naujus cheminės technologijos procesus ir aparatus.

Išvada

Chemijos pramonė, kaip ir mechaninė inžinerija, yra viena sudėtingiausių pramonės šakų pagal savo struktūrą. Jame aiškiai išskiriamos pusgaminių pramonės šakos (pagrindinė chemija, organinė chemija), pagrindinės (polimerinės medžiagos – plastikai ir sintetinės dervos, cheminiai pluoštai, sintetinė guma, mineralinės trąšos), apdirbimas (sintetiniai lakų ir dažų dažikliai, farmacija, fotochemija, reagentai, buitinė chemija, gumos gaminiai). Jos gaminių asortimentas – apie 1 mln. prekių, rūšių, tipų, prekių ženklų gaminių.

Cheminė technologija – tai mokslas apie ekonomiškiausius ir aplinkai nekenksmingiausius būdus ir priemones perdirbant žaliavas natūralias medžiagas į plataus vartojimo produktus ir tarpinius produktus.

Ji skirstoma į neorganinių medžiagų (rūgščių, šarmų, sodos, silikatinių medžiagų, mineralinių trąšų, druskų ir kt. gamyba) ir organinių medžiagų (sintetinės gumos, plastikų, dažų, alkoholių, organinių rūgščių ir kt.) technologiją;

Bibliografija

1. 1. Doronin A. A. Naujas Amerikos chemikų atradimas. / Kommersant, Nr.56, 2004
   1. 2. Kilimnik A. B. Fizinė chemija: Pamoka. Tambovas: Tambovo leidykla. valstybė tech. un-ta, 2005. 80 p.
   2. 3. Kim A.M., Organinė chemija, 2004 m
      1. 4. Perepelkin K. E. Polimeriniai kompozitai cheminių pluoštų pagrindu, pagrindiniai jų tipai, savybės ir panaudojimas / Techninė tekstilė Nr. 13, 2006 m.
   3. 5. Traven V.F. Organinė chemija: 2 tomų vadovėlis universitetams. - M.: Akademkniga, 2004. - V.1. - 727 p., 2 t. - 582 p.

Technologijos plačiąja šio žodžio prasme suprantamos kaip mokslinis bet kurios pramonės šakos gamybos metodų ir priemonių aprašymas.

Pavyzdžiui, metalo apdirbimo būdai ir priemonės yra metalo technologijos dalykas, mašinų ir aparatų gamybos būdai ir priemonės – mechaninės inžinerijos technologijos dalykas.

Mechaninės technologijos procesai pirmiausia grindžiami mechaniniu poveikiu, kuris keičiasi išvaizda arba fizines savybes apdorotas medžiagas, tačiau neturinčios įtakos jų cheminei sudėčiai.

Cheminės technologijos procesai apima cheminį žaliavų apdorojimą, pagrįstą sudėtingais cheminiais ir fizikiniais bei cheminiais reiškiniais.

Cheminė technologija – mokslas apie ekonomiškiausius ir ekologiškiausius natūralių žaliavų cheminio perdirbimo būdus į prekes ir gamybos priemones.

Didysis rusų mokslininkas Mendelejevas taip apibūdino cheminių ir mechaninių technologijų skirtumus: „...pradedant nuo imitacijos, bet koks mechaninių gamyklų verslas gali būti patobulintas net pačiais pagrindiniais principais, jei tik yra dėmesingumas ir noras, tačiau Tuo pačiu metu be išankstinių žinių chemijos gamyklų pažanga yra neįsivaizduojama, neegzistuoja ir tikriausiai niekada nebus.

Šiuolaikinės cheminės technologijos

Šiuolaikinės chemijos technologijos, naudodamos gamtos ir technikos mokslų pasiekimus, tiria ir kuria fizikinių ir cheminių procesų, mašinų ir aparatų kompleksą, optimalius būdus šiems procesams įgyvendinti ir valdyti pagal. pramoninės gamybosįvairios medžiagos, produktai, medžiagos.

Mokslo ir pramonės plėtra lėmė ženkliai išaugo chemijos pramonės šakų skaičius. Pavyzdžiui, šiuo metu vien iš naftos pagaminama apie 80 000 įvairių chemijos produktų.

Chemijos gamybos augimas, viena vertus, ir chemijos bei technikos mokslų plėtra, kita vertus, leido vystytis teorinis pagrindas cheminiai-technologiniai procesai.

Ugniai atsparių nemetalinių ir silikatinių medžiagų technologija;

Sintetinių biologiškai aktyvių medžiagų, cheminių vaistų ir kosmetikos gaminių cheminė technologija;

Organinių medžiagų cheminė technologija;

Polimerų technologija ir apdirbimas;

Pagrindiniai chemijos gamybos procesai ir cheminė kibernetika;

Natūralių energijos nešėjų ir anglies medžiagų cheminė technologija;

Neorganinių medžiagų cheminė technologija.

Cheminės technologijos ir biotechnologijos apima metodų, metodų ir priemonių rinkinį, skirtą medžiagoms gauti ir medžiagoms kurti naudojant fizikinius, fizikinius ir cheminius bei biologinius procesus.

CHEMINĖS TECHNOLOGIJOS:

Cheminės technologijos raidos analizė ir prognozės;

Nauji procesai chemijos technologijoje;

Neorganinių medžiagų ir medžiagų technologija;

Nanotechnologijos ir nanomedžiagos;

Organinių medžiagų technologija;

kataliziniai procesai;

Naftos chemija ir naftos perdirbimas;

Polimerinių ir kompozitinių medžiagų technologija;

Rūdos, technogeninių ir antrinių žaliavų giluminio apdirbimo cheminiai ir metalurginiai procesai;

Retų, išsibarsčiusių ir radioaktyvių elementų chemija ir technologija;

Panaudoto branduolinio kuro perdirbimas, branduolinių atliekų šalinimas;

Aplinkos problemos. Mažo atliekų kiekio ir uždarų technologinių schemų kūrimas;

Cheminės technologijos procesai ir įrenginiai;

Vaistų, buitinės chemijos technologijos;

Gamtinės ir technogeninės sferos stebėjimas;

Cheminis apdorojimas kietojo kuro ir natūralios atsinaujinančios žaliavos;

Ekonominės cheminės technologijos problemos;

Cheminė kibernetika, chemijos gamybos modeliavimas ir automatizavimas;

Toksiškumo problemos, chemijos gamybos saugumo užtikrinimas. Darbuotojų sauga ir sveikata;

Analitinė chemijos gamybos, gaminių kokybės ir sertifikavimo kontrolė;

Stambiamolekulinių junginių cheminė technologija

RADIACINĖ-CHEMINĖ TECHNOLOGIJA (RCT) – bendrosios cheminės technologijos sritis, skirta jonizuojančiosios spinduliuotės (IR) veikiant vykstantiems procesams tirti ir saugiai bei ekonomiškai pastarosios panaudojimo šalies ūkyje metodams kurti. , taip pat atitinkamų įrenginių (prietaisų, instaliacijų) sukūrimas.

RCT naudojamas plataus vartojimo prekėms ir gamybos priemonėms gauti, patobulintoms ar naujoms eksploatacinėms savybėms suteikti medžiagoms ir gatavai produkcijai, didinti žemės ūkio gamybos efektyvumą, spręsti tam tikras aplinkosaugos problemas ir kt.