Cursul de Technologie Chimică era predat în anul III la Facultatea de Științe de la Universitatea din București de către profesorul Negoiță Dănăilă (curs comun cu studenții de la secția fizico-chimice, anul III, care urmează specialitatea ,,Chimia Technologică”). Prezentăm programa analitică (din anul 1929) a acestui curs obligatoriu pentru studenții Institutului de Chimie Industrială din cadrul Facultății de Științe.
„Definiții și considerații generale: Technologia generală. Technologie chimică. Technologie mecanică.
Istoricul desvoltării technologiei chimice. Caracterele technologiei chimice moderne. Clasificarea industriilor chimice.
Generatorii de energie.
Rezervoarele naturale de energie (forța animală, aerul în mișcare, căderile de apă și materiile combustibile). Însemnătatea relativă a rezervoarelor naturale de energie în desvoltarea industriei mondiale (materiile combustibile dau aproximativ 97% din energia consumată de industria mondială).
Materiile combustibile: Definiții. Clasificare. Determinarea cantității de căldură. Calculul cantității de căldură cu ajutorul diferitelor formule propuse.
Temperatura. Determinări practice de temperaturi. Termometre și pirometre.
Calculul temperaturii cu ajutorul relației: T = q/s
Aplicații: Calculul cantității de căldură necesară în fabricarea acidului clorhidric și a sulfatului de sodiu.
Descrierea materiilor combustibile. Combustibilii naturali solizi: lemn, turbă, ligniți, huilă, antracit. Distribuția geografică a zăcămintelor de cărbuni fosili. Producția mondială.
Cărbunii fosili din România și distribuția lor geografică. Producția și repartizarea producției ligniților. Constituția chimică și puterea calorifică a ligniților exploatați din țară.
Combustibili lichizi: Rezidurile de petrol, constituția și puterea lor calorifică. Avantagele combustibililor lichizi asupra combustibililor solizi.
Combustibili naturali gazoși: Gazul natural și gazul din regiunile petrolifere, compoziția și puterea lor calorifică. Avantajele combustibililor gazoși asupra combustibililor lichizi și solizi. Însemnătatea relativă a diverșilor combustibili în desvoltarea industrială a țării.
Fabricarea brichetelor: Brichete formate la presiuni mici, cu ajutorul substanțelor aglutinate. Brichete formate la presiuni mari, fără substanțe aglutinate.
Distilarea uscată a lemnului, a turbei, a lignitului, a huilei și uleiurilor minerale, animale și vegetale: Principii de distilare uscată și produsele de distilare.
Industria gazului de luminat: Istoric. Organele principale ale fabricației. Compoziția gazului de luminat. Puterea calorifică.
Fabricarea cocsului. Considerațiuni generale. Principalele organe ale fabricației. Compoziția cocsului. Puterea calorifică. Compoziția gudroanelor. Puterea lor calorifică.
Fabricarea gazului de aer: Considerațiuni generale. Teoria generatorilor de gaz. Stabilirea condițiilor de bună funcționare a unui generator, după discuția reacției reversibile: 2CO→←C+C02+Q. Descrierea diferitelor tipuri de generatori de gaz de aer. Compoziția gazului de aer în volum și în greutate. Determinarea și calcularea puterii calorifice. Creșterea puterii calorifice prin amestecare cu gaz de apă și gaze de distilare.
Fabricarea gazului de apă: Teoria formării gazului de apă. Explicarea intermitenții procesului de formare cu ajutorul datelor termochimice. Descrierea generatorilor de gaz de apă: 1. Generatori de tipul Blass; 2. Generator Dellwick-Fleischer.
Compoziția gazului de apă. Determinarea și calculul puterii calorifice. Întrebuințarea gazului de apă.
Fabricarea gazului amestecat: Teoria formării gazului amestecat. Stabilirea condițiilor de bună funcționare a unui generator de gaz amestecat cu ajutorul datelor termochimice. Compoziția gazului amestecat. Puterea calorifică.
