Перед изучением дисциплины необходимо познакомиться с общими понятиями и терминами.
Краситель - химическое вещество, применяемое для окраски различных материалов (бумага, текстиль, кожа и т.д.). Различают природные красители (индиго, ализарин) и синтетические органические красители. В дальнейшем мы будем рассматривать органические красители.
Краска - красящий материал, в состав которого входят:
краситель, пленкообразующие вещества, наполнители, добавки.
Пигмент - высокодисперсный порошок красителя, как правило, нерастворимый в воде.
Полупродукт - органическое соединение, получаемое из определенного сырья и в свою очередь, служащее сырьем для получения красителя.
Для производства полупродуктов и красителей наряду с типовыми процессами химической технологии: фильтрованием, выпариванием, сушкой, измельчением и т.д. широко используют химические процессы: хлорирование, нитрование, сульфирование и т.д., которые являются специфичными в этой отрасли промышленности. Специфичность данных процессов определяет и специфичность аппаратов для их реализации.
Технологию получения красителя можно представить как определенную последовательность и совокупность перечисленных общих и специфичных процессов и вспомогательных операций.
Рассматривая эту эскизную технологическую схему, можно выделить общие процессы химической технологии: фильтрование, сушку; вспомогательные: приготовление кислот, выделение красителя, упаковку и характерные для отрасли химические процессы: нитрование, восстановление, азосочетание.
Следует отметить, что, несмотря на многообразие полупродуктов, и красителей они производятся с использованием ограниченного числа химических процессов: сульфирование, нитрование, хлорирование, восстановление нитросоединений, нитрозирование, диазотирование и азосочетание, щелочное плавление, сульфидирование, химическая конденсация.
В дальнейшем мы будем рассматривать эти типовые процессы и аппараты для их реализации.
Продукция промышленности основного органического синтеза.
Ассортимент и объем выработки продуктов основного органического синтеза возрастают с каждым годом. К продуктам основного органического синтеза относятся предельные, непредельные и ароматические углеводороды и их производные.
Промышленность основного органического синтеза в больших масштабах производит разнообразное сырье для производства других органических соединений, в частности мономеры, а также продукты, используемые в народном хозяйстве в качестве растворителей, хладагентов, ядохимикатов, высококипящих теплоносителей, антифризов, добавок к топливу, моющих средств и пр.
Мономеры - простые органические вещества, из которых полимеризацией или поликонденсацией получают синтетические каучуки, смолы и другие высокомолекулярные продукты.
Важнейшие мономеры, перерабатываемые в высокомолекулярные соединения методами полимеризации, сополимеризации и поликонденсации: этилен, пропилен, изобутилен, хлористый винил, адипиновая кислота, диметиловый эфир терефталевой кислоты и др.
Растворители: углеводороды, спирты, кетоны, кислоты, простые и сложные эфиры, галогенорганические соединения и др.
Органические ядохимикаты: хлор- и фторпроизводные ароматических, алициклических и алифатических углеводородов, фосфорорганические соединения, различные эфиры и пр.
Синтетические моющие средства (детергенты), изготовляемые из продуктов нефте- и газоперерабатывающей промышленности, во многих отношениях превосходят обычные жировые мыла, получаемые из растительных и животных жиров. Синтетические моющие средства обладают моющим действием в нейтральной, кислой и жесткой воде. Они не гидролизуются, их водные растворы в ряде случаев не имеют щелочной реакции.
Антидетонаторы и высокооктановые добавки к моторному топливу, повышающие его качество. Наиболее распространен антидетонатор тетраэтилсвинец
Антифризы - органические жидкости, замерзающие при низких температурах; к ним относятся этиленгликоль, глицерин, водные растворы этанола и метанола. Они применяются для охлаждения автомобильных и авиационных двигателей и в качестве гидравлических жидкостей в машинах, работающих при низких температурах.
Высококипящие органические теплоносители (ВОТ) поменяются для обогрева до температур выше 150-180°
С, когда использование насыщенного водяного пара становится затруднительным из-за слишком высоких его давлений. Наиболее распространенные высокотемпературные теплоносители - эвтектическая и азеотропная смесь дифенила и дифенилоксида (дифениловая смесь) и др.
Полупродукты: анилин, хлорбензол, одноатомные спирты, гликоли, глицерин, фенолы, ацетон и другие кетоны, карбоновые кислоты и их ангидриды, эфиры, нитрилы, нитросоединения, аминосоединения и др. - вырабатываются промышленностью основного органического синтеза для других отраслей химической промышленности: анилинокрасочной, лакокрасочной, фармацевтической, витаминной, шинной, резинотехнической, производства душистых веществ и др.
Сырье для промышленности органического синтеза. Сырьем для производства продуктов основного органического синтеза служат парафины, олефины, диолефины, ацетиленовые и ароматические углеводороды, а также окись углерода и водород. Источником углеводородов, окиси углерода, водорода являются нефть, уголь и природные горючие газы.
Продукты основного органического синтеза получают при дегидрировании и гидрировании, гидратации и дегидратации, галогенировании, окислении и восстановлении, нитровании, сульфировании, алкилировании, изомеризации, этерификации и др.