გამოყენებული რესურსების ......NOP...

NOP http://www.oc-praktikum.de

გამოყენებული რესურსების ანალიზი

შესავალი

გამოყენებული რესურსების ანალიზი წარმოადგენს მეთოდს, რომლის მეშვეობით

შესაძლებელია პროცესების სუსტი მხარეების შეცნობა. ის ეფუძნება ISO 14040

ნორმებს ეკობალანსის განსაზღვრისათვის. მაგრამ ეკობალანსისგან განსხვავებით,

ის არ აფასებს გარემოზე ზემოქმედების ეფექტს, არამედ ახდენს მხოლოდ

სიცოცხლის ციკლის ინვენტარიზაციას.

ქვემოთ მოყვანილი გამოყენებული რესურსების ანალიზი გვიჩვენებს ანალიზის

მეთოდოლოგიას. მაგალითის შედეგები განხილული იქნება სხვა განყოფილებაში

(იხ. ტექსტი „ქიმიური რეაქციისთვის საჭირო ენერგიის მიწოდების ეკოლოგიური

ასპექტები“).

გამოყენებული რესურსების ანალიზის მაგალითი

გამოყენებული რესურსების ანალიზი ნაჩვენებია „3–ნიტრობენზალდეჰიდის 2-(3-

ნიტროფენილ)-1,3-დიოქსოლანამდე მჟავა კატალიზატორების თანაობისას

აცეტილირების“ მაგალითზე. სარეაქციო ნარევს აცხელებდნენ სამი სხვადასხვა

მეთოდით: მიკროტალღებით და კლასიკური მეთოდებით – კოლბაგამახურებლით

და ზეთის აბაზანაზე. კვლევისას გათვალისწინებულია შედეგების შეფასების სამი

დონე. პირველ დონეზე (რეაქციის დონე), განხილულია მხოლოდ ის

ნივთიერებები და ენერგიის ნაკადი, რომელიც საჭიროა უშუალოდ

რეაქციისათვის. მეორე დონე (სინთეზის დონე) ითვალისწინებს რეაქციის

მსვლელობას და პროუქტის გამოყოფას. ხოლო მეასამე დონე აფასებს მთლიანად

პროცესს. ამ უკანასკნელზე ითვალისწინებენ ყველა შემავალ ნაკადს, ნედლეულის

მოძიებიდან საბოლოო პროდუქტამდე (ნარჩენების უტილიზაცია არ განიხილება,

რადგან ამ საქმისთვის გამოყენებული პროდუქტი და ენერგია ყველა განხილული

1

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/de/deed.en


ვარიანტისთვის ერთნაირია). სურათზე 1 მოცემული კვლევა სქემატურადაა

გამოსახული.

სურ. 1 ზოგიერთი სინთეზის კვლევის სხვადასხვა კვლევის დონეები

გამოყენებული რესურსების ანალიზი ხორციელდება გამოყენებული ენერგიის და

ნედლეულის რაოდენობრივი ჩაწერით. მეთოდში არაა გათვალისწინებული

ნივთიერებების ტოქსიკურობის პოტენციალი. ამიტომ ამ ანალიზზე

დაყრდნობით არ შეიძლება ვიმსჯელოთ გარემოს დაბინძურების შესახებ. მაგრამ

ეს მეთოდი საშუალებას გვაძლევს გამოვავლონოთ პროცესის სუსტი ადგილები,

დავადგინოთ მისი ღირებულება და მოვახდინოთ პროცესის ოპტიმიზაცია.

2



რეაქციის მსვლელობისას შეგროვებული მონაცემები

მოცემულ თავში ნაჩვენებია, რომ სხვადასხვა დონეზე შემავალი და გამომავალი

ნაკადების რეგისტრაცია ხდება გაზომვის საშუალებით. გამოყენებული

ნივთიერებების მასები შესაბამისობაშია მეთოდიკებში მოცემული მასებისა.

ენერგომოხმარების მონაცემები ჩაწერილია ჩვეულებრივ, გაყიდვაში არსებული

ხელსაწყოების დახმარებით. გაზომილია აგრეთვე წყლის მოხმარება.