Fabricarea gazului ,,Mond”: Avantajele procedeului ,,Mond”. Descrierea unei instalații de gaz,,Mond”. Compoziția gazului ,,Mond!. Puterea calorifică.
Gazul cuptoarelor înalte și gazul regenerat: Noțiuni sumare asupra fabricării lor. Compoziția și întrebuințarea.
Regeneratorii. Regeneratori cu funcție periodică al fraților Siemens: recuperatori cu funcție continuă.
Dispozitive de ardere și de încălzire: Spații de ardere (pentru combustibili solizi, lichizi și gazoși). Spații de încălzire: Sobe fără spații de ardere; Sobe cu spații separate de ardere (sobe cu muflu și sobe cu vatră deschisă).
Pierderea de căldură datorite arderii necomplete, radiației și conductibilității sobelor. Căldura totală și căldură utilă.
Debitele practice de transformare a energiei calorifice în energie mecanică și electrică.
Transformarea energiei calorifice în energie mecanică: 1. Mașini cu vapori; mașini cu cilindru și turbine cu vapori; 2. Mașini cu gaz: motori cu explozie; motori cu ardere internă.
Transformarea energiei calorifice în energie electrică prin intermediul energiei mecanice: 1. Mașini dinamo-electrice mișcate prin mașini cu aburi; 2. Mașini dinamo-electrice mișcate prin mașini cu gaz; 3. Mașini dinamo-electrice, mișcate cu ajutorul turbinelor de apă.
Aplicații : Calculul lucrului mecanic ce s`ar putea obține cu o cantitate oarecare de combustibil. Determinarea costului unui Kilowat-oră, an, etc.
Sisteme diferite de răcire.
Refrigerente: de aer și de apă. Mașini de răcit; Mașini bazate pe principiul de expansiune al gazelor; Mașini de răcire funcționând prin întrebuințarea căldurii latente de evaporare a lichidelor cu punct de fierbere scoborît (Mașini de absorpție și mașini de compresiune cu amoniac); Amestecuri refrigerente.
Technologia apei.
Importanța apei în industrie. Circuitulapei în natură. Ape naturale: ape meteorice, ape terestre (interne, de izvor, curgătoare de mare și minerale). Constituția apelor naturale.
Ape potabile : Filtrarea și ozonizarea apelor naturale.
Ape industriale : Ape pentru alimentarea căldărilor cu aburi: ape destinate la alte scopuri industriale. Analiza și aprecierea unei ape pentru fiecare industrie.
Ape de scurgere.
Marea industrie chimică neorganică (industria acizilor și bazelor neorganice).
Introducere. Relația care există între industria carbonatului de sodiu (Leblanc), amoniacal și electrolitic) și industria acizilor și bazelor neorganice.
Industria acidului sulfuric. Istoricul fabricării : Perioada ce merge până la 1791; perioada cuprinsă între 1791-1890 și perioada dela 1890 până în zilele noastre.
Fabricația. Principiile de fabricare: metoda analitică și metoda sintetică.
Descrierea metodei sintetice de fabricare: procedeul clasic de fabricare în sisteme cu camere de plumb, noul procedeu al „contactului”.
Descrierea procedeului „camerilor de plumb”. Materii prime: sulf, sulfuri (pirite, pirite cuprifere și blende).
Obținerea sulfului nativ (din Sicilia și Luiziana). Întrebuințarea sulfului precipitat în curățătorii chimici de la fabricarea gazului de luminat. Obținerea sulfului din gips și sulfura de calciu.
Producerea anhidridei sulfuroase: Sobe pentru ars sulf; sobe pentru ars piritele în bucăți, sobe pentru ars piritele în pulbere (de mână și mecanice), sobe pentru ars blende. Fabricarea anhidridei sulfuroase lichide și fabricarea bisulfiților alcalini și alcalino-pământoși.
