Підручник Географія 9 клас - С. Г. Кобернік - Абетка 2017

Розділ ІІІ ВТОРИННИЙ СЕКТОР ГОСПОДАРСТВА

ТЕМА 3 ХІМІЧНЕ ВИРОБНИЦТВО. ВИРОБНИЦТВО ДЕРЕВИНИ, ПАПЕРУ

§ 27. ЗНАЧЕННЯ ТА ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЙ ХІМІЧНОГО ВИРОБНИЦТВА

Пригадайте! 1. Які речовини називають неорганічними, а які - органічними (з уроків хімії)? 2. Яка продукція хімічної промисловості вам відома? 3. Що таке комбінування як форма просторової організації виробництва?

Значення хімічного виробництва. Під впливом науково-технічного прогресу хімічні виробництва стали одними з провідних у світовому господарстві на рівні з електроенергетикою та машинобудуванням. Спеціально добуті хімічні речовини люди почали використовувати в епоху Середньовіччя, коли лікарі застосовували різні настоянки, порошки та мазі. У ХVII ст. промислових масштабів у Європі набуло виробництво парфумів. У ХІХ ст. у зв’язку з бурхливим ростом виробництва, зріс попит на мінеральні добрива, фарби, соду. Але небувалих масштабів розвиток хімічних виробництв набув у ХХ ст. За цей проміжок часу було синтезовано понад 400 тисяч хімічних речовин, яких не існує у природі. На диво, потреба у продукції хімічної промисловості не зменшується, а весь час зростає. Щороку з’являється понад 3 тисячі нових речовин. Одержані речовини настільки різні за своїм складом та технологією виробництва, що промислова хімія нині - це складана індустрія, яку називають комплексом хімічних виробництв.

Хімічне виробництво (хімічна промисловість) — система виробництв важкої промисловості, включаючи синтез речовин з певними властивостями, що використовують мінеральну, органічну та іншу сировину шляхом її хімічної переробки.

Хімія є дуже наукомістким виробництвом. Завдяки науковим дослідженням одержують матеріали із заздалегідь заданими властивостями, які за своїми якостями перевершують натуральні продукти. З одного боку, широка хімізація господарства дає змогу заощаджувати природні матеріали, але з іншого, речовини, яких не існує у природі, не розкладаються. Тому не лише відходи хімічного виробництва, а й його продукція є значними забруднювачами довкілля.

1. Наведіть приклади продукції хімічної промисловості, яка використовується у різних виробництвах. 2. Які штучно синтезовані хімічні речовини використовують у повсякденному житті?

Нині речовини, добуті хімічним шляхом, так тісно увійшли у наше життя, що уявити сучасний світ без продукції хімічної промисловості вже не можливо. Їх застосовують щоденно і практично скрізь: у сільському господарстві, енергетиці, легкій та харчовій промисловості, будівництві, медицині, виробництві космічної техніки, у сфері послуг та побуті.

Сучасні тенденції розвитку хімічного виробництва. Хімічне виробництво продовжує розвиватися. Синтезуючи все нові й нові речовини, людина залучає у виробництво нові джерела сировини. Освоюючи нові виробництва, хімія сприяє розвитку інших виробництв. Із застосуванням мінеральних добрив, біостимуляторів, кормових добавок, гормонів зростає продуктивність сільського господарства. Сучасні технології хімічної обробки речовин мають великі переваги перед старою механічною обробкою. Це дає змогу використовувати у виробництві фактично будь-які речовини. Хімічна промисловість нині стала занадто соціально орієнтованою, оскільки її продукція безпосередньо застосовується людиною у повсякденному житті: під час прибирання квартири, прання, приготування їжі, знезаражування питної води. Таке глибоке занурення людини у світ хімічних речовин часто має зворотний бік: вражаючі масштаби забрудненого довкілля та невідомі раніше хронічні хвороби.

Вивчіть етикетку одного з харчових продуктів. Які хімічні речовини та для чого додають до його складу? Як вони впливають на організм людини?

