OD ZKUMAVKY K CHEMICKÉ VELKOVÝROBĚ

transcript

Prof.Ing.Kamil Wichterle, DrSc.

Vysoká škola báňská – Technická Univerzita Ostrava

Chemie je stavebniceStavebními díly jsou atomy

Chemie je stavebnice• Organická chemie používá nejčastěji jen 4

stavební prvky (C,H,O,N), ale přes 23 milionů látek z nich sestavených je už aspoň částečně prozkoumáno.

Chemie je stavebnice• Anorganická chemie má přes 100 dalších

prvků. Běžný chemik se v životě potkává pravidelně jen asi s 60 z nich. Je už popsáno asi 3 miliony anorganických látek.

Vymýšlení nových sloučenin• Může vymyšlená

sloučenina existovat ?• Je možno tu sloučeninu

nějak připravit ?• Jaké bude mít tato

sloučenina vlastnosti ?• Může být nějak užitečná ?

Chemie zábavná

Historická laboratoř (G. Agricola 1540)

Historická laboratoř (C.W. Scheele 1742 - 1786)

Studentská laboratoř

Chemická olympiáda Ostrava 2006

Chemie méně zábavná

Co se stane ???

meziprodukty

vedlejší reakce

požadovaný produkt

počátek

následné reakce

V chemii jako v přírodě :

Chemie méně zábavná

•Co vznikne ?

•Kolik toho vznikne ?

•Jak rychle to vznikne ?

•Kvalitativní analýza

•Kvantitativní analýza

•Chemická kinetika

Moderní laboratoř

Několik význačných současných

českých chemiků

Vymýšlení nových sloučenin

• Jak sloučeninu připravit ?• Jaké bude mít tato

sloučenina vlastnosti ?• Může být nějak užitečná ?

Preparativní chemie

Prof.RNDr Antonín Holý, DrSc.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR,Oddělení chemie a biochemie analogů složek nukleových kyselin

Výzkumné centrum: Nová antivirotika a antineoplastika

DUVIRAGEL antiherpetikumVISTIDE, VIREAD, TRUVADA a HEPSERA antivirové preparáty Hepsera proti virové hepatitidě BViread, Truvada proti AIDS

1984 Státní cena 1998 Hanušova medaile České společnosti chemické 1999 Čestný doktorát Univerzity Palackého v Olomouci 2002 Descartova cena Evropské unie;

Státní medaile ČR „Za zásluhy“ I. stupně 2003 Čestné členství v Rega Institute (Belgie)2004 Cena Praemium Bohemiae;

Jmenování profesorem organické chemie; Medaile AV ČR „De scientia et humanitatis optime meritis“

2005 Čestný doktorát Univerzity v Gentu (Belgie); Medaile „Za zásluhy“ Přírodovědecké fakulty UK v Praze

2006 Člen Evropské akademie věd a umění (Salcburk)

Prof.RNDr Antonín Holý, DrSc.

Podle čeho se pozná dobrý laboratorní chemik ?

Podle toho, kolik dá někdo (státní grantová agentura, mezinárodní

vědecké instituce, soukromé grantové agentury, průmyslové podniky, neziskové organizace, jednotliví mecenáši,…) prostředků jeho výzkumnému pracovišti (na laboratoře, přístroje, chemikálie, platy)

Co vyrobit ?

Jak to vyrobit ?

Proč to tak vyrábět ?Jak vyrobit něco ještě lepšího ?

Teoretická chemie

Vymýšlení nových sloučenin

• Jak drží molekuly pohromadě ?• Může vymyšlená sloučenina

existovat ?• Jaké může mít tato sloučenina

vlastnosti ?

prof. Ing. Pavel Hobza, DrSc.

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, Oddělení molekulárního modelování

Praemium Academiae 2007 (5 000 000 Kč)

Centrum biomolekul a komplexních molekulových systému

Podle čeho se pozná dobrý teoretický chemik ?

Hlavně podle toho, kolik napíše zajímavých článků do světových odborných časopisů.

Jak se pozná, že článek je zajímavý ?Podle toho, kolik lidí si článek přečte a

naváže na jeho výsledky. (To každý uvádí v seznamu použité literatury.)

prof. Josef Michl

University of Colorado at BoulderDepartment of Chemistry and Biochemistry

Proč vyrábět chemické látky ?Roční spotřeba na osobu (ČR 2004): • 60 m3 pitné vody, • 20 t kameniva, • 5000 kg uhlí, • 3000 l kapalných paliv, • 1300 kg obilí, • 600 kg oceli, • 400 kg cementu, • 400 kg brambor, • 350 kg koksu, • 180 l piva, • 100 kg plastů, • 80 kg mouky, • 60 l mléka, • 40 kg papíru, • 30 kg detergentů, • 8 kg nátěrových hmot, • 4 kg cukru, • atd.