3



რეაქციის ნივთიერების და ენერგიის ნაკადი– შესვლა

ზეთის აბაზანა

კოლბაგამახურებელი

მიკროტალღური ღუმელი

ნივთ

იერ

ებებ

ი 3-ნიტრობენზალდეჰიდი 7.55 7.55 7.55 გ

ეთილენგლიკოლი 3.42 3.42 3.42 გ

4-ტოლუოლსულფომჟავას მონოჰიდრატი

0.40 0.40 0.40 გ

ციკლოჰექსანი 90.0 90.0 --- სმ 3

წყალი 12.1 12.1 --- დმ3

ენერ

გია სითბური ენერგიის მიწოდება 1444 1008 180 კჯ

მორევა 18 18 54 კჯზეთის ტუმბო/კრეოსტატი 43 43 43 კჯ

ცხრილი. 1: რეაქციისათვის საჭირო ნივთიერების და ენერგიის ნაკადი– შესვლა

სინთეზისთვის საჭირო ნივთიერების და ენერგიის ნაკადი (რეაქცია და

დამუშავება)– შესვლა




ნივთ

იერ

ებებ

ი

3-ნიტრობენზალდეჰიდი 7.55 7.55 7.55 გეთილენგლიკოლი 3.42 3.42 3.42 გ4-ტოლუოლსულფომჟავას მონოჰიდრატი 0.40 0.40 0.40 გ

ციკლოჰექსანი 90.0 90.0 --- სმ 3

წყალი 12.8 12.5 0.4 დმ3

პეტროლეინის ეთერი (40-60) 25.0 25.0 25.0 სმ 3

დიეთილის ეთერი 25.0 25.0 25.0 სმ 3

ენერ

გია სითბური ენერგიის მიწოდება 1627 1044 216 კჯ

მორევა 18 18 54 კჯზეთის ტუმბო/კრეოსტატი 86 86 86 კჯ

ცხრილი. 2: რეაქციისათვის საჭირო ნივთიერების და ენერგიის ნაკადი – შესვლა

4



სინთეზისთვის საჭირო ნივთიერების და ენერგიის ნაკადი – გამოსვლა




ნაშთი 108.16 108.16 47.31 გ 1,3-დიოქსოლანი 7.8 7.8 7.8 გ წყალი 12.8 12.5 0.4 დმ3

ცხრილი. 3: რეაქციისათვის საჭირო ნივთიერების და ენერგიის ნაკადი – გამოსვლა

რეაქციისა და მთელი სინთეზის დონეზე ენერგიის ნაკადის განსაზღვრა

შესვლისას და გამოსვლისას მარტივია, რადგან ნაკადის რაოდენობა

შეზღუდულია. შედარებით ძნელია ყველა ნაკადის შეფასება მთელ დონეზე.

ამისათვის საჭიროა მონაცემების სხვადასხვა მონაცემთა ბაზიდან მოძიება და

ერთმანეთთან დაკავშირება.

ნივთიერების და ენერგიის ნაკადი – ერთიანი მიდგომა

ნივთიერებების და ენერგიის ნაკადი მთლიანობაში განსაზღვრა ძალიან

მომცველია, ამიტომ ისინი მოცემულია დანართში. ამასთან ერთად ნივთიერებების

და ენერგიის ნაკადების განსაზღვრის შემდეგ სხვადასხვა ექსპერიმენტის

მონაცემები შედარებული და შეფასებულია დანართში. ამ დროს განიხილულია

მხოლოდ საანალიზო დონეები.

შეფასება

Tექსპერიმენტის შეფასება შეიძლება დაიყოს ორ პუნქტად – ნივთიერებების

ნაკადის შეფასება და ენერგიის ნაკადის შეფასება.

