Вода в химической промышленности

Вода – наиболее распространенное вещество на Земле. При этом основная масса воды сосредоточена в мировом океане, и это соленая вода, которая для промышленности практически непригодна без опреснения. Общая масса пресной воды на Земле составляет чуть больше 2,5 масс. % от мировых запасов (35 млн. км³). При этом почти 99 % пресной воды – это подземные воды и ледники вместе со снежным покровом.

Химическое производство – одно из крупнейших потребителей воды. Этот факт объясняется рядом достоинств воды, из которых можно выделить следующие:

– наличие комплекса ценных физических свойств (высокая теплоемкость, малая вязкость, низкая температура кипения);

– доступность и дешевизна;

– нетоксичность;

– удобство транспортировки и использования в производстве.

В химической промышленности вода используется в различных направлениях.

Для технологических целей в качестве:

– растворителя, среды для проведения некоторых физических и механических процессов;

– промывной жидкости для газов;

– экстрагента и абсорбента;

– для перекристаллизации;

– для флотации;

– катализатора или инициатора каталитического процесса (взаимодействие щелочных металлов и водорода с хлором, алкилирование на катализаторе Фриделя – Крафтса проводят в присутствии следов воды).

В качестве теплоносителя в виде горячей воды и перегретого водяного пара и хладоагента.

В качестве сырья или реагента для производства разнообразной химической продукции – синтезы водорода, ацетилена, минеральных кислот, спиртов

Объемы потребления воды химическим производством зависят от типа производимой продукции и колеблются в широких пределах. Так, для производства азотной кислоты требуется 200 т H₂O/т продукции, вискозного волокна – 1200 т H₂O/т; аммиака – 1500 т H₂O/т; капронового волокна – 2500 т H₂O/т.

Колоссальный расход технологической воды с учетом большого объема загрязненных сточных вод требует рационального подхода к ее использованию в химической промышленности. Эти задачи решают следующими способами:

– разработкой научно обоснованных норм расхода на технологические нужды;

– максимально полного использования отходов;

– заменой, где возможно, водяного охлаждения на воздушное;

– организацией замкнутых бессточных производств и водооборотных циклов.

Критерием эффективности водооборотного цикла является коэффициент использования воды, составляющий в химической промышленности 0,8 – 0,9.