Постійно зростає необхідність у хлорі. В основному за рахунок збільшення випуску хлоридної кислоти і вініл хлориду.
Але навіть у далекому майбутньому не виникне його дефіциту оскільки не дивлячись на його нестачу поширеність(приблизно 0,2%) він знаходиться в соляних залежах, морській воді, 1м3 якої містить 30кг NaCl. Це ж можна говорити про бром хоча його в 300разів менше, ніж хлору.
Все більшого значення набуває виробництво штучних будівельних матеріалів – гіпсу, будівельного розчину, цементу, бетону. Можна радіти, що необхідно для цих будівельних матеріалів сировина пісок, гравій, щебінь, глина, галька, вапняк, доломіт – є в колосальних кількостях всюди.
Поширеність елементів в земній корі підказує нам, що будівельним матеріалом майбутнього повинні стати силікати.
Ніякий хімічний продукт не може бути одержаний без води. Вода – це розчинник, носій тепла, вихідна речовина для добування водню і кисню. Промислові підприємства використовують 25% загальної потреби у воді, а енергетика – 41%. На кінець тисячоліття потреба у воді зросла в 3 рази. Виникає питання : чи не обідніють водні запаси на Землі? Земля – водяна зірка. Океани, моря, річки, озера, льод покривають 75% її поверхні. Радянські дослідники довели, що води на планеті 1386млн.м3. Якби всю воду рівномірно розподілити на планеті, то вона покрила б планету шаром в 2713м.
Але на долю прісної води припадає 25%. Ми використовуємо воду, яка не випаровується, а збирається в підземні води, чи просочується під грунт і підживлює ґрунтові води і джерела. Потенціальний запас прісної води складає приблизно 45000км3, або 11-12 тис.м3 на душу населення.
В 2000р.на кожного міського жителя припадало 6500м2корисної води. І здавалось, що це значно більше того, що можна витратити не економлячи і ніяких труднощів з забезпеченням водою не може бути. Але це не так. Уже до кінця тисячоліття гостро стала проблема води. Чому це так? По-перше, вода на планеті нерівномірно розподілена, по-друге, частина її непридатна для вживання, бо містить велику кількість мінеральних солей, або забруднена з вини людей. Тому турбота про задовільний стан водооснащення зводиться до проблем транспортування і очистки. Але ці проблеми можна розв’язати.
Карбон.
За поширеністю займає 13 місце. На його долю припадає 0,087%,що складає 20000блн.т. Якби людство зберегло потребу цього елемента на рівні 1970р., то його вистачило б на 500 років. Із запасів карбону 99,5% припадає на карбонатні породи, головним чином карбонати кальцію і магнію. 0,47% складає діоксид карбону в повітрі і в воді, 0,02% - на вугілля, нафту, газ, а 0,01% залишається на біосферу. Цей залишок складає 2блн.т.
Виходячи х цих даних можна зробити висновок, що для раціонального використання загальних запасів карбону, необхідно дотримуватись таких умов :
1. Хіміки повинні одержувати любі бажані сполуки із любих джерел карбону.
2. На енергетичні цілі використовувати лише 0,03% загальних запасів карбону, тобто карбон органічних чи добувних сполук.
3. Для хімічної промисловості використовувати колосальні запаси карбонатів, а органічні сполуки залишити енергетиці.
Насправді і енергетика і хімія із зростаючою інтенсивністю використовує саме 0,02% запасів карбону, які складають горючі речовини, в основному вугілля, нафта і газ. В якості вихідної речовини нафти і газу дає колосальні можливості для високоефективного розвитку хімічного виробництва. Добування необхідних для хімічної промисловості вуглеводнів із нафти і газу вимагає в порівнянні з використанням вугілля значно менших капіталовкладень і витрат на переробку сировини, оскільки при цьому відсутні енерго- і матеріалоємні проміжні стадії.
Продуктивність на одиницю робочої сили в нафтохімії в 12-15 разів вища, ніж в карбохімії.
Зараз на земній кулі випускається рідкого палива, в тому числі бензинів і дизельного палива, більше 100млн.т. на рік. Якщо нефтяна промисловість США виробляє карбюраторне паливо, то європейські країни виробляють мазут і бензин-сирець, рідкий бутан, а також очищені гази для хімічної промисловості.
Всі способи переробки нафти приводять до перетворення її в приблизно дві дюжини простих сполук, з яких найважливіші – нижчі оліфіни, діолефіни (етилен, пропілен, бутадієн, ізопрен), ароматичні сполуки (бензол, толуол, ксилол) і газові суміші оксидів карбону з воднем. Це вихідні речовини для тисяч проміжних і кінцевих продуктів, які визначають профіль всього синтезу органічних сполук. Біля 80% всіх органічних хімікалій добувають із нафти і природного газу, а на початок третього тисячоліття ця доля зростає до 99%.
Бурхливий розвиток нафтохімії наочно ілюструють цифри, що відносяться до виробництва етилену, який є незамінною сировиною для виробництва пластмас, лаків і фарб.
Якщо в 1960р. у всіх країнах світу його вироблялось лише 3,4млн.т., то в 1975р. – уже 30млн.т., в 1980р. – більше 50млн.т.