ენერგიის მოხმარება

ადვილი მისახვედრია, რომ რეაქციების მსვლელობისთვის მიკროტალღების

გამოყენება, ენერგეტიკული თვალსაზრისით, ბევრად ხელსაყრელია. აქ

გადამწყვეტ როლს თამაშობს რეაქციის ხანგრძლივობა. ენერგიის მიწოდების

5



კლასიკური მეთოდებიდან უპირატესობა ენიჭება გახურებას ელექტრული

კოლბაგამახურებლით. ზეთის აბაზანასთან შედარებით მას გააჩნია უფრო

უკეთესი თბოიზოლაცია. ცხრილში 4 ნაჩვენებია ყოველი პროცესისთვის საჭირო

ენერგიის მოხმარება.

მიკროტალღები ზეთის აბაზანა


რეაქციისათის საჭირო ენერგია

277 1505 1069 კჯ

დამუშავებისათვის საჭირო ენერგია 79 227 79 კჯ

ჯამური ენერგია 356 1732 1148 კჯ

ცხრილი. 4 : ენერგიის მოხმარება პროცესის ყოველი ვარიანტისათვის

პროცესის მიმდინარეობის ვარიანტების განხილვისას, საინტერესოა გავარკვიოთ

როგორ ნაწილდება ენერგიის მოხმარება სინთეზის სხვადასხვა სტადიაზე.

სისტემის განხილვისას, შეიძლება დავინახოთ, რომ რეაქციის პროდუქტის

გამოყოფისათვის საჭირო ენერგია მცირეა, რეაქციის განსახორციელებლად საჭირო

ენერგიასთან შედარებით. ამიტომ საჭიროა მოხდეს არა პროდუქტის გამოყოფის,

არამედ რეაქციის მსვლელობის პროცესის ოპტიმიზაცია. სურ. 2 ნაჩვენებია

პროდუქტის გამოყოფისათვის საჭირო ენერგიის წილი საერთო

ენერგომოხმარებასთან შედარებით.

6



სურ. 2 : ენერგიის მოხმარება რეაქციისათვის და დამუშავებაზე

ნივთიერებების მოხმარება

პროცესის მართვისას ნედლეულის მოხმარების თვალსაზრისით მიკროტალღებით

გაცხელებას აქვს უპირატესობა გაცხელების სხვა კლასიკურ მეთოდებთან

შედარებით. ედუქტისა და კატალიზატორის თანაბარი რაოდენობის დროს,

მიკროტალღებით გაცხელებისას არ არის საჭირო ელუენტი და წყალი

გაცივებისათვის. მიკროტალღების გამოყენების უპირატესობა უფრო ცხადი

გახდება, თუ გავითვალისწინებთ რეაქციის წინა მოსამზადებელ პერიოდს.

გამხსნელზე უარის თქმა თავიდან აგვაცილებს გარემოს დაბინძურებას ამ

ნივთიერების წარმოებისას. ერთიანობაში შეიძლება ვთქვათ, რომ ენერგიის

მოხმარების შემცირებას მივყავართ ენერგორესურსების მოხმარების

შემცირებამდე, რომელთა რაოდენობა შეზღუდულია, მაგ. ნახშირი, ნავთობი და

ბუნებრივი გაზი.

7



დანართი

ცხრილებში „აცეტილირების“ მაგალითზე მოტანილია ნივთიერებების და

ენერგიის შესული და გამოსული ნაკადის მონაცემები. ნივთიერებებს, რომლებიც

უშუალოდ არ გამოიყენებიან რეაქციებში, აღნიშნავენ როგორც, წინა

მოსამზადებელ სამუშაოებში მონაწილეებს.

მაგალითად: მურა ნახშირი, რომელიც მოყვანილია როგორც გამოყენებული

მასალა, გამოიყენება რეაქციისათვის საჭირო ენერგიის მისაღებად.