Principalele organe de fabricare ale procedeului „camerilor de plumb”. Descrierea fiecăruia din aceste organe și funcția fiecăruia în sistem. Acizii din „camerile de plumb”. Acizii din turnul lui „Glover”.
Ultimile îmbunătățiri aduse procedeului ,,camerilor de plumb”. Sistemul „camerilor de plumb tangențiale”. (Th. Meyer). Sisteme combinate cu turnuri de ,,reacție”. (Niedenfuhr). Sisteme de camere de plumb cu funcție intensivă. Sistem cu turnuri și deci fără camere. (Opl.).
Purificarea acidului sulfuric din camerile de plumb și din turnurile ,,Glover”.
Concentrarea acidului sulfuric: Concentrarea până la 60° Bé, concentrarea de la 60 la 66° Bé, concentrarea înaltă.
Controlul fabricației după procedeul camerilor de plumb.
Teoria formării acidului sulfuric în camerile de plumb: Concepția lui Clément și Désorme. Teoria lui Davy și adepților lui (Lunge, Sorel, Raschig și W. Hempel, etc.). Teoria lui Berzelius și adepților lui (Weber și Wentzki).
Fabricarea acizilor sulfurici fumegătorii: metoda veche „Nordhausen”, noua metodă a „contactului”.
Istoricul metodei „contactului”. Lucrările lui Cl. Winkler și lucrările lui Knietsch.
Teoria metodei „contactului”. Condițiile avantajoase ale fabricației, deduse din expresia:
K = … . Verificarea experimentală a acestor condiții de către Knietsch.
Sistemele de fabricare întrebuințate în metoda ,,contactului”: Sisteme fără camere de plumb. (sisteme cu sobă de contact tip B.A. und S.F., Höchster Farbwerke, Gesellschhaft für Zinkindustrie, etc.; sisteme de tip „Vereinchemischer Fabriken” din Mannheim).
Sisteme combinate cu camere de plumb (sisteme întrebuințate de Muldener Hütten).
Descrierea sistemelor întrebuințate de B.A. u. S. F. din Ludwigshafen de uzinele Tenteleff și de Verein chemischer Fabriken. Substanțele de contact. Prepararea și regenerarea lor.
Controlul fabricației după metoda „contactului”.
Critica celor două procedee întrebuințate în fabricarea acidului sulfuric.
Aplicații: Determinarea costului de fabricație.
Producția mondială de acid sulfuric. Consumația și prețul de piață.
Industria acidului azotic. Istoricul fabricării. Principii aplicate în fabricare. Metoda analitică, metoda sintetică.
Descrierea metodei analitice de fabricație: sisteme cari lucrează sub presiunea ordinară (continue și discontinue). Sisteme cari lucrează sub presiune scăzută (sistem dr. Valentiner).
Materiile prime (Salpetrul de Chili). Principalele organe de fabricare.
Purificarea și concentrarea acidului azotic.
Controlul fabricării. Producția și consumația mondială. Prețul de vânzare.
Descrierea metodei sintetice de fabricare. „Problema azotului”. Soluții date în „Problema azotului”.
Fixarea azotului din aer sub formă amoniacală (metodele indirecte ale lui Frank & Caro și Serpeck, metoda directă a lui Haber și Le Rossignol, a lui Claude, Casale, etc.).
Fixarea azotului din aer sub formă nitrică (metoda indirectă a lui Ostwald și Brauer și a societății B. A. u. S. F.; metodele directe Birkeland și Eyde, Schönherr, Pauling, etc.).
Descrierea sumară a procedeelor de mai sus.
Teoria formării oxidului de azot. Stabilirea condițiilor celor mai avantajoase în fabricarea acidului azotic și amoniacului rezultate din discuția expresiilor:
K = …. și K = …..
Producția azotului sintetic.
Obținerea amoniacului din apele amoniacale.