Це ж можна сказати і про пропен, якого в 1980р.одержали більше 20млн.т.
На нафтохімічні цілі в 1975р. було використано 110млн.т. нафти.
Сьогодні здається казкою, коли говорять, що до ХІХст. нафту використовували лише в різних випадках, то для змазування коліс, то як ліки. В 1860р. світова потреба в ній складала 70тис.т. А в кінці ХІХст. вона виросла до 21млн., а ще через 75 років – до 2731млн.т., тобто в порівнянні з 1900р.зросла в 130 раз. Надійно розроблені і придатні для добування запасів нафти на земній кулі в 1974р. оцінювались в 97млрд.т. В 1980р. світова потреба нафти складала 4млрд.т., в 1990р. – 5млрд.т., а в 2000р. – 7млрд.т. Підраховано, якщо в наступні 50 років збережеться такий рівень використання нафти, то до 2050р. потреби в нафті буде повністю забезпечено.
За даними ООН оптимістичні терміни зникнення світових запасів : вугілля – 2500р., нафти – 2100р., газу – 2015р.
Таким чином на зміну нафти і газу, які вичерпаються прийде вугілля.
Знову актуальність набирає карбохімія. Останнім часом на повістку дня поставлені питання синтезу бензину і технічного газу із вугілля.
В США повним ходом ведуться дослідження по добуванню рідкого палива із вугілля, наприклад, шляхом коксування в присутності водню при помірно високому тиску. Створені демонстративні установи, що виробляють200тис.т.рідких вуглеводнів. Побудовані заводи, які переробляють 5млн.т.камяного вугілля на рік. Розробляють методи перетворення кам’яного вугілля к нафту. Крім того в проекті виробництво горючого і товарного синтетичного газу із вугілля з допомогою відходів тепла ядерних реакторів. Теологічно розвідані запаси вугілля оцінюються в 20000-25000млрд.т. Якщо потреби кам’яного вугілля збережеться на рівні 1974р., то його вистачить на 5000років, а якщо на рівні 2000р. – то кам’яного вугілля вистачить на 600 років.
Після нафти і вугілля в списку сировинних ресурсів третє місце посідає деревина. Її запаси оцінюються в 400млрд.м3. В 2000р.витрати деревини в порівнянні з 1974р. – 2,5млрд.м3 зросли на 180%.
Продукція всіх лісів планети складає майже 33млрд.т. вуглецю на рік, що в 370 раз перевищує потребу хімії у вуглецю з нафти. Звідси ясно, що частина вуглецю, необхідного для хімічної промисловості, може бути забезпечена шляхом переробки деревної біомаси.
Роль інших рослинних мас(цукрового тросику, бамбуку, очерету, соломи) в якості сировини поки незначна і в світовому масштабі покриває 1%. Але необхідно використовувати навіть ту сировину, яка здається малоцінною
Перспективи використання вторинної сировини.
І так, корисні сировинні запаси Землі при сучасних засобах використання все більше вичерпуються. Одночасно накопляються колосальні кількості відходів – твердих, рідких, газоподібних промислових підприємстві міських відходів. З однієї сторони постійно зростає забруднення навколишнього середовища, а з іншої – можна з великою долею впевненості передбачити, що для матеріального виробництва в майбутньому стане досконале і ефективне використання цих відходів.
Метали у вигляді вторинної сировини використовуються дуже широко. Майже половина виробництва сталі базується на скрапі, який покрива 20-60% потреби в найважливіших неметалах.
Волокнисту масу, яку добувають із лісоматеріалів, до цього часу використовували трохи більше половини. Кору, гілки, коріння, листя дерев просто залишають в лісі, а тирсу, стружки і уламки складають відходи деревообробної промисловості. У виробництві целюлози втрачаються 50% речовин деревини, що відповідає 55% вуглецю, оскільки лише 1/4 біомаси дерев переходить в цільовий продукт. При річному виробництві 100млн.т. целюлози втрати вуглецю складають 55млн.т., з яких 19,5млн.т.(зв’язано в ароматичні вуглеводні, на нехватку яких жаліється хімія).Основні зусилля направлені на виготовлення із деревини дощок, високоякісних волокнистих матеріалів, активованого вугілля, білків і різних( лісних хімікатів). Тому особливо важливо утилізувати старий папір, оскільки 59тис.т. макулатури економлять 120тис. кубометрів деревини і тим самим 500га лісу.
Старий текстиль крім целюлози містить синтетичні волокна. Це затрудняє його переробку, а щоб його переробляти, необхідні нові технології.
Попіл і шлаки, які залишаються після спалювання вугілля використовуються менш, ніж на 20%, в той час як на їх ліквідацію використовують великі суми грошей.
Частину попелу можна використовувати в якості наповнювача для цементів, не кажучи про інші корисні використання. Так, 1,3т. попелу бурого вугілля заміняє 1т.цементу, а крім цього цей попіл містить до 30% оксиду феруму. Якщо в попіл, нагрітий до 10000С вдувати хлороводень, то разом з током газу видуватиметься хлорид феруму. При охолодженні до 5000С виділяється оксид феруму, який можна використати, як готовий до переробки залізний концентрат.