8



: - ცხრილი ნივთიერების და ენერგიის წყაროები ერთიანი სახითშესვლისას

კოლბაგამახურებელი მიკროტალღური ღუმელი


ქიმ. ნივთიერებები

ქიმ. ნივთიერებები. არაორგანული

ნატრიუმის ჰიდროკარბონატი 5.39 გ 5.39 გ 5.39 გ

ჟანგბადი 3.87 გ 3.87 გ 3.87 გ

ქიმ. ნივთიერებები. ორგანულ

დიეთილის ეთერი 17.84 გ 17.84 გ 17.84 გ

პეტროლეინის ეთერი 16.60 გ 16.60 გ 16.60 გ

მეს. ბუთიმეთილეთერი 79.81 გ 79.81 გ 79.81 გ

ჰაერი 1035.43 გ 1035.43 გ 1035.43 გ

4-ტოლუოლსულფონმჟავას მონოჰიდრატი 400.00 მგ 400.00 მგ 400.00 მგ

კუმულირებული ენერგიის მოთხოვნა (CED) 20368.13 კჯ 13351.52 კჯ 22362.69 კჯ

მინერალები

ნატრიუმის სულფატი 43142.86 მგ 43142.86 მგ 43142.86 მგ

წყალსაცავების ნედლეული (RiD)

ენერგომატარებლები (RiD)

მურა ნახშირი 472.88 გ 386.99 გ 536.03 გ

ბუნებრივი გაზი 98.38 გ 42.36 გ 101.62 გ

ნავთობი 59.52 გ 14.46 გ 60.36 გ

შეშა 3.70 მგ 3.70 მგ 3.70 მგ

ქვანახშირი 137.11 გ 105.83 გ 158.70 გ

ურანი 7.07 მგ 7.07 მგ 7.07 მგ

არაენერგომატარებლები (RiD) 0.05 კგ 0.05 კგ

ბოქსიტი 32.89 მგ 9.47 მგ 32.89 მგ

ბენტონიტი 14.59 მგ 2.23 მგ 14.59 მგ

კალციუმის სულფატი 1.46 მგ 0.22 მგ 1.46 მგ

დოლომიტი 0.61 მგ 0.09 მგ 0.61 მგ

რკინა 55.86 მგ 8.24 მგ 55.86 მგ

კირქვა 15323.53 მგ 14114.45 მგ 16175.79 მგ

კოლჩედანი 0.15 მგ 0.02 მგ 0.15 მგ

მინერალები (RiD)

9



შპატი 0.09 მგ 0.09 მგ 0.09 მგ

ნატრიუმის ქლორიდი 153.69 მგ 95.43 მგ 153.69 მგ

სილიკატები 0.46 მგ 0.07 მგ 0.46 მგ

სილა 277.08 მგ 269.87 მგ 277.08 მგ

შიფერი 4.03 მგ 0.65 მგ 4.03 მგ

გოგირდი 35263.64 მგ 35255.11 მგ 35263.64 მგ

თიხა 1.25 მგ 0.14 მგ 1.25 მგ

წყლი 380.30 კგ 305.82 კგ 389.35 კგ

კილო ჯოული 20368.13 კჯ 13351.52 კჯ 22362.69 კჯ

კილოგრამი 382.32 კგ 307.62 კგ 391.46 კგ

10



ცხრილი: ნივთიერების და ენერგიის წყაროები ერთიანი სახით - გამოსვლისას ble:

კოლბაგამახურებელი მიკროტალღური ღუმელი ზეთის აბაზანა

ნარჩენები

ნარჩენები უტილიზაციისათვის (WfD)

ნარჩენები დაწვისთვის 108.12 გ 108.12 გ 38.01 გ

საყოფაცხოვრებო ნარჩენები 62.02 მგ 62.02 მგ 6.35 მგ

სხვა ტიპის ნარჩენები (WfD)

ჩამდინარე წყლის ნარჩენები 2.92 მგ 3.57 მგ 2.05 მგ

არასპეციფიური ნარჩენები 213.75 მგ 213.75 მგ 153.60 მგ

ნაღმი გაფუჭდა 3019.41 გ 3019.41 გ 3018.85 გ

მური და ნახშირი 8696.78 მგ 12917.99 მგ 2843.89 მგ

მეტალები 0.48 მგ 0.48 მგ 0.09 მგ

რადიოაქტიური ნარჩენები (ძლიერ რადიოაქტიური)