Industria acidului clorhidric și a sulfatului de sodiu. Istoricul fabricării. Principii de fabricare: metoda analitică, metoda sintetică:
Metoda analitică. Materiile prime. Obținerea clorurii de sodiu (din apa de mare, apele sărate și din ocnele de sare).
Descrierea metodei analitice de fabricare (Procedeul clasic și procedeul Hargreaves și Robinson). Principalele organe ale fabricării.
Îmbunătățiri aduse în ultimul timp vechiului procedeu de fabricare. Fabricarea sintetică a acidului clorhidric.
Purificarea acidului clorhidric.Controlul fabricației. Producția mondială și prețul de vânzare.
Industria clorului. Istoricul fabricării clorului. Metodele de fabricare: 1. Prin oxidarea acidului clorhidric (procedeul Weldon și Deacon); 2. Prin descompunerea clorurii de calciu (rest de la fabricarea sodei amoniacale) și clorurii de magneziu (rămasă dela tratarea sărurilor dela Stassfurth); 3. Prin descompunerea electrolitică a clorurilor alcaline.
Fabricarea hipocloritului de calciu. Fabricarea clorului lichid.
Electroliza clorurilor alcaline. Industria hidroxizilor, hipocloriților, cloraților și percloraților alcalini.
Electroliza clorurilor alcaline pe cale uscată. Obținerea indirectă a hidraților alcalini și obținerea clorului electrolitic.
Electroliza clorurilor alcaline pe cale umedă: 1. Fabricarea directă a hidraților alcalini (procedeul „Elektron”, Hatgreaves – Bird, Siemens – Billiter etc.). 2. Fabricarea hopocloriților alcalini. 3. Fabricarea cloraților și percloraților alcalini.
Concentrarea soluțiilor de hidrați alcalini.
Industria clorului și hidrogenului electrolitic (ca industrii secundare).
Industria carbonatului de sodiu. Istoricul fabricării: perioada până la 1790; perioada 1790-1870;, perioada după 1870.
Metodele de fabricare: procedeul Leblanc, procedeul amoniacal și procedeul electrolitic.
Descrierea procedeului Leblanc. Operațiile principale ale fabricației. 1. Topirea amestecului de sulfat de sodiu, carbon și carbonat de calciu (sobă cu vatră deschisă și sobă „revolver”). 2. Disoluția carbonatului de sodiu format (dispozitivul Shank); 3) Purificarea, concentrarea și cristalizarea carbonatului (dispozitivul Thelen).
Fabricarea hidroxidului de sodiu plecând dela carbonatul de sodiu.
Tratarea resturilor de la procedeul Leblanc: Procedeul Schaffner și Mond, procedeul Chance și Claus.
Descrierea procedeului amoniacal. Avantajele acestui procedeu asupra procedeului Leblanc. Procedeul Solvay și procedeul Honigmann.
Principalele operații ale fabricării: 1. Prepararea și purificarea soluțiilor saturate de clorură de sodiu; 2. Saturarea soluțiilor de clorură de sodiu cu amoniac; 3. Carbonatarea soluțiilor amoniacale de clorură de sodiu; 4. Îndepărtarea și filtrarea bicarbonatului de sodiu; 5. Calcinarea bicarbonatului de sodiu în căldări Thelen cu regenerarea bioxidului de carbon; 6. Regenerarea amoniacului.
Principiile de fabricare ale procedeului electrolitic.
Gradarea comercială a carbonatului de sodiu. Producția mondială, consumația și prețul de vânzare.
Materiale de construcții, industriile ceramice și sticlăria. Vedere generală făcută de D-l Ing. A. Rainu, conferențiar.
Electrochimie generală, electrometalurgie și metalurgie. Vedere generală făcută de D-l Dr. I. Atanasiu, însărcinat cu cursul”.
[Andreea-Diana Ilie, Adelina Zemoiu]