Склад хімічного виробництва. Хімічна промисловість має дуже складну виробничу структуру (мал. 108). Вона охоплює близько 200 взаємопов’язаних виробництв, які об’єднані у чотири групи: гірничо-хімічна промисловість, виробництво хімічних речовин і хімічної продукції, виробництво фармацевтичних продуктів і препаратів, виробництво гумових і пластмасових виробів.

Мал. 108. Склад хімічного виробництва

Гірничо-хімічна промисловість формує сировинну базу для розвитку хімічних виробництв, передусім основної хімії. Сировина для хімічної промисловості має вирішальне значення. Її частка у собівартості готової продукції коливається від 45 % до 90 %. Наприклад, витрати сировини на 1 т ацетилену становлять 4,5 т, амоніаку з коксу - 5,5 т. Оскільки гірничо-хімічна промисловість займається видобутком мінеральних ресурсів, її розміщення пов’язане з родовищами нерудної хімічної сировини.

Виробництво хімічних речовин і хімічної продукції об’єднує синтез мінеральних добрив, барвників і пігментів, промислових газів (зокрема, хлору),пластмас, синтетичного каучуку, фарб і лаків, мийних, парфумерних і косметичних засобів, вибухових речовин, штучних і синтетичних волокон тощо. У цій сфері часто одержують речовини-напівфабрикати, які використовуються для подальшої переробки як всередині хімічної промисловості, так і в інших виробництвах.

Назвіть нерудні корисні копалини, які є сировиною для хімічної промисловості. Яке вони переважно мають походження?

Мал. 109. Гумові вироби

Розподіліть складники хімічної промисловості за секторами економіки та поясніть одержані результати.

Виробництво фармацевтичних продуктів і препаратів, як найбільш наукомістке у наш час, розвивається найшвидшими темпами. Воно забезпечує медичні заклади та населення ліками, вітамінами, еластичними бинтами, антисептиками тощо.

Виробництво гумових і пластмасових виробів включає одержання гумових шин, покришок і камер, відновлення протектора гумових шин і покришок, виробництво інших гумових виробів (гумового взуття, ременів, шлангів, ескалаторних стрічок, килимків тощо), пластмасових плит, листів, труб, профілів, будівельних виробів, посуду, дитячих іграшок із пластмас (мал. 109).

Природно-сировинна база та використання відходів. Хімічна промисловість використовує дуже широку сировинну базу - практично необмежений перелік речовин (мал. 110).

Природною сировиною для хімічної індустрії є перш за все нерудні корисні копалини. Найчастіше видобувають кухонну, калійні та глауберову солі, фосфорити, апатити, самородну сірку. Також у ряді виробництв застосовують мінеральну сировину, яка використовується в інших сферах діяльності. Так, у хімії органічного синтезу широко застосовують природні вуглеводи. Раніше переробляли кам’яне та буре вугілля, торф та горючі сланці. Нині відбувся перехід до нафти і природного газу. Для одержання фарб застосовують титанові руди, сірчаної кислоти - мідну руду пірит (сірчаний колчедан).

Мал. 110. Сировинна база хімічного виробництва

Окрім корисних копалин природною сировиною для хімічної промисловості можуть бути різноманітні тіла та речовини з навколишнього світу: деревина, атмосферне повітря, вода тощо. Вода у хімічній промисловості потрібна не лише для технологічних потреб, а й як сировина, що входить до складу різних сполук.

Хімічна промисловість частіше, ніж інші види господарської діяльності використовує для переробки відходи інших виробництв. Так, з коксового газу одержують нітратні добрива, з відходів кольорової металургії - сірчану кислоту. Це водночас дає змогу разом з утилізацією відходів розв’язувати екологічні проблеми.

Особливістю хімічної промисловості є те, що одну й ту саму речовину можна добути з різної сировини. Наприклад, синтетичний каучук можна синтезувати з нафти, кам’яного вугілля, деревини, відходів харчової промисловості тощо. Водночас за рахунок комплексної переробки сировини з однієї сировини можна одержати різні речовини. Так, результатом хімічної переробки нафти можуть бути понад 70 видів продукції.