განსაკუთრებული ნარჩენები 2.89 მგ 2.89 მგ 2.89 მგ

განსაკუთრებული ნაგავი 42.42 მგ 47.90 მგ 3.67 მგ

ნარჩენები ხელახალი გამოყენებისათვის (WfE)

სხვა ნარჩენები (WfE)

მური და შლაკები 4907.43 მგ 7312.27 მგ 1641.61 მგ

ფილტრის მტვერი 2301.52 მგ 2301.52 მგ 2301.52 მგ

გიფსი (REA) 7946.59 მგ 7946.59 მგ 7946.59 მგ

უხეში ნაცარი 344.03 მგ 344.03 მგ 344.03 მგ


გასალღობი კამერის გრანულები 2884.42 მგ 2884.42 მგ 2884.42

რეციკლიზაციის ნარევი 10.41 მგ 10.41 მგ

მდუღარე ფენის მური 230.15 მგ 230.15 მგ 230.15 მგ

არასპეციფიკური ნარჩენები 30.92 მგ 41.83 მგ 16.10 მგ

განზ. აზოტმჟავა ნიტრატების კვალით 1075.51 გ 1075.51 გ 1075.51 გ

ძირითადი ქიმიური მასალები

ქიმ. ნივთიერებები. არაორგანული

ნატრიუმის ჰიდროკარბონატი 5.39 გ 5.39 გ 5.39 გ

ქიმ. ნივთიერებები. ორგანული 0.08 კგ 0.08 კგ 0.08 კგ

ბენზოის მჟავა 2272.18 მგ 2272.18 მგ 2272.18 მგ

მალეინმჟავა 2272.18 მგ 2272.18 მგ 2272.18 მგ

11



მეს. ბუთილმეთილეთერი 79.81 გ 79.81 გ 79.81 გ

ემისია (ნიადაგი)

მეტალები (W)

ალუმინი 1.63 მგ 1.63 მგ 0.59 მგ

კალა 0.30 მგ 0.30 მგ 0.30 მგ

მანგანუმი 0.58 მგ 0.58 მგ 0.58 მგ

მეტალები.არასპეც. 21.92 მგ 21.92 მგ 5.35 მგ

მოლიბდენი 0.07 მგ 0.07 მგ 0.07 მგ

ნატრიუმი 14.84 მგ 14.84 მგ 3.12 მგ

ურანი 0.10 მგ 0.10 მგ 0.10 მგ

ვანადიუმი 0.06 მგ 0.06 მგ 0.06 მგ

ემისია (ჰაერი)

ნაწილაკები 0.14 მგ 0.14 მგ 0.14 მგ

მტვერი 218.43 მგ 291.38 მგ 61.94 მგ

მტვერი (>PM10) 9.36 მგ 9.36 მგ 9.36 მგ

მტვერი (PM10) 21.87 მგ 21.87 მგ 21.87 მგ

ნივთ. არაორგანული. (L)

ამიაკი 22.17 მგ 22.83 მგ 18.73 მგ

ქლორწყალბადი 61.60 მგ 81.24 მგ 33.74 მგ

აზოტ(I)ოქსიდი 482.77 მგ 483.55 მგ 481.71 მგ

ფტორწყალბადი 8.39 მგ 11.10 მგ 4.71 მგ

ნახშირბადის დიოქსიდი. (L) 1.03 კგ 1.15 კგ 0.77 კგ

ნახშირბადის დიოქსიდი. წიაღისეული 1031.75 გ 1154.70 გ 768.98 გ

ნახშირბადის მონოქსიდი 301.32 მგ 315.80 მგ 180.62 მგ

მეტალები (L)