Potřebujeme 20-100 kg/rok ? • kyselinu sírovou,• hydroxid sodný,• kyselinu fosforečnou,• vodík,• amoniak, • kyselinu dusičnou,• chlor,• benzen,• ethylen,• styren,• butadien,• atd. ???

Koncové produkty• Ušlechtilá paliva (bezpopelná, bezdýmá, odsířená…)• Polymery (plasty, pryž, textilní vlákna,…)• Hnojiva (dusíkatá, fosforečná, draselná, kombinovaná)• Silikáty (sklo, keramika, cement, maltoviny…) • Kovové materiály,• Speciální materiály (polovodiče, membrány,…)• Voda,• Papír,• Barviva, pigmenty, nátěrové hmoty• Léčiva• Konzervační prostředky• Zemědělské přípravky (hmyz, hlodavci, plísně,…)• ………..

Co potřebujeme k výrobě dortu ?

máslo

Základní chemické látkyChemická energie: • Kyseliny (sírová, dusičná, …)• Zásady (hydroxid sodný, vápno, amoniak,…)• Oxidovadla (kyslík, chlor, kyselina dusičná, …)• Redukovadla (vodík, methan, koks, paliva,…)

Prvky v čisté a reaktivní formě: • Plynné prvky, čisté kovy• Reaktivní sloučeniny

Chemické inženýrství

Vymýšlení nových výrob

• Jaké suroviny potřebujeme na výrobu sloučeniny ?

• V jakém zařízení se to dá provést?• Kolik na to potřebujeme energie ? • Jak je proces náročný na obsluhu a jak je

bezpečný ? • Vznikají nějaké odpady a co s nimi ?

Nejde jen o to dobře uvařit, ale také si suroviny připravit - a potom uklidit

Česká hlava

Vysoká škola chemicko technologická v PrazeÚstav organické technologie

Prof.Ing. Josef Pašek, DrSc.

Zavedení výroby:• isopropylamin (MCHZ Ostrava 1967, 1985), • furfurylalkohol (Spolek Ústí 1964), • mastné polyaminy (Spolek Ústí 1979), • chlordodekan (Petrochema Dubová 1974), • dodecylbenzen (Petrochema Dubová 1980), • acetanilid (Chemopharma Ústí 1986), • ¨2-aminothiazol (Chemopharma Ústí 1986), • tetramethylpiperidinol (Chemko Strážske 1991),• methylisobutylketon (MCHZ Ostrava 1991)

Originální výroby: • anilin (1995) a cyklohexylamin(1962, 1977, 1987) v BC-MCHZ Ostrava• antiozonanty na bázi 4-aminodifenylaminu v Duslo Šala (1980,1985,1990)

Podle čeho se pozná dobrý chemický inženýr ?

Podle výrob, vybudovaných na základě jeho návrhu.

Podle počtu přijatých patentů a uskutečněných licencí.

Průmyslová „zkumavka“

průměr 5,4 m, výška 62 m

(Stavba absorpční kolony pro 645 000 m3/h plynu

Sasol, Jihoafr.Rep.)

Průmyslová

„zkumavka“

Výroba amoniaku60 000 kg/h

3 H2 + N2 = 2 NH3

Průmyslová

„zkumavka“

Průmyslová „zkumavka“2 SO2 + O2 = 2 SO3

Chemie špinavá

Výroba sody před sto lety

Chemie čistáRafinerie Kralupy

2 NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

BC - MCHZ

Obsluha chemické výroby

1. ÚKOL CHEMIKŮ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ

• Neškodit chemickými výrobami – bezodpadové, energeticky nízkonáročné výroby

Odpadní sádra z výroby umělých hnojiv

2. ÚKOL CHEMIKŮ V ŽIVOTNÍM PROSTŘEDÍ

Uklízet po velkých znečišťovatelích• energetika, • metalurgie, • zemědělství, • potravinářský průmysl, • zpracovatelský průmysl,…

Odpadní pneumatiky

Jaká je tedy chemie ?

Chemie

• Už se toho ví mnoho

• Nikdo už nestačí všechno přečíst

• Ale část z toho patří k všeobecnému vzdělání

Oppau 1921

Chemie• Pořád se objevují nová dobrodružství

• 30 % chemiků se věnuje výzkumu

• Chemici úzce spolupracují s fyziky, biology, strojaři, materiálovými inženýry,…

• Je zde prostor pro lidi různého zaměření (experimentátoři, teoretici,…)

Chemie potřebuje vzdělané lidi• Průmyslováci• Bakaláři• Magistři, inženýři• Doktoři

• Vysokoškolské vzdělání– Přírodovědné– Technické

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Procesní inženýrství• Chemické a fyzikální metody zkoušení

materiálu • Chemie a technologie paliv • Chemické inženýrství • Chemie a technologie ochrany

životního prostředí

Děkuji za pozornost

OD ZKUMAVKY K CHEMICKÉ VELKOVÝROBĚ

Documents