Виробництво хімічних речовин і хімічної продукції. Найбільш важливими є виробництва, які синтезують неорганічні сполуки (содова, хлорна, сажова, сірчанокислотна промисловість, виробництво мінеральних добрив) та синтез органічних сполук (багатопрофільне виробництво, яке складається із синтезу простих органічних сполук та хімії полімерів) (мал. 111).

Содова промисловість - матеріало- та енергомістке виробництво. Щоб одержати 1 т соди, необхідно витратити по 1,5 т кухонної солі та вапняків, а для нагрівання розсолу - 1,7 т умовного палива. Ось чому таке виробництво зорієнтоване на сировинний та паливно-енергетичний чинники. Іноді використовують суху кам’яну сіль, в інших випадках - рідкі розсоли солоних озер або заток. Синтезують харчову, кальциновану та каустичну соду. Харчова сода застосовується у харчовій промисловості, медицині, хімічній (для виробництва пінопласту, фарбників, побутової хімії), легкій промисловості (для штучної шкіри, гуми для підошв, текстилю), входить до складу порошків для гасіння пожеж. Інші види соди є отруйними. Вони йдуть на виробництво мила, паперу, скла, глинозему.

Хлорна промисловість працює на відходах содового виробництва. Через те центри їх розвитку часто поєднано. При синтезі хлору з кухонної або калійної солей шляхом електролізу (розкладу речовини під дією електричного струму) виробництво наближене до джерел електроенергії та води. Хлор одержують для виробництва отрутохімікатів, вибілювачів, целюлози та паперу, як знезаражувальний засіб.

Сірчанокислотна (сульфатно-кислотна) промисловість виробляє продукцію, яка має широке застосування та низьку матеріаломісткість виробництва. Сірчана кислота використовується у текстильній, харчовій, нафтопереробній, целюлозно-паперовій промисловості, у виробництві акумуляторів тощо. Проте основним «споживачем» кислоти є синтез фосфатних добрив - суперфосфату. Сірчанокислотна промисловість використовує широку сировинну базу: самородну сірку, пірит, відходи коксохімічних та нафтопереробних заводів, газуваті сполуки Сульфуру, що утворюються під час виплавлення кольорових металів (міді, цинку, нікелю, ртуті). Через високу хімічну активність сірчану кислоту важко перевозити. Для цього потрібний спеціально обладнаний транспорт. Тому її виробництво орієнтується на чинник споживача, тобто ті підприємства, що використовують її у своєму виробничому процесі. Саме тому зазвичай поєднано центри синтезу фосфатних добрив та виробництва сірчаної кислоти.

Мал. 111. Видобуток кухонної солі у В'єтнамі

Сажова промисловість спрямована на добування порошкоподібного вуглецю, який на 90 % складається з Карбону. Сажу одержують під час неповного спалювання чи термічного розкладу природного газу, нафти або вугілля. Через те виробництво зорієнтоване на чинник сировини або за її відсутності - на транспортний чинник. Використовують сажу як чорний пігмент для одержання друкарської фарби, інших фарб, як наповнювач у виробництві гуми.

Для потреб сільського господарства хімічна промисловість синтезує три основні види добрив: калійні (забезпечують імунітет рослин від хвороб та опір проти шкідників), фосфатні (забезпечують раннє цвітіння і плодоносіння) та азотні, або нітратні (стимулюють активний ріст пагона).

Виробництво калійних добрив - дуже матеріаломістке виробництво, отже, розміщене з орієнтуванням на сировинний чинник - родовища калійних солей (мал. 112). Найпоширенішими калійними добривами є сильвініт та калій хлорид, основним складником яких є калійна сіль. Вони виглядають як порошок рожевого кольору. Під час спалювання органічних решток одержують інший вид калійних добрив - поташ.

Сировиною для синтезу фосфатних добрив є фосфорити та апатити (мал. 113). Найвідоміші фосфатні добрива - це суперфосфат та фосфоритове борошно. Для одержання суперфосфату фосфорити обробляють сірчаною кислотою, яку важко перевозити. Тому підприємства із синтезу суперфосфату поєднано з центрами виробництва сірчаної кислоти. Крім того, під час розміщення заводів фосфатних добрив враховують чинник споживача - сільське господарство, яке культивує рослини, що потребують для нормального розвитку цих добрив.