მეტალები.არასპეც. 0.16 მგ 0.16 მგ 0.02 მგ

ნიკელი 0.09 მგ 0.10 მგ 0.08 მგ

სელენი 0.09 მგ 0.09 მგ 0.09 მგ

NOx 1997.64 მგ 2144.39 მგ 1368.71 მგ

რადიოაქტიული იზოტოპები (L) 431.85 კბკ 431.85 კბკ 431.85 კბკ

რადიოაქტიული იზოტოპები. ერთად 431852 ბკ 431852.39 ბკ 431852.39 ბკ

გოგირდის დიოქსიდი 2729.63 მგ 3253.10 მგ 1706.05 მგ

გოგირდწყალბადი 0.18 მგ 0.18 მგ 0.18 მგ

წყალბადი 1.56 მგ 1.56 მგ 0.65 მგ

VOC (L)

12



Methane 2420.85 მგ 2748.18 მგ 1533.88 მგ

Continuation Heating-mantle Oil bath Microwave

მეთანი 2420.85 მგ 2748.18 მგ 1533.88 მგ

NMVOC (L)

ბენზოლი 0.13 მგ 0.17 მგ 0.08 მგ

NMVOC. არომატ. არასპეც. 4.39 მგ 4.39 მგ 0.75 მგ

ჰექსანი 0.12 მგ 0.12 მგ 0.12 მგ

NMVOC. ჟანგბადი. (L) 0.00 0.00 0.00

ფორმალდეჰიდი 0.08 მგ 0.08 მგ 0.08 მგ

NMVOC. არასპეც. 175.02 მგ 178.75 მგ 169.95 მგ

VOC (ნახშირწყალბადები) 108.74 მგ 108.74 მგ

ემისია (წყალი)

ემისია (W)

კარბონატი 13.72 მგ 13.72 მგ 2.01 მგ

ქლორიდი 120.24 მგ 120.24 მგ 67.86 მგ

მყარი ნივთ. გახსნილი 10.78 მგ 10.78 მგ 3.57 მგ

მყარი ნივთ. სუსპენდირებული 15.98 მგ 15.98 მგ 3.21 მგ

ფტორიდი 0.13 მგ 0.13 მგ 0.13 მგ

მჟავები, დათვლილი H(+) 4.05 მგ 4.05 მგ 0.62 მგ

ამიაკი 0.29 მგ 0.29 მგ 0.29 მგ

ამონიუმი 1.42 მგ 1.42 მგ 1.16 მგ

ნიტრატი 0.42 მგ 0.42 მგ 0.16 მგ

აზოტის ნაერთები. არასპეც. 0.49 მგ 0.49 მგ 0.17 მგ

სულფატი 628.11 მგ 628.11 მგ 609.93 მგ

ნივთიერებები. არაორგანული (W)

ქლორი 0.87 მგ 0.87 მგ 0.87 მგ

დეტერგენტები. ზეთი 4.01 მგ 4.01 მგ 0.43 მგ

ნახშირწყალბადები (W)

ნახშირწყალბადები. არასპეც. 3.03 მგ 3.03 მგ 0.42 მგ

ნახშირწყალბადები. არასპეც. 0.65 მგ 0.65 მგ 0.65 მგ

ფენოლი 0.07 მგ 0.07 მგ 0.00 მგ

ნაერთები. ორგ. გახსნილი 1.17 მგ 1.17 მგ

ნაერთები. ორგ. არასპეციფიური 0.13 მგ 0.13 მგ

ინდიკატორების პარამეტრები

BSB-5 2.55 მგ 2.55 მგ 0.71 მგ

CSB 15.76 მგ 15.76 მგ 4.03 მგ

TOC 1.37 მგ 1.37 მგ 1.37 მგ

13



ქიმიკატები

Continuation Heating-mantle Oil bath Microwave

1.3 დიოქსოლანი 3 7800.00 მგ 7800.00 მგ 7800.00 მგ

მინერალები

გიფსი (REA) 3125.44 მგ 4666.75 მგ 1032.30 მგ


წყალი 379.28 კგ 388.15 კგ 305.05 კგ

კჯ 20368.1 კჯ 22362.69 კჯ 13351.52 კჯ

კგ 382.32 კგ 391.46 კგ 307.62 კგ

14


გამოყენებული რესურსების ......NOP...

Documents

Transcript of გამოყენებული რესურსების ......NOP...