Найпоширеніші азотні (нітратні) добрива - селітри та карбамід. Відомі калійна, натрієва та амонійна селітри. Зовні це гранули яскраво білого кольору. Виробництво азотних добрив матеріало-, водо- та енергомістке виробництво. Воно вирізняється великим розмаїттям вихідної сировини, тому й різними чинниками розміщення. Азотні добрива можна одержувати або з відходів коксування вугілля (коксовий газ), або в результаті переробки природного газу чи нафти. Через те виробництво налагоджено або у районах розвитку чорної металургії, або біля нафтогазових родовищ. Якщо немає поблизу джерел природного газу чи нафти, то заводи азотних добрив зорієнтовані на транспортний чинник, найчастіше вони розміщені біля магістральних трубопроводів (мал. 114).

Мал. 112. Калійні добрива: сильвініт, хлорид калію

Мал. 113. Фосфатні добрива: суперфосфат, фосфоритне борошно

Мал. 114. Азотні добрива: селітри

Мал. 115. Синтетичний каучук

У наш час зростає значення хімії полімерів - синтезу складних високомолекулярних органічних сполук. Найбільш відомі виробництва пластмас та синтетичних смол, поліетилену та поліпропілену, латексу та синтетичного каучуку (мал. 115). До 30-х рр. ХХ ст. використовували лише дорогий натуральний каучук, який добували із соку каучуконосного дерева - гевеї. Перший синтетичний каучук одержали з картоплі, а нині його синтезують з нафти, природного газу, лісової сировини. Більша частина каучуку витрачається на виробництво шин.

Із синтетичних полімерів формують хімічні волокна, які є сировиною для виробництва тканин, а також використовуються у виробництві шин, авіабудуванні тощо. Їх добавляють до натуральних волокон (бавовняних, шовкових, лляних, вовняних), оскільки вони мають ряд переваг. По-перше, для їх виробництва є широка сировинна база. По-друге, їх виробництво достатньо дешеве. По-третє, вони міцніші та не мнуться, не пошкоджуються комахами та гризунами. Виробництво полімерів потребує великих витрат води та електроенергії. Так, на 1 т хімічного волокна використовується 3 - 5 тис. м3 води та 5 - 20 тис. кВт ∙ год електроенергії. Ось чому провідними чинниками в розміщенні підприємств полімерної хімії є окрім сировинного наявність води та електростанції. Крім того, враховується чинник споживача. Наприклад, центри виробництва хімічних волокон зазвичай поєднано з текстильними комбінатами, а шинні заводи - з виробництвом синтетичного каучуку.

Лакофарбова промисловість для свого виробництва використовує різну сировину та напівфабрикати: продукти нафтопереробки, переробки деревини, олійно-жирової промисловості, відходи металургії. Лакофарбові матеріали (лаки, фарби, емалі, оліфи, розчинники) мають здатність після нанесення на поверхню створювати декоративну або захисну плівку. Через те вони слугують як для оздоблення, так і для захисту матеріалів від руйнування: металу - від корозії, дерева - від гниття. Підприємства лакофарбового виробництва орієнтуються на чинник споживача.

Парфумерна промисловість використовує як природну, так і синтетичну сировину. Основою для рідких парфумів є етиловий спирт і дистильована вода, до яких добавляють духмяні речовини рослинного або синтетичного походження. Найвідоміші рослинні олії одержують з пелюсток троянд, листя м’яти, лаванди, сандалового та кедрового дерева тощо. Частиною парфумерної є миловарна промисловість. Виробництво парфумів зорієнтоване на чинники наукової бази та споживача.

Виробництво фармацевтичних продуктів і препаратів. Фармацевтична промисловість посідає одне з найважливіших місць у хімічній індустрії сьогодення. Вона займається дослідженням, розробкою, масовим виробництвом та поширенням лікарських засобів. Важливими чинниками розміщення цієї галузі є наявність наукової бази та споживача. Більшість ліків проходять тривалі систематичні дослідження, що їх проводять фахівці дослідних інститутів та промислових лабораторій. До них залучені учені різного фаху та практикуючі лікарі. Мета досліджень - вивчити ступінь ефективності та водночас токсичності лікарських засобів. У деяких країнах, наприклад Швейцарії, питома вага фармацевтичних виробів у загальному обсязі хімічної продукції становить майже половину.

Принципи розміщення основних виробництв хімічної промисловості. Розглянувши окремі виробництва хімічної промисловості, ви помітили, що на розміщення підприємств впливають такі чинники, як сировинний, паливно-енергетичний, водний, наукової бази та споживача. Особливе значення має екологічний чинник, який передбачає винесення небезпечних підприємств за межі густо населених територій.

Значними витратами сировини вирізняються содова промисловість і синтез мінеральних добрив. У промисловості органічного синтезу на один і той самий продукт одразу затрачається кілька видів сировини.

При виробництві деяких видів синтетичної продукції витрачається багато електроенергії та води, тому часто підприємства орієнтують одночасно на паливно-енергетичний та водний чинники. Такими є виробництво хлору, пластмас, хімічних волокон.

Чинник споживача є провідним під час розміщення підприємств з виробництва сірчаної кислоти та хімії переробки полімерів. Він також враховується у виробництві мінеральних добрив (крім калійних).

На форми розташування хімічної промисловості впливає технологічний чинник. Якщо виробництва не передбачають внутрішньогалузеве комбінування і являють собою технологічно самостійні спеціалізовані підприємства, то вони розміщуються поодинці. Такими є виробництва калійних добрив, фарб, лаків, з переробки пластмас. Навпаки, якщо комбінування є необхідною умовою функціонування підприємств хімічної промисловості або виробництв різних напрямів, їхнє розміщення має форму взаємопов’язаних виробництв-комплексів. Такими є нафтохімічні комплекси, що виробляють полімерні матеріали та напівфабрикати для їхнього одержання, барвники та неорганічні хімікати. Поряд розташовуються виробництва сірчаної кислоти та фосфатних добрив, заводи з коксування вугілля та синтезу фосфатних добрив, підприємства кольорової металургії та сірчанокислотні.

Вплив хімічної промисловості на довкілля. Галузі хімічної промисловості значно забруднюють навколишнє середовище як відходами виробництва, так і своєю кінцевою продукцією. В результаті діяльності підприємств хімічного виробництва, а також використання продукції хімічної промисловості у повітря, воду, ґрунт потрапляє велика кількість отруйних речовин, які негативно впливають як на стан довкілля, так і на здоров’я людей. У районах високої концентрації хімічної промисловості внаслідок викидів і аварій переважає ситуація екологічної кризи. Найбільш небезпечними є велетенські хімічні підприємства, які більше викидають відходів, ніж дають продукції. Основними забруднювачами довкілля в процесі хімічного виробництва є оксиди Нітрогену, амоніак, чадний газ. Для подолання екологічних проблем, пов’язаних з хімічним виробництвом, слід переходити до сучасних маловідходних технологій виробництва, комплексно використовувати сировину, утилізувати виробничі відходи, запроваджувати сучасні системи очищення. Великою проблемою сьогодення стало надмірне застосування продукції хімічної промисловості у повсякденному житті, особливо з харчовими продуктами. Наслідки такого зловживання хімікатами мають бути ретельно досліджені.

ПЕРЕВІР СЕБЕ

1. Яке значення має хімічне виробництво у сучасному світі? 2. Назвіть виробничий склад хімічної промисловості. 3. Які особливості сировинної бази хімічного виробництва? 4. Поясніть, чому в хімічному виробництві важливе значення має комбінування з іншими виробництвами. 5. Поясніть чинники розміщення різних хімічних виробництв. 6*. Поміркуйте, якими є позитивні та негативні наслідки бурхливого розвитку хімічного виробництва у сучасному світі.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити