ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИМЕРОВ, В ТОМ ЧИСЛЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ (ИТС 32-2022)

Окончание таблицы 5.34

Масса образующихся отходов произ-

водства в расчете

Способ утилиза-

Класс

на 1 т продукции, кг/т

Наименование

Источник образования

ции, обезврежива-

опасности

Диапазон

ния, размещения

Среднее

Минималь-

Максимальное

значение

ное значение

значение

Смесь минеральных масел

Используется на

От производственной де-

отработанных с примесью

III

собственном про-

0,065

0,073

0,068

ятельности

синтетических масел

изводстве

Сорбент на основе оксидов

Периодически при за-

Размещение (за-

кремния, бария и алюминия

III

0,013

мене сорбентов

хоронение)

отработанный

Тара деревянная, утратив-

Производство пластмасс

шая потребительские свой-

и синтетических смол в

Утилизация

0,041

ства, незагрязненная

первичных формах

Тара из черных металлов,

Производство пластмасс

загрязненная нефтепродук-

и синтетических смол в

Утилизация

0,111

тами (содержание нефтепро-

первичных формах

дуктов менее 15 %)

Производство пластмасс

Фильтры полипропиленовые,

и синтетических смол в

утратившие потребительские

Утилизация

0,00077

первичных формах

свойства, незагрязненные

Цеолит отработанный при

осушке воздуха газов, не за-

От производственной де-

Передается на по-

0,0096

0,011

0,010

грязненный опасными веще-

ятельности

лигон ТКО

ствами

Раздел 6 Производство полистирола

Полистирол (ПС) - это продукт полимеризации стирола, который, в свою очередь,

представляет собой мономер, синтезируемый из продуктов нефте- газопереработки.

Промышленность выпускает полистирол в виде гранул, имеющих размер от 2 до 5 мм.

Полистирол - твердый полимер, для которого характерны: термопластичность; низкая

теплопроводность; влагоустойчивость; хорошие диэлектрические свойства; прозрач-

ность.

Полистирол имеет большое значение среди современных видов конструкционных

пластмасс. Хотя в настоящее время удельный вес полистирола в объеме производства

синтетических смол и пластмасс невелик области применения этого вида полимера, обу-

словленные широким спектром физико-механических свойств, охватывают все сферы

промышленности, начиная от производства товаров народного потребления и заканчи-

вая автомобильной промышленностью и строительством.

На практике различают три различных типа полистирола:

- ПС общего назначения (GPPS, ПС) - прозрачный, хрупкий полимер;

- ударопрочный ПС (IPS или HIPS, УПС) - белый, относительно гибкий, моди-

фицированный каучуком полимер;

- вспенивающийся ПС, пенополистирол (EPS, ПСВ, ППС).

ПС общего назначения представляет собой бесцветный, прозрачный материал.

Легко подвергается механической обработке: ПС, формуемый при температуре ниже

100 °C, характеризуется схожестью со стеклом, обладает достаточной механической

прочностью, хорошими диэлектрическими свойствами и химической устойчивостью; при

температуре выше точки размягчения ПС может подвергаться обработке путем литье-

вого формования или экструзии. В ПС часто добавляют антистатические агенты, УФ ста-

билизаторы, стекловолокно, красители.

Благодаря своим физическим свойствам и тому, что обычный ПС легко подверга-

ется механической обработке, он используется в различных отраслях народного хозяй-

ства: в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, электротехнической

промышленности, строительстве. На рисунке 6.1 приведено строение полимерной цепи

ПС.

Рисунок 6.1 - Молекулярная структура ПС

Ударопрочный ПС (УПС) приобретает свои свойства благодаря добавлению в

него каучука (полибутадиена). ПС образует непрерывную фазу (матрицу), а полибута-

диен - дискретную фазу (каучуковая частица). Каучуковые частицы содержат небольшие

включения из полистирола. На рисунке 6.2 показана структура ударопрочного ПС, со-

держащая полистирольные и полибутадиеновые цепи.

332

Рисунок 6.2 - Молекулярная структура ударопрочного ПС

Модификация ударопрочного полистирола: трудногорючие марки создаются на

основе ударопрочного полистирола. Введение антипиренов (добавок, способствующих

затуханию пламени) позволяет увеличить температуру стойкости при испытаниях с

650 °C (стандартные марки) до 960 °C (трудногорючие марки). Это позволяет использо-

вать материал при производстве клавиш выключателей, розеток и других электроизде-

лий в соответствии с мировыми стандартами.

Как и обычный ПС, ударопрочный полистирол не является стойким к УФ излуче-

нию. Светостойкость материала повышается путем введения специальных добавок.

УПС легко перерабатывается литьем под давлением, экструзией и соэкструзией с

полистиролом общего назначения. Материал хорошо сохраняет форму и совместим с

антиадгезионными добавками, что позволяет избежать дополнительных расходов на

смазку пресс-форм. Низкая усадка (0,2 % - 0,4 %) позволяет использовать пресс-формы.

Вспенивающийся полистирол представляет собой материал с замкнутой ячеистой

структурой, на 95 % объема состоящий из газов, которые используются в процессе вспе-

нивания. Важной характеристикой материала является гранулометрический состав, ко-

торый определяет его последующее использование.

Отличительные дополнительные особенности:

- низкая теплопроводность, хорошие термо- и звукоизоляционные качества;

- высокая ударопрочность, прочность при растяжении, сжатии и изгибе, вибро-

стойкость, светостойкость, водо- и пыленепроницаемость;

- стойкость к гидролизу, жирам, кислотам, растворам щелочей и кислот.

Применение марок общего назначения:

- для производства изоляционных изделий и блоков высокой плотности;

- для использования при двойном вспенивании;

- для производства изделий стандартного размера;

- для производства пищевой упаковки и одноразовой посуды;

- для производства изделий высокой плотности.

Самозатухающие марки используются:

- для производства изоляционных плит, декоративных изделий низкой плотности

и дренажных плит;

- для изготовления изоляционных плит и блоков в процессе непрерывного про-

изводства;

333

- для производства тонкостенных изделий;

- для производства огнестойкой технической упаковки;

- для производства огнестойкого утеплителя.

6.1 Полистирол, получаемый по эмульсионной технологии,

в том числе ударопрочный полистирол

Эмульсионная полимеризация проводится в водных растворах эмульгатора при

умеренных температурах и в условиях хорошего теплообмена. В качестве эмульгаторов

применяются различные поверхностно-активные вещества (ПАВ), оптимальная концен-

трация эмульгатора составляет 0,2 % масс.- 2 % масс. При этом инициаторами про-

цесса полимеризации служат водорастворимые пероксиды, такие как персульфаты ам-

мония и калия, водорода, их концентрации лежат в пределах 0,1 % - 1 % от массы мо-

номера. Соотношение дисперсионной среды и дисперсной фазы определяется услови-

ями проведения процесса и назначением получаемой суспензии и составляет обычно

(1,5-3) : 1.

УПС получают путем добавления каучука в стирол при полимеризации. Благодаря

этому повышается ударная прочность ПС, уменьшаются хрупкость и прозрачность ма-

териала.

УПС является двухфазной системой, состоящей из непрерывной жесткой поли-

стирольной матрицы и распределенной в ней дискретной каучуковой фазы с привитым

сополимером (гель-фракция) на границе раздела фаз. С повышением содержания кау-

чука ударная прочность возрастает, но снижаются разрывная прочность и прочность на

изгиб с резким уменьшением твердости материала, поэтому содержание каучука в УПС

не превышает 10 %. Материал имеет низкое содержание свободного стирола, хорошие

литьевые и экструзионные свойства.

6.1.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

В общем случае технологический процесс состоит из следующих стадий:

- приготовление растворов инициатора, эмульгатора, регулятора и электролита

для коагуляции;

- полимеризация стирола;

- коагуляция ПС;

- промывка, центрифугирование полимера;

- сушка, просев и гранулирование, упаковка ПС.

Эмульсионный ПС получают по периодической и непрерывной схемам.

Технологическая схема производства ПС по периодической схеме приведена на

рисунке 6.3.

334

1 - хранилище стирола; 2 - мерник; 3 - полимеризатор; 4 - кожухотрубный

холодильник; 5 - промежуточная емкость; 6 - высадитель;

7 - промыватель ПС; 8 - ловушка; 9 - центрифуга; 10 - сушилка с

кипящим слоем; 11 - вибросито

Рисунок 6.3 - Периодическая схема получения эмульсионного ПС

Стирол из емкости 1 через мерник 2 поступает в реактор 3, снабженный рубашкой,

мешалкой и обратным холодильником 4. В реактор предварительно через дозатор по-

дают деминерализованную воду с температурой около 50 °C и при перемешивании

эмульгатор и раствор едкого натра. После перемешивания в реактор подают водный

раствор инициатора, смесь нагревают до 65 °C - 70 °C, дальнейший рост температуры

обусловлен теплом реакции, выделяющимся при полимеризации.

Полученный продукт представляет собой тонкодисперсную устойчивую суспен-

зию, для выделения полимера проводят коагуляцию суспензии, доводя pH среды до 5,5-

6. Для этого реакционную смесь из промежуточной емкости 5 медленно подают в осади-

тель 6, где находятся квасцы, взмученные в воде. Смесь продувают острым паром,

нагревают до 75 °C - 85 °C, перемешивают в течение 1,5-2 ч, добавляют аммиачную

335

воду, выделяют маточный раствор и полимер промывают горячей водой. Маточный рас-

твор после высаживания ПС спускают через ловушку 8 в систему очистки сточных вод.

Отжатый на центрифуге 9 полимер осушают с применением инертного теплоносителя

или увлажненного воздуха.

По непрерывному методу водно-эмульсионная полимеризация ПС осуществля-

ется в каскаде аппаратов идеального смешения (рисунок 6.4).

1 - емкость-смеситель; 2 - подогреватель; 3, 4 - полимеризаторы;

5 - теплообменник; 6 - коагулятор; 7 - отпарная колонна; 8 - обратный

холодильник; 9 - гидрозатвор; 10 - центрифуга; 11 - сушилка с кипящим

слоем; 12 - вибросито; 13 - ловушка

Рисунок 6.4 - Непрерывная схема получения эмульсионного ПС

В емкость-смеситель 1 подается деминерализованная вода, эмульгатор, стирол и

инициатор. Перемешанную и подогретую до 50 °C смесь направляют в первый реактор

каскада полимеризаторов. Полимеризацию проводят с постепенным повышением тем-

пературы от первого реактора к последнему, начиная с 50 °C и заканчивая 75 °C. Полу-

ченная масса из последнего полимеризатора поступает в осадитель 6, в который также

подается раствор алюмокалиевых квасцов для коагуляции и вода для разбавления сус-

пензии.

336

Отгонка непрореагировавшего стирола и укрупнение частиц суспензии произво-

дится в отпарной колонне 7 обработкой острым паром. Пары стирола конденсируются в

холодильнике 8. Затем суспензия подается в гидрозатвор 9, где нейтрализуется амми-

ачной водой. ПС отжимается на центрифуге 10 и многократно промывается деминера-

лизованной водой, после чего влажный ПС осушается на вибросите 12 и поступает на

упаковку.

6.1.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Производство полистирола является источником загрязнения окружающей среды.

Основные объекты загрязнения - воздушный бассейн и гидросфера. В атмосферу вы-

брасываются ЗВ в виде непредельных соединений, а также оксидов, щелочей и солей.

Из вредных выбросов две трети приходятся на газообразные продукты, а треть - на

твердые пылевидные частицы. В водный бассейн поступают сточные воды производ-

ства. Удельный расход воды на производство 1 т продукции может существенно коле-

баться в широком интервале.

К наиболее распространенным причинам загрязнения воздушной среды отно-

сятся:

- неполная конверсия мономеров и потери летучих органических веществ;

- выбросы в атмосферу примесей и загрязнений, присутствующих в используе-

мом сырье;

- недостаточная герметичность оборудования;

- испарение летучих продуктов из различных резервуаров и хранилищ.

6.2 Полистирол суспензионный (вспенивающийся)

Суспензионный метод получения полимеров и сополимеров стирола в присут-

ствии инициаторов обеспечивает более низкое содержание свободного стирола в гото-

вом продукте (0,1 % - 0,5 %) и позволяет получать широкий ассортимент материалов.

Недостатки этого метода: периодичность и многостадийность процесса, меньшая произ-

водительность по сравнению с блочным методом, наличие сточных вод и необходи-

мость их очистки.

Механизм полимеризации мономера или смеси мономеров в суспензии аналоги-

чен процессу в массе (в блоке), поскольку он протекает в каплях, представляющих собой

микрореакторы.

6.2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

Суспензионная (капельная) гранульная полимеризация (для всех мономеров) сти-

рола протекает в двухфазной системе «мономер - вода», однако по механизму процесс

является разновидностью блочной полимеризации (в массе). Мономер энергично дис-

пергируется в водной фазе перемешиванием мешалкой до образования капель диамет-

ром 0,1-1,0 мм. В водной фазе необходимо присутствие стабилизаторов - ПАВ. Ка-

пельки мономера обволакиваются слабыми эмульгаторами, такими как поливиниловый

спирт, крахмал, желатин, метилцеллюлоза, тальк, бентонит, оксиды металлов и т. д.

337

Если мономер растворим в воде, дисперсионной средой могут также являться растворы

соли, глицерин, гликоли и другие вязкие, обладающие большой плотностью жидкости.

Полимеризация от начала и до конца протекает в капле, как в миниатюрном блоке. От-

вод тепла осуществляется с помощью дисперсионной среды. Кинетика реакции анало-

гична кинетике блочного процесса.

Процесс получения ПС суспензионным способом включает следующие основные

стадии:

- подготовка исходного сырья;

- приготовление растворов стабилизаторов в воде, инициатора, растворенного

в стироле;

- полимеризация;

- выделение из суспензии ПС и его отмывка;

- сушка ПС;

- грануляция и упаковка ПС.

На рисунке 6.5 представлена технологическая схема получения впенивающегося

ПС по суспензионной технологии.

Рисунок 6.5 - Схема производства суспензионного ПС для вспенивания

338

Предварительно приготовленные растворы перексиды бензоила в стироле и соль-

вара в воде поступают в соответствующие мерники, очищенные стирол и изопентан

также заливают в мерники, чистый азот поступает по трубопроводу.

Предварительная полимеризация стирола осуществляется в форполимериза-

торе, в который загружают стирол из мерника и раствор перекиси бензоила из мерника.

Загрузка компонентов и предварительная полимеризация происходят в среде азота. Ре-

акционную смесь нагревают при перемешивании до 80 °C и выдерживают при этой тем-

пературе в течение 5 ч до конверсии 35 % - 40 %.

Затем раствор охлаждают до 40 °C, в него добавляют раствор инициатора для

окончательной полимеризации и содержимое форполимеризатора сразу выгружают в

полимеризатор. При перемешивании содержимое реактора нагревают до 75 °C и сна-

чала в него подают форполимер, затем из мерника изопентан. Нагрев реакционной

смеси продолжают до 80 °C, выдерживают ее при этой температуре в течение 10 ч, за-

тем при 85 °C - в течение 2 ч. При этом давление в реакторе повышается до 0,6 МПа.

По окончании процесса полимеризации реакционную смесь охлаждают до 40 °C и

выгружают. Выгрузку суспензии полистирола в промежуточную емкость производят цен-

тробежным насосом через фильтр, на котором задерживаются корки и комки полимера.

Промывку, обезвоживание, сушку и рассев осуществляют по непрерывной схеме.

Предусмотрено улавливание и очистка азота, паров стирола, изо-пентана, промывных

вод и воздуха, выходящего из сушилок.

Описание технологического процесса производства ПС суспензионным способом

приведено в таблице 6.1, перечень основного оборудования - в таблице 6.2, перечень

природоохранного оборудования - в таблице 6.3.

Таблица

6.1 - Описание технологического процесса получения ПС суспензионным

способом

Выходной поток

Основное

Природо-

Входной

Стадия технологи-

Технологиче-

охранное

Продукты и

поток

ческого процесса

ское оборудо-

оборудо-

Эмиссии

полупродукты

вание

3.1

3.2

Приготовление рас-

Реагенты

творов стабилиза-

Деминера-лизо-

Растворы ре-

Емкостное обо-

торов в воде, ини-

ванная вода

активов

рудование

циатора, раство-

Пар

ренного в стироле

Растворы реакти-

вов

Стирол

Суспензия

Отходящие

Деминера-лизо-

Полимеризация

Реакторы

полистирола

газы

ванная вода

Оборотная вода

Пар

339

Окончание таблицы 6.1

Выходной поток

Основное

Природо-

Входной

Стадия технологи-

Технологиче-

охранное

Продукты и

поток

ческого процесса

Эмиссии

ское оборудо-

оборудо-

полупродукты

вание

3.1

3.2

Суспензия поли-

стирола

Фильтры Холо-

Сушильный воз-

Выделение из сус-

Гранулы по-

Сточные

дильники Бу-

дух

пензии ПС и его от-

листирола

воды

ферные емко-

Промывочная

мывка

сти Центрифуги

вода

Оборотная вода

Вибрационные

Гранулы полисти-

Фракции по-

сита

рола

листирола

Отходящие

Буферные ем-

Скруб-

Сушильный воз-

Сушка ПС

Побочные

газы

кости

бер

дух

фракции

Сушильные

Антистатик

бункеры

Буферные ем-

Фракции полисти-

Грануляция и упа-

Готовая про-

Отходящие

кости Расфасо-

рола

ковка ПС

дукция

газы

вочные бун-

керы

Таблица

6.2

- Перечень основного оборудования процесса получения ПС

суспензионным способом

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальный цилиндрический аппарат с

мешалкой, рубашкой.

Объем - 10-75 м³

В аппарате:

- расчетное давление - от минус 1 до 13

бар;

Проведение реакции по-

Реакторы

- рабочее давление - от 0 до 8бар;

лимеризации

- расчетная температура - от 0 до 170

°С;

- рабочая температура - 60-135 °С

Габариты:

- диаметр - 4000 мм;

- длина цилиндрической части - 4800 мм

340

Окончание таблицы 6.2

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Рабочее давление - атм.

Отделение воды, загряз-

нённой остатками аддити-

Расчетная температура - до 60 °С

Центрифуги

вов и содержащей мель-

Число оборотов - 1800 об/мин

чайшие частицы ПСВ от

Рабочая температура - 40 °С

гранул ПСВ.

Мощность - 55 кВт

Расчетное давление - атм.

Вибрационное

Расчетная температура - до 65 °С

Система рассева

сито

Габариты - 3000 × 1950 × 3336 мм

Мощность - 3,5 кВт

Лопастной смеситель - 0,5 т/на загрузку

Смеситель по-

Рабочее давление - атм.

Нанесение поверхностной

верхностной об-

Расчетная температура - до 60 °С

обработки

работки

Мешалка - 49 об./мин (49,6 об./мин)

Мощность - 8,8 кВт (11 кВт)

V = 5 м³

F = 1800 мм

Репульпатор

Н - 2225 мм

Ррасч. - 0,3МПа

Т < 2000 С

Q = 1300 кг/ч

n = 1000 об/мин (ротор

Центрифуга

Р = 40 кВт

n = 1460 об/мин

V = 25 м³

Буферная ем-

Д = 2800 мм

кость

Н = 7000 мм

V = 5 м³

F = 1800 мм

Репульпатор

Н - 2795 мм

Р - 0,3 МПа,

Т < 200 °С

D = 2800 мм

Буферная ем-

H = 5295 мм

кость

V = 25 м³

n = 110 об/мин (мешалка)

Q = 5000 кг/ч, n (макс) - 3500 об/мин

Центрифуга

Т раб. макс - 1000 С

341

Таблица

6.3 - Перечень природоохранного оборудования процесса получения ПС

суспензионным способом

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

природоохранного оборудования

Средняя фактическая степень очистки -

Скруббер

Очистка газа

55% - 62 % (пыль полистирола)

6.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве полистирола суспензионным способом

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства ПС сус-

пензионным способом приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов

при производстве ПС суспензионным способом

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

Минималь-

Максималь-

измерения

ный

Стирол

кг/т

953

958

Пентаны

кг/т

Электроэнергия

кВт·ч/т

343

Теплоэнергия

Гкал/т

0,25

2,4

Природный газ

тут/т

0,007

0,008

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

ПС суспензионным способом, приведена в таблицах 6.5-6.7.

Таблица

6.5 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПС

суспензионным способом

Масса выбросов загрязняющих веществ

Метод

после очистки в расчете на 1 т продукции,

очистки, обра-

Наименование загрязняющего ве-

кг/т

ботки, повтор-

щества

Диапазон

ного исполь-

Среднее

Минимальное

Максимальное

зования

значение

Азота диоксид



0,051



Азота оксид



0,01



Серы диоксид



0,025



Углерода оксид



0,063

Углеводороды предельные C1-C5



0,12



(исключая метан)

Этенилбензол (стирол)



0,03



В периметр технологии не включены источники выбросов от факельных систем.

342

Таблица

6.6 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве ПС суспензионным

способом

Показатели сбросов* загрязняющих ве-

ществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование загрязня-

Направление

Диапазон

Среднее

ющего вещества

сбросов

Минимальное

Максимальное

значе-

значение

ние

Взвешенные вещества

1,38

1,79

ХПК

2,79

3,63

АСПАВ (анионные син-

тетические поверх-

0,009

0,011

ностно-активные веще-

ства)

Показатели сбросов после ЛОС

Таблица 6.7 - Отходы, образующиеся при производстве ПС суспензионным способом

Масса образующихся

отходов производства в

расчете на 1 т продукции,

Способ утилиза-

кг/т

Класс

Источник образо-

ции, обезврежи-

Наименование

опас-

Диапазон

Сред-

вания

вания, размеще-

ности

нее

Мини-

Макси-

ния

значе-

мальное

ние

значе-

ние

Обтирочный мате-

риал, загрязненный

нефтью или нефте-

Обслуживание

продуктами (содер-

Обезвреживание

0,0038

0,0040

0,0039

оборудования

жание нефти или

нефтепродуктов ме-

нее 15 %)

Использование

Утилизация /

Тара полиэтилено-

материалов и ре-

размещение на

0,43

2,5

1,47

вая, загрязненная

агентов

полигоне ТБО

Шлам очистки емко-

стей и трубопрово-

Чистка оборудо-

III

Обезвреживание

0,1

0,5

0,3

дов от нефти и

вания

нефтепродуктов

343

Окончание таблицы 6.7

Масса образующихся

отходов производства в

расчете на 1 т продукции,

Способ утилиза-

кг/т

Класс

Источник образо-

ции, обезврежи-

Наименование

опас-

Диапазон

Сред-

вания

вания, размеще-

нее

ности

ния

Мини-

Макси-

значе-

мальное

ние

значе-

ние

Тара деревянная,

утратившая потре-

Транспортировука

бительские свой-

реагентов и про-

Утилизация

0,67

0,88

0,78

ства, незагрязнен-

дукции

ная

Упаковка реаген-

Вторсырье (картон,

тов и др

макулатура, пла-

Утилизация

0,36

0,37

0,365

распечата доку-

стик)

ментов

Ил стабилизирован-

ный биологических

Очистка сточных

очистных сооруже-

вод производства

Утилизация

3,18

5,24

4,21

ний хозяйственно-

ПСВ

бытовых и смешан-

ных сточных вод

Отходы (осадок) ме-

ханической очистки

Очистка сточных

нейтрализованных

вод в отделении

Размещение

64,72

69,3

67,01

стоков производств

очистки сточных

органического син-

вод

теза

Лом и отходы изде-

Зачистка обору-

лий из полистирола

Размещение

3,30

3,53

3,42

дования

незагрязненные

Лом и отходы сталь-

Растаривание ка-

ных изделий неза-

Утилизация

0,009

тализаторов

грязненные

Лом и отходы сталь-

Обслуживание и

ные несортирован-

замена оборудо-

Утилизация

0,64

2,44

1,54

ные

вания

Лом и отходы алю-

Обслуживание и

миния несортиро-

замена оборудо-

Утилизация

0,003

0,036

0,02

ванные

вания

344

6.3 Полистирол, получаемый полимеризацией в массе, в том

числе ударопрочный полистирол

6.3.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

Различают несколько методов получения ПС в массе, к наиболее распространен-

ным и перспективным относится непрерывный метод полимеризации в массе с неполной

конверсией стирольных пластиков. Процесс полимеризации протекает в каскаде изотер-

мических реакторов с перемешиванием до максимальной конверсии 85 % - 90 % с по-

следующим перегревом реакционной массы на 20 °C - 30 °C ниже предельной темпера-

туры для полистирола, последующего удаления непрореагировавшего мономера и при-

месей под вакуумом, выделения, очистки и возврата отогнанного мономера.

В общем виде рассматриваемый технологический процесс непрерывной полиме-

ризации (сополимеризации) стирола в массе с неполной конверсией состоит из следую-

щих основных стадий:

- подготовка исходного сырья;

- полимеризация;

- удаление непрореагировавшего мономера и примесей под вакуумом;

- выгрузка, транспортировка и грануляция расплава полимера;

- упаковка полимера;

- улавливание и очистка отогнанного мономера от примесей и возврат его в про-

цесс;

- обогрев основной производственной линии (горячим теплоносителем);

- утилизация и/или термическое обезвреживание жидких отходов.

В оформлении стадии полимеризации существующих высокопроизводительных

процессов непрерывной полимеризации стирола в массе условно можно выделить че-

тыре схемы, принципиально различающиеся системой теплосъема (рисунки 6.6-6.9).

1 - форполимеризатор; 2 - полимеризатор; 3 - перегреватель расплава;

4 - двухступенчатая испарительная камера; 5 - выгрузное устройство;

6 - фильтр расплава; 7 - гранулятор; 8, 9 - вакуум-насосы

Рисунок 6.6 - Получение ПС методом полимеризации в массе с неполной конверсией

345

1 - форполимеризатор; 2, 3 - полимеризатор; 4 - перегреватель расплава 1-ой

ступени; 5 - испарительная камера 1-ой ступени; 6-10 - выгрузные устройства;

11 - перегреватель расплава 2-ой ступени; 12 - испарительная камера 2-ой ступени;

13 - фильтр расплава; 14 -гранулятор; 15-18 - конденсаторы отогнанного мономера;

19 - емкость регенированного мономера; 20-22 - вакуум-насосы; 23 - печь нагрева

Рисунок 6.7 - Получение ПС методом полимеризации в массе с неполной конверсией

при съеме теплоты реакции на стадии форполимеризации методом испарения с

генерацией теплоносителя и утилизацией технологических сдувок

1 - форполимеризатор; 2 - теплообменник; 3 - полимеризатор; 4 - испарительный

контур; 5-7 - транспортирующие насосы; 8 - перегреватель; 9 - испарительная камера;

10 - выгрузное устройство; 11 - фильтр расплава; 12 - гранулятор;

13, 14 - конденсаторы отогнанного мономера; 15 - емкость регенерированного

мономера; 16, 17 - вакуум- насосы

Рисунок 6.8 - Получение ПС методом полимеризации в массе с неполной конверсией в

каскаде реакторов смешения

346

1 - теплообменник; 2 - полимеризатор; 3 - перегреватель испарительной

камеры 1-ой ступени; 4 - испарительная камера; 5, 6 - выгрузные

устройства; 7 - перегреватель испарительной камеры 2-ой ступени; 8 -

испарительная камера 2-ой ступени; 9 - фильтр расплава; 10 - гранулятор;

11-13 - конденсаторы отогнанного мономера; 14 - емкость

регенерированного мономера; 15, 16 - вакуум-насосы

Рисунок 6.9 - Получение ПС методом полимеризации в массе

Сопоставление рассмотренных вариантов технологических схем процессов полу-

чения стирольных пластиков методом непрерывной полимеризации в массе с неполной

конверсией позволяет сделать следующие выводы:

Для производства, предусматривающего выпуск только полистирола общего

назначения наиболее подходящей является схема при существенно неполной конвер-

сии (рисунок 6.9).

При планировании периодического выпуска на линии полистирола общего назна-

чения и ударопрочного полистирола оптимальным можно считать использование схемы

с теплосъемом на стадии форполимеризации путем испарения с последующей полиме-

ризацией в горизонтальных реакторах малого объема (рисунок 6.7).

При получении УПС перед стадией полимеризации добавляется стадия растворе-

ния каучука в стироле.

Описание технологического процесса производства ПС методом полимеризации

в массе с неполной конверсией при съеме теплоты реакции на стадии форполимериза-

ции методом испарения приведено в таблице 6.8, перечень основного оборудования - в

таблице 6.9.

347

Таблица

6.8

- Описание технологического процесса получения ПС методом

полимеризации в массе с неполной конверсией при съеме теплоты реакции на стадии

форполимеризации методом испарения

Выходной поток

Основное

Природо-

Входной

Стадия технологиче-

Технологиче-

охранное

Продукты

поток

ского процесса

ское оборудо-

оборудо-

и полу-

Эмиссии

вание

продукты

3.1

3.2

Стирол,

Стирол

мине-

Минеральное масло

ральное

Отходящие

Резервуары

Прием сырья

Этилбензол

масло,

газы

Насосы

Стирол-рецикл

этилбен-

зол

Шихта

Аппараты с

Стирол

Приготовление

ПСОН,

Отходящие

мешалкой

Минеральное масло

шихты

шихта

газы

Резервуары

Каучук

УППС

Насосы

Реакторное

Расплав

Отходящие

оборудование

Шихта ПСОН

полисти-

Полимеризация сти-

газы

Дегазаторы

Шихта УППС

рола, сти-

рола

Сточные

Теплообмен-

Этилбензол

ролре-

воды

ное оборудо-

цикл

вание Насосы

Фильерная

плита сито-

полимера

Полисти-

Ванны охла-

Отходящие

Расплав полисти-

Выделение полисти-

рол (чи-

ждения

газы

рола

стота

Воздуходувки

99,95%)

Эжекторы

Гранулятор

Сортироваль-

ное устройство

Печь нагрева

Аппараты

Масло-

Отходящие

Прием и нагрев мас-

воздушного

Маслотеплоноситель

тепло-но-

газы

лотеплоносителя

охлаждения

ситель

Аппараты

Насосы

Вода

Градирня

Биоциды водообра-

Водоподготовка

Вода

Насосная

ботки

станция

Топлив-

Отходящие

Факел, сепа-

Топливный газ

Факел

ный газ

газы

раторы

348

Таблица

6.9 - Перечень основного оборудования процесса получения ПС методом

полимеризации в массе с неполной конверсией при съеме теплоты реакции на стадии

форполимеризации методом испарения

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Прием, хранение, приго-

товление, подача сырья и

Резервуары

Объем - 50-300 м³

(или) полупродуктов, и

(или) продуктов

Аппарат с ме-

Приготовление шихты

Объем - 90,8 м³

шалкой

ПСОН/УППС

Объем - 42,94 м³

Давление (рас.) - 0,5 МПа / полный ва-

Реактор

Форполимеризация

куум

Tемпература (рас.) - 149 С

Объем - 7,3 8,75 м³

Реакторы

Полимеризация

Давление (рас.) - 0,46-0,7 МПа

Tемпература (рас.) - 316-343 С

Объем - 1,55-17 м³

Блок дегазации

Давление (рас.) - 0,48 МПа / полный ва-

Дегазация паров стирола

стирола

куум

Tемпература (рас.) - 315-343 С

Объем - 6.6 м³

Давление (рас.) - 0.53 МПа / полный ва-

Конденсация стирол-ре-

Конденсатор

куум

цикла

Давление (рас.) - 343 град.

Поверхность теплообмена - 277,25 м²

Сбор, хранение и подача

Емкости

сырья, материалов, полу-

Объем - 2-10 м³

продуктов

Производительность - 1200-3853 м³/час

Вакуумный

Откачка паров стирола с

Давление всаса - 2-30 мм.рт.ст.

насос

дегазации

Давление нагнетания - 28-80 мм.рт.ст.

Струйный эжек-

Создание и поддержание

Производительность - 20 м³/час

тор

первичного вакуума

Объем - 16.3 м³

Давление (рас.) - 0,52 МПа / полный ва-

Испаритель

Дегазация паров стирола

куум

Tемпература (рас.) - 343 С

349

Окончание таблицы 6.9

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Устройство пе-

Габаритные размеры - 3170 x 700 мм

реключения

Очистка от мех.включений

Размер сеток - 0,297 мм / 0,149 мм

фильтров

Диаметр отверстия - 3,8 мм

Экструдер

Создание формы гранул

Количество отверстий -125

Осушка нитей полисти-

Производительность - 2200-9800 м³/час

Воздуходувка

рола

Напор - 0,013-0,01 МПа

Гранулятор

Гранулирование

Производительность - 4200 кг/час

Сепаратор гра-

Сортировальное устрой-

Производительность - 4764 кг/час

нул

ство

Инжектор

Транспортировка гранул

Размеры - 1422,4 x 406,4 мм

Промежуточное хранение

Бункер

Объем - 7,45 м³

гранул

Аппарат воз-

Охлаждение маслотепло-

душного охла-

Поверхность теплообмена - 830 м³

носителя

ждения

Нагрев маслотеплоноси-

Печь

Выделяемая энергия - 2324 кВт

теля

Факел

Аварийный факел

Высота - 35000 мм

Хранение промышленной

Бассейн

Объем - 420 м³

воды

Производительность - 1400 м³/час

Температура воды на выходе - не ниже

Градирня

Охлаждение воды

15 С

Температура воды на входе - не выше

35 С

Описание технологического процесса производства ПС методом полимеризации

в массе при существенно неполной конверсии приведено в таблице 6.10, перечень ос-

новного оборудования - в таблице 6.11.

350

Таблица

6.10

- Описание технологического процесса получения ПС методом

полимеризации при существенно неполной конверсии

Выходной поток

Приро-

Основное

Стадия техноло-

доохран-

Входной

Технологиче-

гического про-

ное

Продукты и полу-

Эмис-

поток

ское оборудо-

цесса

обору-

продукты

сии

вание

дование

3.1

3.2

Стирол

Этилбензол

Подготовка

Смешанный моно-

Емкостное

Стирол ре-

сырья

мер

оборудование

цикл

Смешанный

Полимеризация

Расплав полисти-

Реактор с ме-

мономер

стирола

рола

шалкой

Полистирол (гра-

Дегазация, кон-

нулы)

Расплав по-

денсация, ваку-

Олигомеры стирола

Дегазатор

листирола

умная система,

Непрореагировав-

ре

ший мономер

Гранулирование

Полистирол

Гранулы полисти-

Линия грану-

и транспорти-

(гранулы)

рола

лирования

ровка гранул

Непрореаги-

Регенерация мо-

Емкостное об-

ровавший

Стирол-рецикл

номеров

рудование

мономер

Таблица 6.11 - Перечень основного оборудования процесса получения ПС методом

методом полимеризации в массе при существенно неполной конверсии

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Нагрев маслотеплоноси-

Мощность - 3838 кВт

Трубчатая печь

теля

КПД - 84,5 %

Объем - 67,4 м³

Реактор

Полимеризация стирола

Температура - 131С

Давление - 0,31 МПа

Стренговый

Гранулирование полисти-

подводный гра-

Производительность - 4500 кг/ч

рола

нулятор

Холодильная

Охлаждение антифриза

Мощность - 334 кВт

машина

351

6.3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве полистирола методом полимеризации в массе

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства ПС ме-

тодом полимеризацией в массе приведены в таблицах 6.12-6.13.

Таблица

6.12

- Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве ПС методом полимеризации в массе с неполной конверсией

при съеме теплоты реакции на стадии форполимеризации методом испарения

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

Минималь-

Максималь-

измерения

ный

Стирол + каучук + минеральное масло

кг/т

953,8

1050,14

(для УППС)

Стирол + минеральное масло (для

кг/т

976

1058,14

ПСОН)

Электроэнергия

кВт·ч/т

229,2

Топливный газ

т.у.т./т

0,013

0,049

Таблица

6.13

- Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве ПС методом полимеризации в массе при существенно

неполной конверсии

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

Максималь-

измерения

Минимальный

ный

Стирол

кг/т

1018

1029

Электроэнергия

кВт·ч/т

182

218,4

Топливный газ

т.у.т./т

0,035

0,042

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

ПС методом полимеризации в массе, приведена в таблицах 6.14-6.20. При производ-

стве ПС методом полимеризации в массе при существенно неполной конверсии сточные

воды не образуются.

352

Таблица 6.14 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПС

методом полимеризации в массе

Масса выбросов загрязняющих веществ

после очистки в расчете на 1 т продук-

Метод очистки, об-

ции, кг/т

Наименование загрязня-

работки, повтор-

ющего вещества

ного использова-

Диапазон

Среднее

ния

Минимальное

Максимальное

значение

Азота диоксид



0,04



Азота оксид



0,27



Серы диоксид



0,001



Углерода оксид



0,08

Этенилбензол (стирол)



0,007



В периметр технологии не включены источники выбросов от парков хранения исходного сы-

рья, готовой продукции, эстакад и факельных систем

Таблица 6.15 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПС

методом полимеризации в массе с неполной конверсией при съеме теплоты реакции на

стадии форполимеризации методом испарения с генерацией теплоносителя и утилиза-

цией технологических сдувок.

Масса выбросов загрязняющих веществ

после очистки в расчете на 1 т продук-

Метод очистки, об-

ции, кг/т

Наименование загрязня-

работки, повтор-

ющего вещества

ного использова-

Диапазон

Среднее

ния

Минимальное

Максимальное

значение

Азота диоксид



0,242



Азота оксид



0,27



Серы диоксид



0,2



Углерода оксид



0,194

Этенилбензол (стирол)



0,216



Взвешенные вещества



0,033

В периметр технологии не включены источники выбросов от парков хранения исходного сы-

рья, готовой продукции, эстакад и факельных систем

353

Таблица 6.16 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПС

методом полимеризации в массе при существенно неполной конверсии с генерацией

теплоносителя и утилизацией технологических сдувок.

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование за-

обработки, по-

грязняющего веще-

Диапазон

вторного исполь-

Среднее

ства

Минимальное

Максимальное

зования

значение

Азота диоксид



0,242



Азота оксид



0,27



Серы диоксид



0,22



Углерода оксид



0,194

Этенилбензол (сти-



0,216



рол)

В периметр технологии не включены источники выбросов от парков хранения исходного сы-

рья, готовой продукции, эстакад и факельных систем

Таблица 6.17 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве ПС методом поли-

меризации в массе

Показатели сбросов загрязняющих ве-

ществ в расчете на 1 т продукции после

очистки на локальных очистных соору-

Наименование

жениях, кг/т

загрязняющего

Направление сбросов

вещества

Диапазон

Среднее

Минимальное

Максимальное

значе-

значение

ние

Технологические сточные

Нефтепро-

воды отводятся на

0,00000112

дукты (нефть)

очистку на биологические

очистные сооружения

354

Таблица 6.18 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве ПС методом поли-

меризации в массе с неполной конверсией при съеме теплоты реакции на стадии фор-

полимеризации методом испарения с генерацией теплоносителя и утилизацией техно-

логических сдувок

Показатели сбросов загрязняющих ве-

ществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значе-

значение

ние

Технологические сточные

Нефтепро-

воды отводятся на

0,005

0,006

дукты (нефть)

очистку на биологические

очистные сооружения

Таблица

6.19 - Отходы, образующиеся при производстве ПС методом полимериза-

ции в массе с неполной конверсией при съеме теплоты реакции на стадии форполиме-

ризации методом испарения с генерацией теплоносителя и утилизацией технологиче-

ских сдувок

Масса образующихся

отходов производства в

Способ ути-

расчете на 1 т продукции,

Класс

Источник

лизации,

кг/т

Наименование

опас-

образова-

обезврежи-

Диапазон

Сред-

ности

ния

вания, раз-

нее

Мини-

Макси-

мещения

значе-

мальное

ние

значе-

ние

Адсорбент на основе

оксида алюминия, от-

работанный при

Адсорбер

очистке стирола от

III

по очистке

Захоронение

0,035

пара-третбутилпиро-

стирола

катехина в производ-

стве полистирола

Керамические изде-

лия прочие, утратив-

Адсорбер

шие потребительские

по очистке

Утилизация

0,007

свойства незагряз-

стирола

ненные

355

Окончание таблицы 6.19

Масса образующихся

отходов производства в

расчете на 1 т продукции,

Способ ути-

кг/т

Класс

Источник

лизации,

Наименование

опас-

образова-

обезврежи-

Диапазон

Сред-

ности

ния

вания, раз-

нее

Мини-

Макси-

мещения

значе-

мальное

ние

значе-

ние

Цеолит, отработан-

ный при осушке газов,

Утилизация

0,007

в том числе углеводо-

родных

Ткань фильтроваль-

Фильтр

ная из натуральных

Утилизация

воды узла

волокон, загрязнен-

или Обез-

0,103

выделения

ная негалогени-ро-

вреживание

Riter

ванными полимерами

Зачистка

Отходы зачистки ре-

оборудова-

акторов полимериза-

Захоро-не-

III

ния в пе-

0,07

ции стирола в произ-

ние

риод капре-

водстве полистирола

монта, ППР

Бумага фильтроваль-

ная, загрязненная

Обезврежи-

нефтепро-дуктами

0,103

вание

(содержание менее

15 %)

356

Раздел 7 Производство АБС-пластиков (акрилонитрил-

бутадиен-стирольный сополимер)

АБС-пластик (луран, люстран, силак, сиколак, терлуран)-термопластичный трой-

ной сополимер акрилонитрила, полибутадиена и стирола. Название свое АБС-пластик

получил от начальных букв мономеров и каучука, которые входят в его состав - акрило-

нитрила, бутадиенового каучука и стирола. Фактически АБС-пластик является одним из

основных видов модифицированного полистирола. Это термопластичный, ударопроч-

ный, эластичный материал, который в настоящее время используется для изготовления

разнообразной продукции бытового и промышленного назначения. Недостаточная стой-

кость к воздействию УФ-излучения, достаточно легко преодолеваемая посредством вве-

дения в состав определенных добавок, - это, пожалуй, единственный недостаток дан-

ного универсального материала.

Полимер выпускается в виде гранул и отдельных листов. Гранулированный пла-

стик служит сырьем для дальнейшего точного литья различных изделий. Листовой АБС

может использоваться как готовая продукция или полуфабрикат для оформления инте-

рьеров помещений, склеивания различных моделей и форм. Пластик в листах применя-

ется и как сырьевой материал изготовления сложных деталей методом вакуумной фор-

мовки.

По химическому строению АБС-пластики можно разделить на две основные

группы:

- собственно АБС-сополимер;

- полимерные композиты (АБС-композиты).

Исходным сырьем для производства АБС-пластика являются: стирол, акрилонит-

рил, бутадиен. Сведения по производству данных мономеров представлены в ИТС 18-

2016 «Производство основных органических химических веществ».

Свойства

Росту популярности и широкому распространению АБС-пластик обязан набору

технических характеристик, которыми он обладает. Основными свойствами, влияющими

на востребованность материала на рынке, являются: высокие показатели износостойко-

сти и прочности в сочетании с эластичностью, долговечность при условии эксплуатации

без воздействия ультрафиолетовых лучей, высокая сопротивляемость воздействию мо-

ющих средств и щелочных составов, устойчивость к воздействию влаги, кислот и масел,

нетоксичность в нормальных условиях, широкий интервал эксплуатации при температу-

рах от минус 40 °C до + 90 °C с сохранением технических характеристик. В чистом виде

материал имеет матовую поверхность желтоватого оттенка, но при помощи пигментных

добавок может окрашиваться в любые цвета и становиться прозрачным.

Применение

Из АБС-пластика изготавливают большое количество автомобильных деталей, та-

ких как внутренняя обшивка кабин, панели приборов, рукоятки рычагов переключения

скоростей, ручных тормозов. Полимер широко применяется для производства корпусов

домашней бытовой техники: пылесосов, кухонных комбайнов, телефонных аппаратов,

компьютерной и оргтехники. Корпусы промышленных агрегатов, моек высокого давле-

ния, компрессорного оборудования, санитарно-технических изделий, электротехниче-

ских приборов выполняют из пластика АБС.

358

Из пластика производят практически все виды канцелярских товаров: авторучки,

степлеры, маркеры, подставки для карандашей, держатели для документов и пр. Име-

ется пищевая разновидность пластика, из которой изготавливают всевозможные контей-

неры для хранения продуктов, тару, емкости питьевой воды. Огромное количество дет-

ских товаров (конструкторские наборы, игрушки, развивающие игры) производят из АБС.

Также материал применяется при создании спортивного, торгового и рекламного обору-

дования, инструментов и оружия. В последнее время все большее распространение в

мире получает 3D-печать. В качестве расходного материала для 3D-принтеров приме-

няется в том числе и АБС-пластик. Для этого используются высококачественные брен-

довые модификации материала, поставляемые на специальных катушках. Детали, отпе-

чатанные из этого полимера, отличаются высокой прочностью и сопротивляемостью ме-

ханическим нагрузкам.

Композиционные материалы на основе АБС

АБС-пластик обладает большим потенциалом для создания различных модифи-

каций и композиционных материалов на своей основе. Путем комбинации полимера

с другими компонентами можно изменить характеристики основных показателей и неко-

торые свойства:

- для повышения атмосферостойкости в состав пластика необходимо добавить

насыщенные эластомеры;

- эффекта прозрачности можно добиться, используя в качестве добавки метил-

метакрила;

- введением α-метилстирола рабочий диапазон температур материала может

быть расширен до 110 °C - 130 °C.

Наиболее востребованными и распространенными композитами на основе

АБС- пластика являются:

- сплав АБС с поликарбонатом (АБС-ПК), обладающий повышенной ударопроч-

ностью, температурной и химической стойкостью, одной из областей применения мате-

риала является точное литье и формовка;

- в результате комбинации с поливинилхлоридом (АБС-ПВХ) образуется аморф-

ный материал, пригодный для эксплуатации на открытом воздухе. Допустима его крат-

ковременная эксплуатация при температуре 95 °C. Комбинация с полибутилентерефта-

латом (АБС-ПБТ) дает жесткий материал с повышенными прочностными характеристи-

ками и долговечностью, при этом свойства материала остаются стабильными при крат-

ковременном нагревании до температуры 150 °C;

- смесь АБС с полиамидом (АБС-ПА) выдерживает кратковременное воздей-

ствие температуры 180 °C, обладает отличными диэлектрическими показателями; раз-

личные элементы хорошо соединяется путем склеивания и спайки;

- при сплавлении с термополиуретаном образуется прочный пластичный мате-

риал, обладающий очень высокими показателями стойкости к воздействию влаги и от-

рицательных температур.

7.1 АБС-пластики, получаемые по эмульсионной технологии

Данный метод получения АБС-полимера сводится к следующему: стирол и акри-

лонитрил добавляют в эмульсию полибутадиена, перемешивают и нагревают до 5 °C.

359

Затем добавляют растворимый в воде инициатор, например раствор персульфата ка-

лия, и смесь полимеризуется. Полученную в результате суспензию дегазируют, филь-

труют, полимер высушивают и упаковывают.

Процесс считается достаточно энергоемким. Для изготовления 1 т сырьевого пла-

стика затрачивается около 2 т нефти в эквиваленте энергии и материалов.

В процессе эмульсионной полимеризации существуют широкие возможности для

регулирования структуры и морфологии АБС-пластиков. Размер частиц эластомера и их

распределение по размеру предопределяются уже в процессе получения латекса. Сши-

вание эластомера, степень прививки и структура частиц определяются на стадии поли-

меризации.

Кинетика и механизм эмульсионной полимеризации существенно отличаются от

таковых для гомогенной полимеризации в массе. Кроме обычных для свободноради-

кальной полимеризации стадий инициирования, роста и обрыва цепи, необходим про-

цесс нуклеации латексных частиц, в котором главную роль играет поверхностно-актив-

ное вещество.

7.1.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

Эмульсионная полимеризация является стандартным методом производства

АБС-полимеров и ряда подобных материалов. АБС-сополимеры содержат 5 % - 35 %

акрилонитрила (обеспечивающего химическую стойкость, термостойкость), 10 % - 40 %

полибутадиена (определяющего высокую ударную вязкость) и 25 % - 80 % стирола

(обеспечивающего механическую прочность, перерабатываемость).

Технологический процесс производства AБC методом привитой сополимеризации

в эмульсии состоит из следующих основных стадий:

- получение латекса каучука,

- смешение латекса с мономерами,

- привитая сополимеризация каучука с мономерами,

- отгонка непрореагировавших мономеров,

- коагуляция латекса,

- выделение, промывка и сушка порошка,

- гранулирование АБС-сополимеров (рисунок 7.1).

360

1 - реактор; 2 - сборник-хранилище; 3 - смеситель; 4 - реакторы; 5 - сборник

непрореагировавших мономеров; 6 - аппарат коагуляции; 7 - сборник суспензии;

8 - барабанный вакуум-фильтр; 9 - ленточная сушилка; 10 - бункер

Рисунок 7.1 - Принципиальная схема производства АБС эмульсионной

полимеризацией

Мономеры загружают в реактор 1, содержащий воду, эмульгатор, инициатор и ре-

гулятор молекулярной массы, и заранее синтезированный латекс каучука. После отгонки

непрореагировавшего бутадиена латекс охлаждают и сливают в сборник-хранилище 2,

из которого дозировочным насосом непрерывно подают в смеситель 3. В сборник 2 вво-

дятся дополнительные количества эмульгатора и инициатора, необходимые для стаби-

лизации добавляемых в смеситель 3 мономеров (стирола и акрилонитрила) и иницииро-

вания их сополимеризации. Из смесителя 3 латекс непрерывно поступает в каскад реак-

торов 4, в которых последовательно протекает реакция привитой сополимеризации.

Каждый реактор снабжен мешалкой и рубашкой для обогрева с индивидуальной

системой регулирования температуры. Непрореагировавшие мономеры непрерывно от-

гоняют с помощью острого водяного пара под вакуумом в аппарате 5, охлаждают в хо-

лодильнике и собирают в приемник. После перегонки их возвращают в цикл. Затем ла-

текс коагулируют добавлением коагулянта в аппарате 6 и образовавшуюся суспензию

собирают в сборнике 7. Фильтрование суспензии и промывка осадка водой проводятся

на барабанном вакуум-фильтре непрерывного действия 8. Промытый и отжатый порош-

кообразный продукт поступает в ленточную сушилку 9 и сушится горячим воздухом. Су-

шилка снабжена специальным валковым приспособлением для таблетирования по-

рошка. Таблетки собирают в бункер 10, а затем смешивают с красителями и другими

добавками и гранулируют.

361

Смешение компонентов АБС-пластика

Существует несколько способов смешения. Простейшим и наиболее часто приме-

няемым является смешение расплавов в экструдере, смесителе Бэнбери или на обогре-

ваемых двухвалковых вальцах. Гомогенность продукта зависит от эффективности сме-

сительного оборудования. Преимуществами двухшнекового экструдера являются высо-

кие сдвиговые усилия и непрерывность процесса, однако не менее эффективен однош-

нековый экструдер, если он используется последовательно со статическим смесителем.

Смешение в растворе может дать более однородный материал, однако необходимость

отгонки растворителя делает процесс неудобным и дорогим. Возможно также смешение

полимерных латексов с последующей их коагуляцией; область применения метода огра-

ничена эмульсионными полимерами.

7.2 АБС-пластики, получаемые полимеризацией в массе

Сопоставительный анализ особенностей промышленных технологических про-

цессов получения АБС-пластика свидетельствует о явном преимуществе метода поли-

меризации в массе по:

- низкому энерго- и водопотреблению;

- возможности создания автоматической системы управления производством;

снижению расхода вспомогательных видов сырья и, как следствие, снижению ка-

питальных вложений в основное производство на 30 % - 35 %.

В настоящем разделе описано производство АБС пластиков полимеризацией в

массе, в том числе по схеме с генерацией теплоносителя и утилизацией технологиче-

ских сдувок.

7.2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

Процесс производства АБС-пластика методом радикальной полимеризации в

массе включает следующие основные стадии:

- подготовка сырья и реагентов;

- полимеризация в каскаде реакторов;

- удаление непрореагировавших мономеров и растворителя;

- первичное гранулирование и компаундирование;

- упаковка и складирование готовых продуктов;

- регенерация мономеров и растворителя;

- стадия подготовки ВОТ и подачи его на технологические стадии.

Процесс получения АБС-пластика методом непрерывной полимеризации в массе

производится в присутствии 15 масс. % - 25 масс. % растворителя и специального ини-

циатора. Выбранные инициаторы в процессе образования свободных радикалов

не должны приводить к появлению бензойной кислоты или бензальдегида, так как эти

примеси способствуют протеканию циклизации по -С ≡ N-группам, что приводит к по-

желтению и ускоренной деструкции полимера.

Стадия полимеризации реализуется в три этапа:

- предфорполимеризация до конверсии 5 % - 7 %;

362

- форполимеризация до конверсии 32 % - 37 %;

- полимеризация до конверсии 75 % - 80 %;

- обогрев основной производственной линии (горячим теплоноосителем);

- утилизация и/или термическое обезвреживание жидких отходов, в том числе с

производства полистиролов.

Использование внутренних теплообменных поверхностей в форполимеризаторе

и полимеризаторе не допускается из-за большой забивки охлаждающих поверхностей.

Введение регуляторов молекулярной массы, термостабилизаторов и других доба-

вок производится в полимеризатор, что необходимо для поддержания степени прививки

на максимальном уровне.

В общем виде блок-схема процесса получения АБС-пластика методом непрерыв-

ной полимеризации в массе представлена на рисунках 7.2 и 7.3.

1 - дробилка каучука; 2 - растворитель каучука; 3(1), 3(2) -

теплообменники; 4 - буферная емкость; 5 - дозирующий насос; 6 -

роторно-пульсационный аппарат; 7(1), 7(2), 7(3) - фильтры; 8 - насос

очистки фильтров;

9 - предфорполимеризатор; 10 - форполимеризатор; 11 -

полимеризатор; 12 - испарительный контур;

13 - теплообменник; 14 - насос; 15(1), 15(2) - циркуляционные насосы;

16(1), 16(2), 16(3) - выгрузные устройства;

17, 18 - перегреватели; 19, 20 - испарительные камеры; 21 - фильтр

расплава; 22 - гранулятор; 23 - бункер хранения гранул; 24(1), 24(2),

24(3) - конденсаторы; 25(1), 25(2) - сборники отогнанных мономеров и

растворителя;

26(1), 26(2), 26(3) - вакуум-насосы

Рисунок 7.2 - Блок-схема процесса получения АБС пластика методом непрерыв-

ной полимеризации в массе

363

Рецикл на

утилизацию

Печь термоокисления

отходов

Печь

нагрева

1 - дробилка каучука; 2 - растворитель каучука; 3(1), 3(2) - теплообменники; 4 - буферная емкость;

5 - дозирующий насос; 6 - роторно-пульсационный аппарат; 7(1), 7(2), 7(3) - фильтры; 8 - насос очистки фильтров; 9 -

предфорполимеризатор; 10 - форполимеризатор; 11 - полимеризатор; 12 - испарительный контур; 13 - теплообменник; 14 -

насос; 15(1), 15(2) - циркуляционные насосы; 16(1), 16(2), 16(3) - выгрузные устройства; 17, 18 - перегреватели; 19, 20 -

испарительные камеры; 21 - фильтр расплава; 22 - гранулятор; 23 - бункер хранения гранул; 24(1), 24(2), 24(3) - конденсаторы;

25(1), 25(2) - сборники отогнанных мономеров и растворителя; 26(1), 26(2), 26(3) - вакуум-насосы; 27 - печь нагрева, 28 -

холодильная станция, 29-печь термоокисления отходов

Рисунок 7.3 - Блок-схема процесса получения АБС-пластика методом непрерывной полимеризации в массе с генерацией

теплоносителя и утилизацией технологических сдувок

Описание технологического процесса производства АБС-пластика методом не-

прерывной полимеризации в массе приведено в таблице 7.1, перечень основного обору-

дования - в таблице 7.2.

Таблица 7.1

- Описание технологического процесса получения АБС-пластика

методом непрерывной полимеризации в массе

Выходной поток

Основное

Природоохран-

Входной

Стадия технологи-

технологическое

ное оборудова-

Продукты и

Поток

ческого процесса

Эмиссии

оборудование

ние

полупродукты

3.1

3.2

Емкости с ме-

Стирол

Подготовка сырья

Шихта (сти-

шалками Дро-

Каучук

и реагентов

рол + каучук)

билка

Шихта

(стирол+

Полимер

каучук)

АБС-пластика

Нитрил

Полимеризация в

Стирол-ре-

Реакторы Дега-

акрило-

каскаде реакторов

цикл

заторы

вой кис-

Отработанная

лоты

органика

(НАК)

Выделение, грану-

Циклон

Полимер

лирование и транс-

Гранулы АБС-

Отходящие

АБС-

Гранулятор

портирование

пластика

газы

пластика

АБС-пластиков

Таблица 7.2 - Перечень основного оборудования процесса получения АБС-пластика

методом непрерывной полимеризации в массе

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Нагрев маслотеплоно-

Мощность - 4100 кВт

Трубчатая печь

сителя

КПД - 85,78 %

Объем - до 30 м³

Полимеризация рас-

Реакторы

Температура - не более 180 С

твора АБС-пластика

Давление - не более 1,0 МПа

Гранулирование АБС-

Гранулятор

пластика

Печь термоокис-

Термоокисление отхо-

Теплопроизводительность - 2,130 кВт

ления отходов

дов

Холодильная ма-

Охлаждение анти-

Мощность - 480 кВт

шина

фриза

365

7.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве АБС-пластика методом непрерывной

полимеризации в массе

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства АБС-

пластика методом непрерывной полимеризации в массе приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов

при производстве АБС-пластика методом непрерывной полимеризации в массе

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Стирол

кг/т

676,5

686,4

Акрилонитрил

кг/т

225,5

228,8

Каучук

кг/т

123

124,8

Электроэнергия

кВт·ч/т

263

315,6

Топливный газ

т.у.т./т

0,048

0,0576

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

АБС-пластика методом непрерывной полимеризации в массе, приведена в табли-

цах 7.4-7.6.

Таблица 7.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве АБС-

пластика методом непрерывной полимеризации в массе

Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в рас-

чете на 1 т продукции, кг/т

Производство АБС-пла-

Производство АБС-пластиков (ак-

стиков (акрилонитрил-бу-

рилонитрил-бутадиен-стироль-

тадиен-стирольных сопо-

ный сополимер) методом непре-

Метод

лимеров) методом непре-

рывной полимеризации в массе с

очистки,

Наименование

рывной полимеризациив

генерацией теплоносителя и ути-

обработки,

загрязняющего

массе

лизацией технологических сдувок

повторного

вещества

Диапазон

Среднее

Диапазон

использо-

Мак-

значение

вания

Мини-

Сред-

си-

маль-

Мини-

нее

маль-

Максималь-

ное

мальное

значе-

ное

ное значение

зна-

значение

ние

значе-

чение

ние

Азота диоксид



0,09



0,213



Азота оксид



0,02



0,034



Углерода оксид



0,11



0,186



Этенилбензол

0,17



0,17



(стирол)

Акрилонитрил



0,28



0,28



В периметр технологии не включены источники выбросов от парков хранения исходного сырья, гото-

вой продукции, эстакад и факельных систем

366

Таблица 7.5 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве АБС-пластика мето-

дом непрерывной полимеризации в массе, в т.ч. с генерацией теплоносителя и утилиза-

цией технологических сдувок

Показатели сбросов загрязняющих веществ

в расчете на 1 т продукции, кг/т

Направле-

Наименование загрязня-

Диапазон

ние сбро-

ющего вещества

Среднее

Минимальное

Максималь-

сов

значение

ное

значение

Нефтепродукты (нефть)

0,016

1,17

Таблица

7.6 - Отходы, образующиеся при производстве АБС-пластика методом не-

прерывной полимеризации в массе

Масса образующихся

отходов производства в

Способ ути-

расчете

лизации,

Класс

Источник об-

на 1 т продукции, кг/т

Наименование

обезврежи-

опасности

разования

Диапазон

Сред-

вания, раз-

Мини-

Макси-

нее

мещения

мальное

зна-

значение

чение

Отходы зачистки

оборудования

производства со-

Производство

полимеров акри-

III

АБС-пласти-

Захоронение



0,31



лонитрил-бута-

ков

диен-стирольных

(АБС-пластика)

Ткань фильтро-

вальная из нату-

ральных волокон,

Производство

Обезврежи-

загрязненная не-

АБС-пласти-



0,31



вание

галогени-рован-

ков

ными полиме-

рами

Бумага фильтро-

вальная, загряз-

Производство

ненная нефте-

Обезврежи-

АБС-пласти-



0,31



продуктами (со-

вание

ков

держание менее

15 %)

367

Окончание таблицы 7.6

Масса образующихся

отходов производства в

Способ ути-

расчете

лизации,

на 1 т продукции, кг/т

Класс

Источник об-

Наименование

обезврежи-

опасности

разования

Диапазон

Сред-

вания, раз-

нее

мещения

Мини-

Макси-

значе-

мальное

ние

значение

Отходы бутади-

енсти-рольных

каучуков при за-

чистке оборудо-

Производство

вания выделе-

АБС-пласти-

Утилизация



0,04



ния, осушки и

ков

упаковки бутади-

енсти-рольных

каучуков

Отходы произ-

водства основ-

ных органических

Производство

химических ве-

Обезврежи-

III

АБС-пласти-



0,34



ществ прочих (от-

вание

ков

ходы органики

производства

АБС-пластиков)

368

Раздел 8 Производство поливинилхлорида

Поливинилхлорид (ПВХ), один из наиболее крупнотоннажно производимых видов

пластика, представляет собой термопластичный полимер, получаемый радикальной по-

лимеризацией винилхлорида (ВХ) в присутствии инициаторов.

Изделия из ПВХ отличаются долговечностью, погодостойкостью, низкой воспла-

меняемостью. Около 60 % ПВХ продукции находит применение в строительной инду-

стрии, другим направлением использования является изготовление упаковочных мате-

риалов, автомобильных деталей и медицинского оборудования.

Основными способами производства ПВХ являются следующие технологические

решения:

- технология эмульсионной (латексной) полимеризации;

- технология суспензионной полимеризации;

- технология блочной полимеризации (в массе).

8.1 Поливинилхлорид эмульсионный

Эмульсионный ПВХ получают полимеризацией ВХ по периодической и непрерыв-

ной схемам. При эмульсионной полимеризации скорость реакции и свойства полимера

зависят от природы и концентрации эмульгатора, инициатора, pH среды, соотношения

ВХ и водной среды (водный модуль), температуры и др.

8.1.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

При получении эмульсионного ПВХ в качестве эмульгаторов широко использу-

ются анионоактивные вещества: в зависимости от pH применяют соли щелочных метал-

лов, алкилсульфаты, алкилсульфонаты, мыла жирных кислот.

Выбор водорастворимого инициатора зависит от условий полимеризации и задан-

ных свойств полимера. Часто применяют персульфаты калия и аммония.

Снижение температуры и повышение скорости протекания полимеризации дости-

гается путем использования окислительно-восстановительных систем (персульфат ка-

лия + бисульфит или тиосульфат натрия; перекись водорода + соль железа (II) и др.).

Решающее влияние на степень полимеризации оказывает температура полимеризации.

В качестве регуляторов pH используют буферные вещества - фосфаты, карбо-

наты.

Основные стадии получения эмульсионного ПВХ:

- подготовка исходного сырья;

- полимеризация ВХ;

- дегазация латекса;

- дестабилизация латекса (в ряде технологий стадия не используется);

- выделение ПВХ из латекса (сушка);

- расфасовка и упаковка полимера.

Технологическая схема получения эмульсионного ПВХ представлена на ри-

сунке 8.1.

369

1 - аппарат для растворения эмульгатора; 2, 5, 12 - фильтры;

3 - сборник водной фазы; 4 - полимеризатор; 6 - дегазатор латекса;

7 - сборник латекса; 8 - растворитель соды; 9 - сборник раствора соды;

10 - емкость для стабилизации латекса; 11 - вакуум-насос

Рисунок 8.1 - Схема производства эмульсионного ПВХ

Полимеризацию проводят при температуре 45 °C - 60 °C и давлении до 1 МПа

в автоклавах-реакторах - цилиндрических вертикальных аппаратах, оснащенных низко-

скоростными перемешивающими устройствами и «рубашками» для подвода и отвода

тепла. Наиболее часто используются автоклавы-реакторы 12-60 м³, изготовленные из

углеродистой стали, покрытой стеклоэмалью или высоколегированной.

При полимеризации непрерывным методом все рецептурные компоненты, кроме

ВХ, предварительно растворяются в обессоленной и обескислороженной воде в отдель-

ном миксере, откуда полученный раствор подается в верхнюю часть автоклава-реактора

колонного типа, одновременно туда же подается жидкий ВХ. Конверсия ВХ обычно со-

ставляет 90 % - 95 %. Полученный в результате полимеризации латекс непрерывно вы-

водится снизу автоклава-реактора в отпарной аппарат, в котором за счет понижения дав-

ления до 0,05 МПа выделяется не вступивший в реакцию ВХ. После осушки этот ВХ ком-

примируется, сжижается и очищается ректификацией, а затем он рециркулирует в

начало процесса.

В отличие от непрерывного метода при периодической полимеризации все компо-

ненты (в определенном порядке) загружаются в один автоклав-реактор, в котором ана-

логично осуществляются и полимеризация, и процесс выделения непрореагировавшего

ВХ. Затем с целью очистки от ВХ латекс подвергается вакуумной дегазации. Готовый

латекс, содержащий 30 % - 50 % полимера, с целью предотвращения коагуляции и тер-

модеструкции стабилизируется (добавлением соответствующих добавок) и через сбор-

ник-усреднитель направляется на стадию выделения полимера. Некоторые технологии

предусматривают стадию ультрафильтрации латекса, которая позволяет повысить со-

держание в нем полимерной составляющей, что сокращает энергозатраты на производ-

ство ПВХ.

370

Получение товарной формы ПВХ из латекса, как правило, осуществляется мето-

дом распылительной сушки, который «совмещает» три процесса: обезвоживание,

осушку и спекание микрочастиц в агломераты требуемой морфологии и гранулометрии.

Для осуществления этого процесса используется горячий воздух с температурой до

200 °C. Аппараты, применяемые для распылительной сушки латекса, представляют со-

бой цилиндрические аппараты большого диаметра с коническим днищем, оборудован-

ные устройствами для распыления латекса (форсунками или вращающимися перфори-

рованными дисками), а также устройствами подачи и обеспечения требуемой скорости

и траектории движения горячего воздуха. Образующиеся частицы полимера уносятся из

сушильного аппарата потоком воздуха и последовательно улавливаются в циклонах и

на рукавных фильтрах. Отработанный воздух после очистки от ПВХ сбрасывается в ат-

мосферу.

Описание технологического процесса эмульсионного ПВХ приведено в таб-

лице 8.1, перечень основного оборудования - в таблице 8.2.

Таблица 8.1 - Описание технологического процесса получения эмульсионного ПВХ

Выходной поток

Приро-

Основное

Стадия техно-

доохран-

Входной

Технологиче-

логического

Продукты и полу-

ное обо-

поток

Эмиссии

ское оборудо-

процесса

рудова-

продукты

вание

ние

3.1

3.2

Винилхлорид

Подготовка

Смешанный мо-

Емкостное обо-

мономер

сырья

номер

рудование

Добавки

Смешанный

Реактор

мономер

Полимериза-

Латекс (смесь

Отходя-

Гомогенизатор

Добавки

ция

ПВХ и воды)

щие газы

Емкостное обо-

Вода

рудование

Распылитель-

ПВХ

Латекс (смесь

Отходя-

ная сушилка

Осушка

Непрореагиро-

ПВХ и воды)

щие газы

Дробилка-клас-

вавший мономер

сификатор

Непрореаги-

Регенерация

Винилхлорид -

Емкостное об-

ровавший мо-

мономеров

рецикл

рудование

номер

371

Таблица 8.2 - Перечень основного оборудования процесса получения эмульсионного

ПВХ

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальная емкость с коническими

Реактор предва-

Предварительное сме-

днищами, снабженная полутрубным

рительного сме-

шение

змеевиком и мешалкой с нижним приво-

шения

дом

Реактор полиме-

Вертикальный аппарат с эллиптиче-

Полимеризация винил-

ризации винил-

скими днищами, снабжен рубашкой и

хлорида

мешалкой с нижним приводом

Гомогенизатор

Гомогенизация

Коллоидная мельница

Вертикальный аппарат с коническими

Емкость хранения

Хранение латекса

днищами с перемешивающим устрой-

латекса

ством

Распылительная

Вертикальный цилиндрический аппарат

Сушка

сушилка

с коническим днищем

Дробилка-класси-

Измельчение

Дробилка-классификатор

фикатор

8.1.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве эмульсионного поливинилхлорида

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства эмуль-

сионного поливинилхлорида способом приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов

при производстве эмульсионного поливинилхлорида

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

Максималь-

измерения

Минимальный

ный

Винилхлорид мономер

кг/т

1015

1060

Добавки

кг/т

15,99

18,3

Электроэнергия

кВт·ч/т

360

440

Пар среднего давления

т/т

0,125

0,193

Вода захоложенная

м³/т

4,3

5,2

Вода оборотная

т/т

68,4

83,6

Деминерализованная вода

т/т

2,25

2,75

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

эмульсионного поливинилхлорида, приведена в таблицах 8.4-8.6.

372

Таблица 8.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве эмуль-

сионного поливинилхлорида

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование за-

обработки, по-

грязняющего веще-

Диапазон

вторного исполь-

Среднее

ства

Минимальное

Максимальное

зования

значение

Винилхлорид (хло-

0,01

0,014



ристый винил)

Натрий гидроксид

(натрия гидро-

0,00001

0,005



окись, натр едкий,



сода каустическая)

Взвешенные веще-

0,033

0,045



ства

Натрий бисульфит

0,004

0,006

Таблица 8.5 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве эмульсионного поли-

винилхлорида

Показатели сбросов загрязняющих ве-

Наименование

ществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значе-

значение

ние

Аммоний-ион

0,3

Нитрат-анион

0,3

Сульфат-анион

–

0,3

(сульфаты)

Технологические сточные

Взвешенные

воды отводятся на очистку

1,0

вещества

ХПК

1,0

pH (ед)

373

Таблица 8.6 - Отходы, образующиеся при производстве эмульсионного поливинил-

хлорида

Масса образующихся

отходов производства в

Клас

Способ утили-

расчете на 1 т продукции,

Источник образо-

зации, обез-

кг/т

Наименование

опас-

вания

вреживания,

Диапазон

Сред-

ности

размещения

нее

Мини-

Макси-

мальное

значе-

значение

ние

Просеивание сы-

Отходы поливи-

рого латекса после

нилхлорида при

полимеризации на

фильтрации ла-

сите латекса для

Утилизация

III

0,76

3,37

2,1

текса поливинил-

отделения крупной

(рециклинг)

хлорида эмульси-

фракции; очистка

онного

оборудования от

корок ПВХ

Контроль качества

продукции: отделе-

Брак поливинил-

ние отходов ПВХ

Утилизация

III

0,12

0,18

0,15

хлорида

от продукции и по-

(рециклинг)

бочной продукции

производства ПВХ

Ткань фильтро-

вальная из поли-

Замена загрязнен-

эфирного во-

ных фильтров тех-

Обезврежива-

локна, отработан-

нологического обо-

III

ние (сжига-

0,08

0,10

0,09

ная при очистке

рудования про-

ние)

воздуха в произ-

цесса получения

водстве поливи-

ПВХ

нилхлорида

Отходы поливи-

нилхлорида

фильтра-уплотни-

теля при очистке

Очистка вращаю-

Утилизация

0,03

сточных вод про-

щегося фильтра

(рециклинг)

изводства поли-

меров винилхло-

рида

374

8.2 Поливинилхлорид суспензионный

Процесс суспензионной полимеризации осуществляется в каплях эмульсии, полу-

ченных диспергированием ВХ в воде в присутствии высокомолекулярных стабилизато-

ров эмульсии и растворимого в мономере инициатора.

8.2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

Суспензионный ПВХ получают по полунепрерывной схеме, где в качестве иници-

аторов применяют органические пероксиды или азосоединения (динитрил азо-бис-изо-

масляной кислоты (порофор), пероксид лауроила, пероксидикарбонаты и др.), стабили-

заторами служат поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, желатин и др., для поддержа-

ния постоянного pH при полимеризации ВХ в систему вводят буферные добавки - водо-

растворимые карбонаты, фосфаты.

Технологическая схема полимеризации суспензионного ПВХ приведена на ри-

сунке 8.2.

1 - емкость обессоленной воды; 2 - мерник ВХ; 3 - емкость приготовления раствора

инициатора; 4 - емкость приготовления раствора стабилизатора эмульсии;

5 - фильтр; 6 - реактор-полимеризатор; 7 - усреднитель

Рисунок 8.2 - Технология получения суспензионного ПВХ

В реактор-полимеризатор 6 загружают деминерализованную воду из емкости 1,

раствор стабилизатора эмульсии из емкости 4 через фильтр 5, а также инициатор в виде

375

раствора в ВХ из емкости 3 или в виде порошка. Затем в реактор загружают жидкий ВХ

из мерника 2. Реактор разогревают до 50 °C - 75 °C и проводят полимеризацию, затем

после сдувки непрореагировавшего ВХ суспензию полимера выгружают в усреднитель

Важнейшим параметром, определяющим молекулярную массу ПВХ и степень раз-

ветвленности его макромолекул, является температура полимеризации. Для получения

ПВХ с узким ММР отклонение этого параметра не должно превышать 0,5 °C. Для сниже-

ния температуры полимеризации при получении ПВХ используют агенты переноса

цепи - хлоруглеводороды (трихлорэтилен, тетрахлорид углерода).

Описание технологического процесса суспензионного ПВХ приведено в таб-

лице 8.7, перечень основного оборудования - в таблице 8.8, перечень природоохранного

оборудования - в таблице 8.9.

Таблица 8.7 - Описание технологического процесса получения суспензионного ПВХ

Выходной поток

Приро-

Основное

Стадия техно-

доохран-

Входной

Технологиче-

логического

ное обо-

Продукты и полу-

поток

ское оборудо-

Эмиссии

процесса

рудова-

продукты

вание

ние

3.1

3.2

Реактор поли-

Винилхлорид

Суспензия

меризации

Полимериза-

Отходя-

Добавки

(смесь ПВХ и

Дегазатор

ция

щие газы

Вода

воды)

Колонна отпар-

ная

Буферная ем-

кость суспен-

Суспензия

ПВХ

Отходя-

зии ПВХ

Скруб-

(смесь ПВХ и

Осушка

Непрореагиро-

щие газы

Центрифуга

бер

воды)

вавший мономер

Сушилка «ки-

пящего» слоя

Непрореаги-

Регенерация

Винилхлорид -

Емкостное об-

ровавший мо-

мономеров

рецикл

рудование

номер

376

Таблица

8.8

- Перечень основного оборудования процесса получения

суспензионного ПВХ

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Реактор полимери-

Вертикальный аппарат с эллиптическими

Полимеризация

зации

днищами и с рубашкой

Дегазация суспензии

Горизонтальный аппарат с эллиптиче-

Дегазатор

ПВХ

скими днищами

Емкость питания

Вертикальный аппарат с эллиптическими

отпарной колонны

днищами

Дегазация суспензии

Вертикальный цилиндрический аппарат со

Колонна отпарная

ПВХ

сферическими днищами

Буферная емкость

Вертикальный аппарат с эллиптическими

суспензии ПВХ

днищами и боковым люком

Шнековая полнобарабанная горизонталь-

Центрифуга

Выделение ПВХ

ная центрифуга непрерывного действия

Сушилка «кипя-

Сушилка представляет собой двухсекци-

Сушка ПВХ

щего» слоя

онную сушилку псевдосжиженного слоя

Емкость с инициа-

Хранение инициа-

Снабжена 2-х лопастной мешалкой

тором

тора

Установка холо-

Обеспечение каче-

дильная

ства инициатора

Колонна дегазации

Дегазация сточной

Тип тарлок - кассетные с клапанами

сточной воды

воды

Прием незаполиме-

Газгольдер

ризовавшегоя газооб-

разного ВХ

Установка воздухо-

Пневмотранспорт

дувная

ПВХ

Установка затароч-

Фасовка ПВХ в мяг-

ная

кие контейнеры

Фасовка ПВХ в кла-

Автоматическая

панные бумажные

линия фасовки

мешки

Агрегат компрес-

Компримирование га-

сорный

зообразного ВХ

Нейтрализация хло-

Абсорбер

Аппарат колонного типа с кольцами Рашига

ристого водорода

Транспортировка

Насосы

Центробежные; пневмонасосы

продуктов

377

Таблица

8.9

- Перечень природоохранного оборудования процесса получения

суспензионного ПВХ

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Очистка отработанного

Скруббер Вентури

воздуха сушки ПВХ

Фильтры рукавные

Очистка воздуха аспира-

Фильтры

ции

Очистка абгазов, отхо-

Адсорберы

дящих газов

Очистка стоков от взве-

Мультигидроциклон

щенных веществ (ПВХ)

8.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве суспензионного поливинилхлорида

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства суспен-

зионного поливинилхлорида приведены в таблице 8.10.

Таблица 8.10 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресур-

сов при производстве суспензионного поливинилхлорида

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

Максималь-

измерения

Минимальный

ный

Винилхлорид мономер

кг/т

1005

1014

Добавки

кг/т

2,62

5,06

Электроэнергия

кВт·ч/т

130

210

Пар

т/т

0,33

0,88

Вода захоложенная

м³/т

2,5

Вода оборотная

т/т

136

Деминерализованная вода

т/т

2,4

2,98

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

суспензионного поливинилхлорида, приведена в таблицах 8.11-8.13.

378

Таблица 8.11 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве сус-

пензионного поливинилхлорида

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование за-

обработки, по-

грязняющего веще-

Диапазон

вторного исполь-

Среднее

ства

Минимальное

Максимальное

зования

значение

Винилхлорид (хло-

0,0002

1,243



ристый винил)

Натрий гидроксид

(натрия гидро-



0,000012

0,000017



окись, натр едкий,

сода каустическая)

Взвешенные веще-

0,022

0,72



ства

Таблица 8.12 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве суспензионного по-

ливинилхлорида

Показатели сбросов загрязняющих ве-

Наименование

ществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значе-

значение

ние

Аммоний-ион

0,24

Нитрат-анион

0,2

Сульфат-анион

–

1,14

(сульфаты)

Технологические сточные

Взвешенные

воды отводятся на очистку

1,0

вещества

ХПК

2,16

pH (ед)

6,5

8,5

379

Таблица 8.13 - Отходы, образующиеся при производстве суспензионного поливинил-

хлорида

Масса образующихся

отходов производства в

расчете на 1 т продукции,

Способ ути-

Класс

лизации,

кг/т

Источник образо-

Наименование

опас-

обезврежи-

Диапазон

вания

Сред-

ности

вания, раз-

Мини-

Макси-

нее

мещения

мальное

значе-

ние

Отходы поливи-

нилхлорида в

виде изделий

Захоро-не-



0,09



или лома изде-

ние

лий незагрязнен-

ные

Контроль каче-

ства продукции:

отделение отхо-

Брак поливинил-

Утилизация

III

дов ПВХ от про-

0,011

0,0162

0,014

хлорида

(рециклинг)

дукции и побочной

продукции произ-

водства ПВХ

Ткань фильтро-

вальная из поли-

Замена загрязнен-

эфирного во-

ных фильтров

локна, отрабо-

Обезврежи-

технологического

танная при

III

вание (сжи-

0,0008

0,001

0,00088

оборудования

очистке воздуха

гание)

процесса получе-

в производстве

ния ПВХ

поливинилхло-

рида

380

Окончание таблицы 8.13

Масса образующихся

отходов производства в

расчете на 1 т продукции,

Способ ути-

кг/т

Класс

лизации,

Источник образо-

Наименование

опас-

обезврежи-

Диапазон

вания

Сред-

ности

вания, раз-

Мини-

Макси-

нее

мещения

мальное

значе-

ние

Отходы деструк-

ции масла синте-

Замена отрабо-

тического отра-

танного масла,

ботанного в син-

Утилизация

образующегося

0,006

0,053

0,03

тезе инициатора

(рециклинг)

при разрушении

полимеризации

инициатора

поливинилхло-

рида

Картридж поли-

пропи-леновый

Замена картри-

фильтра очистки

джей фильтров

Утилизация

атмосферного

компрессора

0,0003

0,001

0,000565

(рециклинг)

воздуха при про-

пневматического

изводстве поли-

конвейера

винилхлорида

381

Раздел 9 Производство полиэтилентерефталата (ПЭТФ)

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) представляет собой линейный полиэфир, являю-

щийся сополимером терефталевой кислоты и этиленгликоля в качестве основных ком-

понентов и изофталевой кислоты и диэтиленгликоля в качестве сомономеров. Благо-

даря исключительному балансу возможностей ПЭТФ и тому, что в готовом изделии сте-

пень кристалличности и уровень ориентации можно контролировать, ПЭТФ использу-

ется для производства разнообразной упаковки для продуктов и напитков, косметики и

фармацевтических средств. ПЭТФ-материалы незаменимы при изготовлении аудио-,

видео- и рентгеновских пленок, кордовых нитей для автомобильных шин, бутылок для

напитков, пленок с высокими барьерными свойствами, волокон для тканей. По физиче-

ским свойствам ПЭТФ - это твердое вещество, без запаха, белого цвета при кристалли-

ческом состоянии и прозрачное - при аморфном состоянии. ПЭТФ прочный, жесткий и

легкий материал. Пластик не ядовит.

Преимущества:

- высокая прочность и жесткость;

- высокое сопротивление ползучести;

- высокая поверхностная твердость;

- высокая устойчивость к деформации;

- хорошее свойство трения скольжения и износостойкость;

- хорошие электрические изолирующие свойства;

- высокая стойкость к химикатам (кроме щелочи, в которой материал подвержен

питтинговой коррозии);

- хорошо лакируется.

Недостатки:

- диэлектрические свойства на среднем уровне.

Физические свойства ПЭТФ делают его идеальным материалом для использова-

ния при изготовлении:

- упаковки;

- пленок;

- волокна (торговое название - «полиэстер»);

- конструкционных элементов для строительства, композиционных материалов

для машиностроительной промышленности и др.

Производство ПЭТФ основано на реакции терефталевой кислоты с гликолями, та-

кими как бутандиол, пропиленгликоль и этиленгликоль, который используется наиболее

часто. Использование других кислот в производстве, таких как нафталиндикарбоновая

или молочная кислоты приводит к образованию других полиэфиров, таких как волокна

полиэтиленнафталата и полилактидной кислоты.

Полиэфирные волокна являются одним из основных видом волокон, использую-

щихся в легкой промышленности в России. Производство волокон - капиталоемкое,

доля ручного труда минимальна. Наличие развитого нефтехимического комплекса в пер-

спективе позволит обеспечивать производителей выгодным доступом к сырью.

Мировое производство ПЭТФ-волокон в 2015 г. составило 52,1 млн т (75 % от объ-

ема всех видов химических волокон), в том числе 36,2 млн т комплексные нити (82 % от

382

мирового производства химических нитей) и 15,9 млн т штапельное волокно. В 2016 г. в

России произведено около 443 тыс. т ПЭТФ.

В данной главе не рассматриваются полимерные модификации продукции поли-

этилентерефталата, т. е. специальные продукты на основе двухкомпонентных систем

(комбинации с различными полимерами) и полимерные добавки (для антистатических,

огнестойких, антибактериальных и термостойких свойств).

9.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время

9.1.1 Непрерывная поликонденсация, основанная на диметилтерефталате

(ДМТ)

Исходными продуктами для синтеза ПЭТФ являются диметилтерефталат (ДМТ) и

этиленгликоль (ЭГ). Реакция заключается в обмене метильной группы ДМТ на эти-

ленгликолевую группу с образованием метанола как побочного продукта. Эту реакцию

обмена сложного эфира проводят при температуре около 160 °C. Важное значение

имеет соотношение ЭГ:ДМТ, которое обычно равно мольному соотношению 3,8:1. Реак-

ция проходит при участии марганцевых катализаторов, которые попадают в состав про-

дукта. По химическому соотношению для каждого моля ДМТ требуется больше двух мо-

лей ЭГ. Если обе метильные группы ДМТ не подвергаются обмену, то образование

ПЭТФ с высокой молекулярной массой становится невозможным. В этом случае непро-

реагировавшие метильные группы выступают агентами обрыва полимеризационных це-

пей и ограничивают их рост.

В результате реакции обмена сложного эфира образуется мономер бисгидрокси-

этилентерефталат. При достижении необходимого выхода этого промежуточного про-

дукта избыток ЭГ удаляется перегонкой при атмосферном давлении и температуре от

235 °C до 250 °C. В качестве стабилизатора процесса используют соединения фосфора,

такие как полифосфорная кислота.

Перед дальнейшей полимеризацией проводят деактивацию марганцевого катали-

затора с целью уменьшения образования нежелательных побочных продуктов, которые

ухудшают качество и приводят к плохой термической стабильности конечного ПЭТФ.

Конечный полимер получают в результате реакций поликонденсации при непре-

рывном удалении избытка ЭГ. Температура реакции лежит в пределах 285 °C - 300 °C

под вакуумом.

Как правило, для катализации реакции поликонденсации добавляют сурьму

(в виде триоксида, тригликолята или триацетата), а также другие соединения, не содер-

жащие сурьму. Избыток ЭГ удаляют под вакуумом, что приводит к увеличению молеку-

лярной массы.

Молекулярную массу полимера рассчитывают по вязкости раствора или характе-

ристической вязкости. Характеристическая вязкость типичного аморфного полимера со-

ставляет 0,64 (что эквивалентно 835 вязкости раствора). Расплавленный полимер экс-

трудируют, охлаждают и разрезают на гранулят, который транспортируют на склад и

хранят до последующей обработки.

На рисунке 9.1 показана упрощенная блок-схема процесса.

383

Рисунок 9.1 - Блок-схема процесса получения ПЭТФ из ДМТ

9.1.2 Получение высоковязкого гранулированного кристаллического ПЭТФ

посредством непрерывного процесса

Процесс получения высоковязкого гранулированного кристаллического ПЭТФ (не-

прерывный процесс) осуществляется в две стадии:

- непрерывная поликонденсация на основе терефталевой кислоты (ТФК);

- непрерывная твердофазная дополиконденсация.

9.1.2.1 Непрерывная поликонденсация на основе терефталевой кислоты

(ТФК)

Процесс является непрерывным и заключается в использовании терефталевой

кислоты в качестве сырья и этиленгликоля для получения полиэфирных нитей. На вы-

ходе образуется полимер с высокой вязкостью, что достигается за счет:

- смешения ТФК и ЭГ;

- предварительной поликонденсации;

- поликонденсации.

9.1.2.2 Непрерывная твердофазная дополиконденсация

Производство ПЭТФ для пищевой упаковки предусматривает дополнительную

стадию - твердофазную дополиконденсацию аморфного гранулята.

Полученный на первой стадии процесса аморфный гранулят ПЭТФ необходимо

кристаллизовать до степени кристаллизации около 40 %, что позволяет снизить его

склонность к слипанию. Помимо кристаллизации необходимо также снизить содержание

воды и ацетальдегида. Для этого используются различные способы:

- кристаллизация в пульсирующем слое;

- кристаллизация в псевдоожиженном слое;

384

- использование трубчатого противоточного реактора-смесителя.

Для всех конфигураций температура процесса колеблется от 120 °C до 200 °C.

Газовая фаза (азот или воздух) используется для нагрева продукта и удаления воды,

ацетальдегида и полимерной пыли.

На следующей стадии продукт нагревают до необходимой температуры для твер-

дофазной полимеризации (например, 215 °C - 240 °C), обычно с большим противотоком

азота, инициируя полимеризацию.

Затем гранулы полимера медленно проходят через реакционную зону к выпуск-

ному отверстию реактора. Противоток азота удаляет продукты реакции, воду и гликоль

из гранулята. Реактор работает по принципу реактора с поршневым потоком. Изменение

температуры процесса и времени пребывания гранулята в реакторе позволяет контро-

лировать вязкость (степень полимеризации) конечного продукта.

Азот, используемый в реакторе и зоне нагрева, рециркулируется. Перед входом в

нижний конец реактора азот пропускают через систему газоочистки. При очистке азота

удаляются полимерная пыль, олигомеры, ЛОС, кислород и вода. Удаление этих приме-

сей необходимо, поскольку их наличие влияет на производительность реактора и/или

качество продукта.

Процесс очистки азота состоит из нескольких этапов:

- (электростатическая) фильтрация;

- каталитическое окисление;

- осушка.

После выгрузки стружки из реактора твердофазной дополиконденсации (ТФП) гра-

нулят охлаждается и хранится на складе. Продукт необходимо хранить в сухом помеще-

нии. Поскольку гранулят ПЭТФ гигроскопичен, присутствие влаги в воздухе влияет на

степень полимеризации, особенно при последующей обработке при повышенных темпе-

ратурах.

На рисунке 9.2 приведена блок-схема производства ПЭТФ.

385

Описание технологического процесса получения высоковязкого гранулированного

кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного процесса приведено в таблице 9.1,

перечень основного оборудования - в таблице 9.2, перечень природоохранного оборудо-

вания - в таблице 9.3.

Таблица

9.1 - Описание технологического процесса производства высоковязкого

гранулированного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного процесса

Выходной поток

Приро-

Основное

Стадия техно-

доохран-

Входной

Технологиче-

логического

ное обо-

Продукты и полу-

поток

ское оборудо-

Эмиссии

процесса

продукты

рудова-

вание

ние

3.1

3.2

Терефтале-

вая кислота

Изофталевая

Реакторы Ем-

кислота

Этерифика-

ДГТ

Скруб-

кости

Этиленгли-

ция

Олигомеры

беры

Насосы

коль

Диэтиленгли-

коль

Аморфный ПЭТФ

Реакторы Ем-

Поликонден-

Скруб-

ДГТ

Олигомеры

кости

сация

беры

ПЭТФ литьевой

Насосы

Реакторы Ем-

Твердофаз-

кости

Аморфный

ная поликон-

ПЭТФ

Насосы

Циклоны

ПЭТФ

денсация

Газодувки Ком-

прессоры

Таблица 9.2 - Перечень основного оборудования процесса получения высоковязкого

гранулированного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного процесса

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Подача азота на

Компрессор

Мощность электродвигателя - 132 кВт

траспортировку ТФК

Циркуляционные

Мощность электродвигателя - 7,5-10

Подача ЭГ

насосы

кВт

Кран козловой

Прием КТК

Мощность электродвигателя - 110 кВт

Шестеренчетые

Дозировка растворов

Мощность электродвигателя - 0,25 кВт

насосы

387

Продолжение таблицы 9.2

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Емкость приготовле-

Объем - 1,2 м³

ния красителя

Емкость расходная

Расходная емкость

Объем - 1,2 м³

красителя

Емкость приготовле-

ния термостабилиза-

Объем - 2,5 м³

тора

Емкость приготовле-

Объем - 4,6 м³

ния катализатора

Смешение компонен-

Пастосмеситель

Объем - 29,2 м³

тов

Пастонасосы

Дозировка пасты

Мощность электродвигателей - 11 кВт

Объем реактора - 44 м³

Реактор этерифика-

Стадия синтеза

Рабочее давление - 0,4-0,8 бар (изб.)

ции 1-й ступени

ПЭТФ

Температура продукта - от 260 до 265

°С

Объем реактора - 20,3 м³

Реактор этерифика-

Стадия синтеза

Рабочее давление - 0,1 бар (изб.)

ции 2-й ступени

ПЭТФ

Температура продукта - от 260 до 268

°С

Передача полупро-

Насосы этерификата

Мощность электродвигателей - 6,5 кВт

дукта

Объем кубовой части колонны - 2,7 м³

Давление в голове - атмосферное

Ректификационная

Стадия синтеза

Давление в кубе - около 100 мбар (изб.)

колонна

ПЭТФ

Температура в голове - 100 °С

Температура в кубе - от175 до 179 °С

Объем - 45,2 м³

Рабочее давление - от 18 до 25 мбар

Реактор предполикон-

Стадия синтеза

(абс.)

денсации

ПЭТФ

Температура продукта - от 270 до 273

°С

Объем реактора - 58,5 м³

Реактор поликонден-

Стадия синтеза

Рабочее давление - около 1 мбар (абс.)

сации

ПЭТФ

Рабочая температура - около 280 °С

Создание вакуума в

Вакуумная система

Мощность электродвигателя - 90 кВт

реакторах

388

Продолжение таблицы 9.2

Существенные характеристики

Наименование

Назначение

технологического оборудова-

оборудования

ния

Выгрузка продукта на

Мощность электродвигателя -

Выгружной насос

гранулирование

90 кВт

макс. производительность -

Грануляторы

Резка гранул

8200 кг/час

Мощность электродвигателя -

Газодувки

Подача азота на контур

132-355 кВт

Мощность электродвигателя -

Кристаллизатор

Кристаллизация гарнул

110 кВт

Подача азота на пнев-

Мощность электродвигателя -

Компрессоры

мотранспорт

75-110 кВт

Нагреватель азота

Нагрев азота

Мощность - 115-270 кВт

Циркуляционные насосы

Обогрев реакторов и тру-

Мощность электродвигателя -

ВОТ

бопроводов продукта

76 кВт

Тепловая мощность - 6944 кВт

Печи нагрева ВОТ

Разогрев контура ВОТ

КПД - 0,89

Радиальные вентиляторы

Мощность электродвигателя -

Подача воздуха

подачи воздуха

30 кВт

Циркуляция ЭГ в конту-

Мощность ЭД - от 10 кВт до 32

Насосы

рах

кВт

Циркуляция ЭГ в конту-

Мощность ЭД - от 10 кВт до 80

Насосы

рах

кВт

Циркуляция ЭГ в конту-

Мощность ЭД - от 15 кВт до 32

Насосы

рах

кВт

Промежуточные емкости

Емкость загрузки аморф-

Объем - 9,2 м³

аморфного гранулята

ной гранулы

Габаритные размеры:

Аппарат предваритель-

- длина - 5020 мм;

Предкристаллизатор

ной кристаллизации гра-

- ширина - 1400 мм;

нулята

- высота - 5616 мм;

- вес - 9580 кг

Масорстанция кристалли-

Подача масла на редук-

Мощность ЭД - 10 кВт

затора

тор

Габаритные размеры:

- ширина - 3080 мм;

Сбор пыли полимера с

Циклоны

предкристаллизатора

- высота - 7145 мм;

- вес - 4400 кг

Процесс поликонденса-

Реактор

Объем - 183,975 м³

ции

389

Окончание таблицы 9.2

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Габаритные размеры:

Сбор пыли полимера

- объем - 1,05 м³;

Циклон

с предкристаллиза-

- диаметр - 770 мм;

тора

- высота - 1330 мм;

- масса - 330 кг

Система регенерации

Система очистки

Рабочие температуры - до 300 С

азота

Адсорбера

Осушка азота

Объем - 8,86 м³

Станции пневмот-

Транспортировка гра-

Мощность питателя шлюз. - 2,5 кВт

ранспорта

нулята

Силоса хранения гра-

Объем - от 100 м³до 500 м³

нулята

Суммарная можность ЭД одной станции

Станции затаривания

Упаковка гранулята

- 4,85 кВТ

Таблица

9.3

- Перечень природоохранного оборудования процесса получения

высоковязкого гранулированного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного

процесса

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Производительность по газу (воздуху):

Очистка газообразной

Скруббер

- на входе - 27,9 м³/ч;

смеси

- на выходе - 27,7 м³/ч

Габаритные размеры:

- высота - 2400 мм;

Сбор пыли полимера

Циклон

- диаметр - 1380 мм;

предкристаллизатора

- объем - 6,1 м³;

- вес - 1150 кг

Производительность - 1500 м³/час

Фильтр бункера

Обеспыливание воздуха

поверхность (23 свечи) - 9 м²

ТФК

от пыли ТФК

Рабочее давление - 0,6МПа

Рабочая температура max - 60 С

9.1.3 Периодическая твердофазная постконденсация

В реактор подаются аморфный гранулят полимера с низкой вязкостью. Реактор

вращают, нагревают до 120 °C - 170 °C и выдерживают при этой температуре до пре-

вращения гранулята в полукристаллический и сухой материал. Полукристаллический

390

гранулят обладает меньшей склонностью к склеиванию при температурах выше темпе-

ратуры стеклования ПЭТФ.

В качестве альтернативы гранулят можно кристаллизовать перед ее загрузкой во

вращающийся реактор.

Когда степень кристаллизации достигает заданного значения, температура посте-

пенно увеличивается и инициируется реакция поликонденсации. Для нагрева реактора

используется циркулирующее топливо. Для нагрева топлива используется несколько

конфигураций, например, система центрального отопления (работает на газе или ма-

зуте) или реактор (пар и/или электрическая мощность).

Реактор оснащен вакуумной системой, которая снижает давление внутри реак-

тора до < 500 Па. Используемые вакуумные системы основаны на паровых эжекторах

(в сочетании с водяным насосом) или сухих вакуум-насосах.

В дополнение к вакууму в некоторых случаях в реактор подается азот для даль-

нейшего уменьшения парциальных давлений продуктов реакции. Ацетальдегиды высво-

бождаются из гранулята во время процесса кристаллизации и твердофазной поликон-

денсации.

Когда степень полимеризации достигает заданного значения, реактор охлажда-

ется и создается избыточное давление азотом. Затем продукт выгружают, например, на

склад.

Поскольку гранулят ПЭТФ гигроскопичен, присутствие влаги в воздухе влияет на

степень полимеризации, особенно при последующей обработке при повышенных темпе-

ратурах (реакция гидролиза).

На рисунке 9.3 приведена упрощенная блок-схема процесса.

Рисунок 9.3 - Схема периодической твердофазной постконденсации

9.1.4 Периодическая поликонденсация на основе ДМТ

Синтез ПЭТФ в периодической поликонденсации на основе ДМТ представляет со-

бой двухступенчатую реакцию:

- реакция обмена сложного эфира;

391

- процесс поликонденсации.

Инициирование реакции обмена: ДМТ и ЭГ одновременно подаются в реактор из

резервуаров-хранилищ в сосуд для обмена сложного эфира. После введения катализа-

тора и повышения температуры до 150 °C - 200 °C реакция начинается с замены ме-

тильных групп на ЭГ. Образовавшийся метанол конденсируют и хранят в резервуарах.

Избыток ЭГ выпаривают при температуре 200 °C - 260 °C, конденсируют и регенерируют

в дистилляционной колонне и хранят в резервуарах.

Конечная температура процесса обмена сложного эфира зависит от типа ПЭТФ

(технический ПЭТФ, текстильный ПЭТФ) и/или типа используемого для поликонденса-

ции катализатора.

Получившийся продукт обмена сложного эфира переносят в автоклав для даль-

нейшей обработки. В автоклаве происходит поликонденсация путем повышения темпе-

ратуры (типичная температура - 260 °C - 310 °C) и эвакуации (<500 Па, с использова-

нием паровых инжекторов и/или вакуумных насосов). Вытесненный моноэтиленгликоль

(МЭГ) выпаривают, конденсируют, регенерируют в дистилляционной колонне и хранят в

резервуарах для дальнейшей обработки.

Окончание процесса поликонденсации определяется по характеристической вяз-

кости, которая зависит от типа продукта. ПЭТФ прессуют азотом, охлаждают водой, раз-

резают, сушат и просеивают. Сформированный гранулят ПЭТФ хранится в хранилищах

для дальнейшей обработки.

На рисунке 9.4 показана упрощенная блок-схема процесса.

Рисунок 9.4 - Блок-схема периодической поликонденсации на основе ДМТ

392

9.1.5 Производство полиэтилентерефталата с использованием вторичного

сырья

Процесс производства полиэтилентерефталата (ПЭТФ) с использованием вторич-

ного сырья состоит из следующих основных стадий:

получение первичного аПЭТ жидкофазной полимеризацией;

доочистка и сортировка флексы;

экструзия вторичного аПЭТ и смешение с первичным аПЭТ;

твердофазная поликонденсация.

На рисунке 9.5 приведена схема процесса производства ПЭТФ с использованием

вторичного сырья.

ТФК

МЭГ

ИФК

ТФК

МЭГ

ИФК

Приготовление

Флекса ПЭТ

суспензии

Суспензия

Отходы

сортировки

Сточные

Доочистка и сортировка

воды

Этерификация

флексы ПЭТ

ДЭГ

Тонер

Очищенная флекса

Катализатор

Олигомер

ПЭТ

Олигомер

Стабилизатор

МЭГ

Экструзия вторичного

Предполиконденсация

Отбеливатель

ПЭТ

и поликонденсация

Расплав

вторичного ПЭТ

Грануляция

Сточные воды

Полимер

Усреднение,

промежуточное

хранение

Гранулят аПЭТ

Азот

Предкристаллизация и

кристаллизация

Гранулят ПЭТ

Твердофазная

поликонденсация

Высоковязкий ПЭТ

гранулят

Охлаждение

Гранулят ПЭТ с

использованием

Гранулят ПЭТ

вторичного сырья

первичный

Фасовка, складирование, отгрузка

Гранулят ПЭТ

Рисунок 9.5 - Процесс производства ПЭТФ с использованием вторичного сырья

393

Технологический процесс производства полиэтилентерефталата с использова-

нием вторичного сырья осуществляется следующим образом:

- порошок изофталевой кислоты (ИФК) из бункера хранения через питатель по-

дается в суспензатор;

- порошок очищенной терефталевой кислоты (ТФК) из бункера хранения пода-

ется в суспензатор;

- этиленгликоль подается в суспензатор двумя потоками: со стадии этерифика-

ции и со стадии предполиконденсации. При пуске технологической линии свежий эти-

ленгликоль принимается в емкость подачи этиленгликоля, откуда подается в суспенза-

тор;

- приготовление суспензии ТФК (ИФК) в этиленгликоле осуществляется в суспен-

заторе при постоянном перемешивании мешалкой порошка ТФК и этиленгликоля. Гото-

вая суспензия насосами подается на стадию этерификации;

- суспензия через форсунки впрыскивается в постоянно циркулирующий поток

олигомера, подаваемый в теплообменник, соединенный с этерификатором нижней цир-

куляционной трубой - по потоку олигомера и верхней циркуляционной трубой - по паро-

жидкостному потоку, где нагревается до (275÷293,5) °С парами динила. Реакция этери-

фикации проводится в этерификаторе. Пары воды, этиленгликоля и низкокипящих ком-

понентов из верхней части этерификатора отводятся в колонну для отделения воды от

этиленгликоля. Олигомер насосами из нижней части этерификатора подается в линей-

ный реактор и далее подается на стадию предполиконденсации;

- в поток олигомера, направляемого на предполиконденсацию, посредством

форсунок вводятся растворы добавок в этиленгликоле. Далее олигомер нагревается в

подогревателях и подается в предполиконденсатор. В результате воздействия высокой

температуры (280,5÷295) °С и вакуума 1,58÷3,32 кПа (12÷25 мм рт. ст.) в предполикон-

денсаторе образуется полимер со степенью полимеризации n = 30÷33 и выводится 97 %

избытка этиленгликоля, который конденсируется в конденсаторе орошения. Полимер со

степенью полимеризации n = 30÷33 (далее по тексту  предполимер) подается на ста-

дию поликонденсации;

- готовый предполимер поступает в поликонденсатор, где под действием высо-

кой температуры (280÷299) °С и глубокого вакуума (0,066-0,532) кПа (0,5÷4,0 мм рт. ст.)

продолжается рост цепи полимера до степени полимеризации n = 80÷100. Пары эти-

ленгликоля отводятся в конденсатор орошения, где конденсируются и подаются в сбор-

ник. Полимер из поликонденсатора выгружается подается на фильтрацию и стадию гра-

нулирования. Вакуум в системе поликонденсатора создается гликолевыми эжекторами;

- перед подачей на стадию гранулирования полимер фильтруется на сдвоенных

свечевых фильтрах, установленных на расплавопроводе. Для первой линии перед по-

дачей на фильтрацию полимер смешивается с вторичным полимером, поступившим от

экструдеров.

- от каждой линии полимеризации полимер подается в два гранулятора (одно-

временно находящиеся в работе, с равномерно распределенной нагрузкой), с помощью

которых осуществляется гранулирование готового полимера;

- аморфный ПЭТ-гранулят пневмотранспортом подается в силосы промежуточ-

ного хранения гранулята, подается в силос установки твердофазной поликонденсации;

394

- после усреднения в силосах аморфный ПЭТ-гранулят направляется в буфер-

ный силос гранулята, откуда самотеком подается в предкристаллизатор, где гранулы

ПЭТ обеспыливаются горячим азотом, псевдоожижаются и нагреваются до температуры

(170÷200) °С для достижения степени кристалличности полимера 34÷42 % (вес.);

- из предкристаллизатора ПЭТ-гранулят самотеком подается в кристаллизатор,

где происходит дальнейшее повышение степени кристалличности полимера до 40÷49 %

(вес.);

- из кристаллизатора ПЭТ-гранулят с температурой (199÷210) °С самотеком

направляется в реактор твердофазной поликонденсации, где происходит дальнейший

рост степени кристалличности полимера до 50÷55 весовых процентов;

- из реактора твердофазной поликонденсации высоковязкий ПЭТ-гранулят пода-

ется самотеком в холодильник, где обеспыливается во взвешенном слое и охлаждается

до температуры (165÷185) °С. Из холодильника ПЭТ-гранулят направляется в статиче-

ский холодильник, охлаждается до температуры (30÷90) °С и подается в систему пнев-

мотранспорта для транспортировки в отделение приема, хранения и фасовки готовой

продукции.

Технологический процесс очистки флексы ПЭТ состоит из следующих этапов:

- загрузка флексы ПЭТ;

- смешение флексы ПЭТ;

- аэродинамическое разделение и сортировка флексы ПЭТ;

- оптическая сортировка и анализ флексы ПЭТ.

При подтверждении лабораторного анализа соответствия установленным требо-

ваниям флекса ПЭТ направляется на вторичную переработку на установку экструзии.

Отработанный воздух от технологического оборудования подготовки флексы

направляется в рукавные фильтры, где проходит очистку от пыли и вытяжными венти-

ляторами выбрасывается в атмосферу.

Технологический процесс вторичной переработки ПЭТ способом экструзии вто-

ричного ПЭТ и ввода его в первичный ПЭТ состоит из двух основных стадий:

- прием, хранение и дозирование флексы ПЭТ;

- экструзия вторичного ПЭТ.

Очищенная и подготовленная флекса ПЭТ подаётся в линию экструзии. Суще-

ствует возможность подачи флексы ПЭТ, как в два экструдера одновременно, так и в

один из экструдеров, в зависимости от требуемого содержания вторичного сырья в гото-

вом продукте.

В узел загрузки встроена магнитная решетка и металлоотделитель для отделения

посторонних металлических включений. В загрузочной зоне экструдера осуществляется

плавление и гомогенизация флексы ПЭТ. Далее расплав полимера подается в мно-

гошнековую зону дегазации с целью удаления летучих и вредных веществ.

Для поддержания требуемой чистоты цвета полимера предусмотрена возмож-

ность ввода в экструдер оптического отбеливателя с помощью дозирующего устройства

подачи отбеливателя.

Образующиеся в процессе расплавления и гомогенизации расплава полимера га-

зообразные продукты (водяной пар, замасливающие компоненты) удаляются из мно-

395

гошнековой зоны дегазации с помощью вакуума и направляются в вакуум-систему. Сточ-

ная вода, насыщенная ацетальдегидом c узла этерификации, направляется на очистку

в отпарные колонны. В отпарных колоннах происходит испарение ацетальдегида и по-

током атмосферного воздуха, подаваемого воздуходувками в отпарные колонны, аце-

тальдегид подается в печи сжигания жидких отходов. Сточные воды, очищенные от аце-

тальдегида, подаются из отпарных колонн на биологическую очистку. Процесс термиче-

ского обезвреживания ацетальдегида представляет собой процесс термического окис-

ления ацетальдегида, содержащегося в парах сточной воды, подаваемого потоком воз-

духа в печи сжигания жидких отходов. При взаимодействии ацетальдегида (С2Н4О) и

других органических веществ с кислородом воздуха происходит их окисление с образо-

ванием оксида углерода (М) и воды: С2Н4О + 2,5О2 = 2СО2 + 2Н2О.

Образующиеся отходы направляются на обезвреживание в печи сжигания твер-

дых отходов.После удаления вредных летучих веществ и примесей из расплава продукт

в процессе перемещения по экструдеру с помощью шнека перемешивается с неболь-

шим количеством этиленгликоля, впрыскиваемого системой дозирования и ввода эти-

ленгликоля. Этиленгликоль добавляется в расплав для уменьшения длины полимерной

цепи и, как следствие, вязкости.

Затем расплав полимера поступает в насос расплава. По давлению, создавае-

мому насосом расплава полимера, регулируется скорость вращения основного шнека

экструдера, тем самым регулируя загрузку экструдера с целью поддержания стабиль-

ного давления на входе в насос расплава.

На выходе из насоса расплава установлен статический смеситель для обеспече-

ния гомогенности расплава.

Далее расплав полимера поступает в систему фильтрации. Система фильтрации

работает при постоянном давлении расплава с многократно используемыми фильтрую-

щими элементами.

Описание технологического процесса получения ПЭТФ с использованием вторич-

ного сырья приведено в таблице 9.4, перечень основного оборудования - в таблице 9.5,

перечень природоохранного оборудования - в таблице 9.6.

396

Таблица

9.4

- Описание технологического процесса производства ПЭТФ с

использованием вторичного сырья

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

Технологиче-

охранное

логического

Продукты и полу-

поток

Эмиссии

ское оборудова-

оборудова-

процесса

продукты

ние

3.1

3.2

Суспензатор

Этерефикатор

Предполикон-

Терефталевая

денсатор

кислота

ПЭТ аморфный

Поликонденса-

Изофталевая

первичный и ПЭТ

Отходя-

Конденса-

Получение

тор

кислота

аморфный пер-

щие газы

торы

аморфного

Гранулятор

Моноэти-

вичный с добавле-

Сточные

Скрубберы

ПЭТ

Конденсатор

ленгликоль

нием вторичного

воды

Фильтры

Скрубберы

Диэтиленгли-

сырья

Теплообмен-

коль

ники

Силосы

Фильтры

Силосы

ПЭТ аморф-

Предкристал-

ный первичный

ПЭТ высоковязкий

Отходя-

лизатор

и ПЭТ аморф-

Получение вы-

и ПЭТ высоковяз-

щие газы

Кристаллизатор

Рукавные

ный первичный

соковязкого

кий с добавле-

Сточные

Реактор твердо-

фильтры

с добавлением

ПЭТ

нием вторичного

воды

фазной поли-

вторичного сы-

сырья

конденсации

рья

Газодувки

Вибросита

Аэродинамиче-

ские сепара-

торы

Доочистки и

Сушилка

Очищенная

Отходя-

Рукавные

Флекса ПЭТ

сортировки

Сортировщики

флекса ПЭТ

щие газы

фильтры

флексы ПЭТ

Металлосепара-

торы

Силосы хране-

ния флексы

ПЭТ

Распыли-

Очищенная

тельный

Экструдер

флекса ПЭТ,

Экструзия вто-

Расплав вторич-

конденсатор

Фильтр Вакуум-

ЭГ, отбелива-

ричного ПЭТ

ного ПЭТ

вакуумной

ная система

тель

установки

экструзии

397

Таблица

9 .5 - Перечень основного оборудования процесса получения ПЭТФ с

использованием вторичного сырья

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальный цилиндрический с мешалкой

d вн. = 2000 мм

Бак смешения

H = 4650 мм

катализатора

T = (20-180) С

P = 0,003 МПа (0,03 кгс/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат с

коническим днищем

Промежуточный си-

d нар. = 3500 мм

лос гранулята

Н = 15220 мм

Т = 20…40 С

Р = атм.

Горизонтальный прямоугольный аппарат

l= 2883 м

Барометрическая

H = 1680 мм

емкость

Т = 80…90 С

P=атм.

Прямоугольный аппарат

Емкость для воды

l= 6800 мм

технологического

H = 4500 мм.

эжектора

T = 20…60 С

P = атм.

Прямоугольный аппарат с паровым змееви-

ком

l= 30000 мм

H = 1650 мм

Аварийная емкость

Т= 25…35 С

для воды

Т в змеевике = 133 С

P корп = атм.

Р змеевик = 0,18…0,3) МПа (1,8…3,0)

кгс/см²)

Кожухотрубный, горизонтальный аппарат

d = 655 мм

l= 3120 мм

Конденсатор

Т корп = 121…200 С

Ттруб. = 23…33 С

P корп. = 5,98-7,31 кПа (45-55 мм рт. ст.)

P труб. = 0,5…0,7 МПа (5,0…7,0 кгс/см²)

398

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальный цилиндрический аппарат

d = 912 мм

Сборник флегмы

H = 2280 мм

T = (120÷200) С

P = 0,0065 МПа (0,065 кгс/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат

d = 610 мм

Вакуумный сепара-

H = 1530 мм.

тор

Т = (100-150) С

P = 0,0007 МПа (0,07 кгс/см²)

Горизонтальный цилиндрический аппарат

d = 762 мм

Гидрозатвор

H = 1210 мм

Т = (50 ÷ 280) С

Р = атм.

Центробежный

Производительность - 3000 м³/ч

Т = окр. ср.

Вытяжной вентиля-

Р = 0,11 МПа (1,1 кгс/см²)

тор фильтра

Электродвигатель:

Мощность - 1,5 кВт

Частота вращения - 1450 об/мин

Вертикальный цилиндрический аппарат

d внутр = 1100 мм

Гидрозатвор

Н = 2434 мм

Т = (90÷120) °С

Р = 0,004 МПа (0,04 кгс/см²)

Горизонтальный цилиндрический, корзи-

ночный

Фильтр ЭГ (для

l= 1345 мм

пред-поликонден-

Поверхность фильтрации - 1,5 м²

сатора)

Тонкость фильтрации - 50 меш.

Т = 45 °С

Р = 0,83 МПа (8,3 кг/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат с

коническим днищем

Бункер хранения

Н = 12250 мм

ТФК

Т = 70 ^оС

Р = 0,004 МПа (0,04 кгс/см²)

399

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальный цилиндрический аппарат

d внутр. = 1200 мм

Сборник флегмы

H = 4450 мм

Т = (25-50) °С

P = атм.

Вертикальный цилиндрический аппарат со

змеевиком

d = 1800 мм

Сборник горячего

H = 5892 мм

ЭГ

Ткорп. = 150…170 °С

Тзмеевик = 185 °С

Ркорп. = 0,01 МПа (0,1 кгс/см²)

Рзмеевик = 1,0 МПа (10,0 кгс/см²)

Горизонтальный цилиндрический, корзи-

ночный

dкорп. = 559 мм

Фильтр шлама

Поверхность фильтрации - 1,5 м²

Тонкость фильтрации - 50 меш. (0,3297 мм)

Т= 156 °С

Р= 0,15 МПа (1,5 кгс/см²)

Горизонтальный цилиндрический, корзи-

ночный, dкорп.= 559 мм

Горшковый фильтр

Поверхность фильтрации - 1,5 м²

ЭГ

Тонкость фильтрации - 50 меш. (0,3297 мм)

Т = 156 °С

P = 0,67 МПа (6,7 кгс/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат

d = 1200 мм

Промывочная ем-

H = 2600 мм

кость

Расход на входе: 22,8 м³/ч для 4 корзин

Т = 35…65 С

P = атм.

Вертикальный цилиндрический аппарат

d = 1900 мм

Емкость для

H = 2450 мм

очистки

Расход на входе: 12,0 м³/ч для 4 корзин

Т = 280 ^оС

P = атм.

400

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Кожухотрубный, горизонтальный аппарат

d = 350 мм

l= 2700 мм

Количество трубок - 44 шт.

Конденсатор

Поверхность теплообмена - 6,7 м²

выброса

Теплообмен - 23000 ккал/ч

Ткорп. = (180-40)С

Ттруб. = 23…33 С

Р корп. = атм.

Ртрубк. = 0,5…0,7 МПа (5,0…7,0 кгс/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат с

коническим днищем

Загрузочный бун-

d= 1800 мм

кер ИФК

H = 2300 мм

Т = 50 С

P = минус 0,002 МПа (минус 0,02 кгс/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат с

коническими днищем и крышкой

Бункер хранения

d внутр. = 2000 мм

ИФК

H = 8518 мм

P = 0,0125 МПа (0,125 кгс/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат с

плоской крышкой и коническим днищем

d внутр. = 2340 мм

Емкость ДЭГ

Т корп. = 30…40 С

Tзмеевик = 133 С

P = атм.

Рзмеевик = 0,2 МПа (2,0 кгс/см²)

Вертикальный цилиндрический аппарат с

мешалкой, коническими крышкой и днищем

d = 1450 мм

Бак смешения ста-

H обечайки = 1700 мм

билизатора

H нижнего конуса = 345 мм

Т= 15 С

P = атм.

401

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальный цилиндрический аппарат с

мешалкой, коническими крышкой и днищем

d = 1700 мм

Расходный бак ста-

H обечайки = 1850 мм

билизатора

H днища = 230 мм

Т= 15 С

P = атм.

Вертикальный цилиндрический аппарат со

змеевиком

d нар. = 2900 мм

Нагреватель ди-

Н = 9200 мм

нила

Количество трубок - 6 шт.

Тзмеевик: вход - 328 С, выход - 362 С

Т корп = 380 С

Р змеевик = 0,62-1,2 МПа (6,2-12 кгс/см²)

Горизонтальный цилиндрический аппарат

Емкость для

d нар. = 1600 мм

хранения и сбора

Т = 55÷65 С

мазута

Р = атм.

Вертикальный цилиндрический аппарат с

коническим днищем

Буферный силос

d = 3000 мм

гранулята

H = 4900 мм

Т = (5 ÷ 40) С

P = атм.

Горизонтальный цилиндрический аппарат

d = 1800 мм

Расширительный

l= 4090 мм

бак теплоносителя

Т = 50÷150 С

P = 0,05 МПа (0,5 кгс/см²)

Горизонтальный цилиндрический аппарат,

оборудованный электронагревателем

Расходная емкость

d = 2500 мм

теплоносителя

l= 6146 мм

Т = 50÷200 С

P = атм.

402

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальный цилиндрический аппарат с

коническим днищем

Силос-гомогениза-

H = 31120 мм

тор

d = 7350 мм

Т = 40 ÷ 60 С.

P = атм.

Вертикальный цилиндрический аппарат с

коническим днищем

Силос некондици-

H = 12783 мм

онного продукта

d = 3800 мм.

Т = 40 ÷ 60 С

P = атм.

Вертикальные печи (3 шт) с верхним распо-

ложением горелок

Печи для сжигания

Очистка сточных

d = 3600 мм

жидких

вод

h = 14700 мм

отходов

V = 158 м³

T расчетная = 1100 С

Тип - свечевой сдвоенный фильтр с при-

надлежностями

Производительность - 12500 кг/ч

Пропускная способность - 60 мкм (абсолют-

Фильтрация первич-

Фильтр полимера

ная)

ного расплава

Длина - 4357 мм

Ширина - 2315 мм

Высота - 2671 мм

Поверхность фильтрации - 55 м²

Тип - свечевой сдвоенный фильтр с при-

надлежностями

Фильтрация первич-

Производительность - 4000 кг/ч

Фильтр расплава

ного или смешан-

Длина - 1500 мм

полимера

ного расплава

Ширина -965 мм

Высота - 1200 мм

Поверхность фильтрации - 15,9 м²

Диаметр - 1300 мм

Высота - 3284 мм

Аспирационный

Отделение пыли

Масса - 560 кг

фильтр

ПЭТ от воздуха

Общий объем - 2,2 м³

Площадь фильтрования - 60 м²

403

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Длина - 1005 мм

Высота - 1180 мм

Фильтр

Ширина - 868 мм

Фильтрация воздуха

воздухозаборника

Объем - 0,42 м³

Масса - 140 кг

Тонкость фильтрации - н/д мкм

Длина - 1005 мм

Высота - 1180 мм

Фильтр

Ширина - 868 мм

Фильтрация воздуха

воздухозаборника

Объем - н/д м³

Масса - 140 кг

Тонкость фильтрации - н/д мкм

Тип - вертикальная цилиндрическая ем-

кость

Внутренний диаметр - 800 мм

Высота - 1670 мм

Объем - 0,31 м³

Сборник пыли ПЭТ

Сбор пыли ПЭТ

Масса - 145 кг

Температура:

расчетная - 100 °С, рабочая - 60 °С

Давление:

расчетное - 0,02 МПа (0,2 кгс/см²)

рабочее - атм.

Длина - 9080 мм

Ширина - 2360 мм

Промежуточный

Буферная емкость

Высота - 3450 мм

силос

флексы

Объем - 10 м³

Масса - 2700 кг

Температура - рабочая 20-40 °С

Длина - 2030 мм

Ширина - 810 мм

Система фильтра-

Фильтрация вторич-

Высота - 1630 мм

ции

ного расплава

Масса - 4900 кг

Производительность - 1,62 м³/ч

Активная площадь фильтрации - 1350 см²

404

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Тип - вертикальный аппарат с эллиптиче-

скими днищами

Диаметр - 800 мм

Сборник вертикаль-

Высота - 1670 мм

Сбор сточной воды

ный

Объем - 0,63 м³

Масса - 450 кг

Температура:

расчетная - 100 °С,рабочая - 20-40 °С

Длина - 1740 мм

Аэродинамический

Отделение легкой

Ширина - 1560 мм

сепаратор

фракции флексы

Высота - 4700 мм

Масса - 1400 кг

В комплекте:

- нагреватель воздуха для сушки.

Длина - 4530 мм

Ширина - 1360 мм

Высота - 2480 мм

Нагревательная батарея:

Сушилка с псевдо-

Сушка флексы

Количество нагревательных элементов - 6

ожиженным слоем

Общая мощность - 240 кВт

Расход воздуха - 6000-10000 м³/ч

Температура воздуха:

На входе - 20С

На выходе - 90-145 °С

Масса - 1400 кг

В комплекте:

- воздуходувка;

- циклон;

- обвязочные трубопроводы;

- запорная арматура.

Воздуходувки:

Длина - 731 мм

Узел аспирации

Отделение пыли

Ширина - 47,3 мм

центрифуги

флексы от воздуха

Высота - 1255 мм

Масса - 200 кг

Производительность - 300010000 м³/ч

Температура: расчетная - 28 °С, рабочая -

окр. ср.

Электродвигатель:

Мощность - 5,5-11 кВт

Частота вращения - 1450-2900 об/мин

405

Продолжение таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

В комплекте с конвейером и сбросным кла-

паном

N = 2 х 1,1 кВт (вибропривод 1)

N = 1,5 кВт (лента)

Магнитный сепара-

Отделение метал-

N = 5,5 кВт (вращатель)

тор

лических включений

N = 0,75 кВт (магнитный разделитель 1).

N = 2 х 1,1 кВт (вибропривод 2)

N = 0,75 кВт (магн.разделитель 2)

Масса - 5000 кг

Объем - 140 м³

Буферная емкость

N = 18,5 кВт, 380 В

Буферный силос

флексы

Диаметр - 5000 мм

Масса - 40000 кг

Тип - вертикальный цилиндрический аппа-

рат с коническим днищем

В комплекте с весовыми датчиками и пода-

ющим шнеком

N = 18,5 кВт, 400 В

Силос смешивания

Смешение флексы

Наружный диаметр - 2200 мм

Высота - 6700 мм

Объем - 16,9 м³

Масса - 2000 кг

Температура: рабочая - 10…70 °С

Количество виброплит / желобов - 7

Количество камер - 14

Количество электромагнитных клапа-

Сортировщик

нов/пусковых каналов - 378

Сортировка флексы

флексы

Расход сжатого воздуха - 58,8 л/с

Давление воздуха - 6 бар

N = 3,5 кВт, 230 В

Масса - 1650 кг

В комплекте с загрузочными бункерами

Длина - 2000 мм

Сортировщик

Ширина - 1800 мм

Сортировка флексы

флексы

Высота - 2800 мм

Мощность охлаждения - 8 кВт

Масса - 1800 кг

406

Окончание таблицы 9.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Тип - вертикальный цилиндрический аппа-

рат с коническим днищем

Наружный диаметр - 2400 мм

Высота - 7480 мм

Промежуточное хра-

Масса - 1700 кг

Силос анализа

нение флексы

Температура: расчетная - 80 °С, рабочая -

20…40 °С

Давление: расчетное - 0,003 МПа (0,03

кгс/см²),

рабочее - 0,0015 МПа (0,015 кгс/см²)

Разделение фрак-

Мощность - 1,84 кВт

Вибросито

ций флексы

Масса - 650 кг

LxBxH = 5600 x 2443 x 2182 мм

Усилие прессования - 40 тонн

Пресс

Сжимание

Производительность - 1,5-2,5 тонн/час

N = 19 кВт, 380 В, 37А

Масса - 4300 кг

Таблица

9.6 - Перечень природоохранного оборудования процесса производства

ПЭТФ с использованием вторичного сырья

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Отделение пыли

Производительность - 4000 м³/ч

Фильтр рукавный

флексы от воздуха

Поверхность фильтрации - 0,16 м²

Производительность - 9000 м³/ч

Максимальный перепад давления - 2000 Па

Потребление сжатого воздуха - 14 нм³/ч

Давление сжатого воздуха - 0,5-0,6 МПа

В комплекте:

- карман фильтрующий;

Отделение пыли

- встряхиватель;

Фильтр рукавный

флексы от воздуха

- ротационный клапан;

- ресивер;

- обвязочные трубопроводы;

- запорная арматура.

Основной материал - сборный

N = 0,75 кВт, 380 В

Масса: 2002 кг

407

Окончание таблицы 9.6

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Тип: горизонтальная установка двухстадий-

ного сжигания.

Длина -14300 мм

Печь для сжига-

Обезвреживание

Ширина - 4000 мм

ния твердых

отходов

Высота - 21200 мм

и жидких отходов

Температура расчетная - 1300 ^оС

Давление расчетное - атм.

Производительность - 700 кг/ч

9.1.6 Производство прядильных чипов

Полиэфирное сырье хранится в резервуарах. Материал взвешивают и пневмати-

чески транспортируют в приемный желоб полиэфирных сушилок. Перед сушкой полимер

кристаллизуют при температуре от 150 °C до 200 °C в перемешиваемом слое для

предотвращения агломерации.

В сушильных камерах продукт нагревают до 150 °C - 200 °C с использованием по-

токов горячего осушенного воздуха.

На рисунке 9.6 приведена блок-схема процесса.

Рисунок 9.6 - Блок-схема производства прядильных чипов

9.1.7 Производство штапельного волокна

Высушенный полиэфирный полимер транспортируется в экструдеры, где он рас-

плавляется и закачивается в прядильные головки, которые загружаются в коллектор.

408

Прядильные головки состоят из фильеры с большим количеством мелких отверстий, че-

рез которые расплавленный полимер течет с образованием нитей. Любые загрязняю-

щие вещества в полимере удаляются его фильтрованием до поступления в фильеры.

Разнообразие конструкций фильер позволяют создавать широкий ассортимент попереч-

ных сечений волокон, включая круглые, полые и трилобальные.

Горячие нити охлаждаются продувкой воздуха через пучок нитей и формируются

в жгуты. Толщина волокна определяется скоростью прохождения сетчатого устройства.

Прядильно-вытяжная машина применяется для последующей обработки полимера.

Скрученные жгуты наматываются в рулоны и направляются на оптимизацию рас-

тягивающих свойств волокон. Затем жгуты извивают с целью придания необходимых

объемных характеристик продукта для разных конечных целей. Извитые жгуты высуши-

ваются и подвергаются окончательной обработке в соответствии с требованиями заказ-

чика. Жгуты разрезаются на волокна требуемой длины волокна до 150 мм перед транс-

портировкой.

9.1.8 Производство комплексных нитей

Комплексные нити получают из гранулята ПЭТФ. Гранулят смешивается до одно-

родного состояния перед предварительной кристаллизацией и высушивается для рас-

плавки в экструдере. После экструдера гранулят подается в специальный коллектор для

равномерного распределения расплава.

Затем расплавленный полимер пропускают через фильеры для формирования

нитей. Нити вытягивают, обрабатывают технологическими добавками и перемешива-

ются для придания пряже определенных свойств. Затем они наматываются на головки.

Процессы контролируются с помощью систем компьютерного мониторинга и

управления качеством на всех этапах производства, которые связаны с роботизирован-

ными системами обработки, упаковки и хранения пряжи.

На последней стадии процесса полимер проходит оценку в испытательных цен-

трах, которые гарантируют качество продукции перед упаковкой.

9.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве полиэтилентерефталата

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов получения высоковяз-

кого гранулированного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного процесса

приведены в таблице 9.7.

409

Таблица 9.7 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов

получения высоковязкого гранулированного кристаллического ПЭТФ посредством

непрерывного процесса

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Терефталевая кислота

кг/т



874

Этиленгликоль

кг/т



345

Диэтиленгликоль

кг/т



Изофталевая кислота

кг/т



30,6

Электроэнергия

кВт·ч/т



217

Природный газ

нм³/т



Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства полиэти-

лентерефталата с исользованием вторичного сырья приведены в таблице 9.8.

Таблица 9.8 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов

при производстве полиэтилентерефталата с использованием вторичного сырья

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Терефталевая кислота

кг/т

835

850

Этиленгликоль

кг/т

332

344

Изофталиевая кислота

кг/т

21,3

23,8

Диэтиленгликоль

кг/т

5,3

Электроэнергия

кВт·ч/т

161,5

208,5

Природный газ

м³/т

72,01

81,1

Теплоэнергия

Гкал/т

0,1

0,17

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве вы-

соковязкого гранулированного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного про-

цесса приведено в таблицах 9.9-9.11.

410

Таблица 9.9 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве высо-

ковязкого гранулированного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного про-

цесса

Масса выбросов загрязняющих веществ по-

Метод очистки,

сле очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование загрязня-

обработки, по-

Диапазон

ющего вещества

вторного ис-

Среднее

Минимальное

Максимальное

пользования

значение

Азота диоксид



0,26



Азота оксид

0,042

Взвешенные вещества



0,1



Углерода оксид

–



1,1



Ацетальдегид



0,071



Этиленгликоль (1,2-



0,15



этандиол)

Таблица 9.10 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве высоковязкого гра-

нулированного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного процесса

Показатели сбросов загрязняющих веществ

в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Взвешенные

Технологические сточ-



0,09

вещества

ные отводятся на

очистку на биологиче-

ХПК



15,12



ские очистные сооруже-

pH, ед. рН

3,8

8,0



ния

411

Таблица

9.11 - Отходы, образующиеся при производстве высоковязкого гранулиро-

ванного кристаллического ПЭТФ посредством непрерывного процесса

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ утили-

Класс

Источник

на 1 т продукции, кг/т

Наименова-

зации, обез-

опасно-

образова-

Диапазон

Сред-

ние

вреживания,

сти

ния

нее

Минималь-

Макси-

размещения

знач-

ное значе-

мальное

ение

ние

значение

Cметки тере-

Производ-

Обезврежива-

фталевой



0,1



ство ПЭТФ

ние

кислоты

Растворители

на основе

гликолей, от-

Производ-

Обезврежива-

работанные

III



0,17



ство ПЭТФ

ние

при гранули-

ровании

ПЭТФ

Олигомеры

некондицион-

Чистка обо-

ные при

рудования

Обезврежива-

чистке обору-



0,06



производ-

ние

дования про-

ства ПЭТФ

изводства

ПЭТФ

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве по-

лиэтилентерефталата с использованием вторичного сырья, приведена в таблицах 9.12-

9.14.

412

Таблица 9.12 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве по-

лиэтилентерефталата с использованием вторичного сырья

Масса выбросов загрязняющих веществ по-

Метод очистки,

сле очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование загрязня-

обработки, по-

Диапазон

ющего вещества

вторного ис-

Среднее

Минимальное

Максимальное

пользования

значение

Азота оксид

Азота диоксид (сум-



0,81



марно)

Взвешенные вещества



0,15



–

Углерода оксид



1,69



Ацетальдегид



0,11



Этиленгликоль (1,2-



0,15



этандиол)

Таблица

9.13

- Сбросы загрязняющих веществ при производстве

полиэтилентерефталата с использованием вторичного сырья

Показатели сбросов загрязняющих веществ

в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические сточ-

ные отводятся на

ХПК



очистку на биологиче-

ские очистные сооруже-

pH, ед. рН

ния

2,4

413

Таблица 9.14 - Отходы, образующиеся при производстве полиэтилентерефталата с

использованием вторичного сырья

Масса образующихся

отходов производства в

расчете

на 1 т продукции, кг/т

Класс

Источник

Способ утилиза-

Диапазон

Наименование

опасно-

образова-

ции, обезврежива-

Мини-

Макси-

Сред-

сти

ния

ния, размещения

маль-

нее

ное

значе-

ние

Олигомеры некон-

диционные при

чистке оборудова-

Производ-

Обезвреживание



0,33



ния производства

ство ПЭТ

полиэтилентере-

фталата

Ткань фильтро-

вальная из поли-

мерных волокон,

Производ-

Обезвреживание



0,32



загрязненная нега-

ство ПЭТ

логенированными

полимерами

Лом и отходы изде-

лий из полиэтилен-

Производ-

Утилизация



14,7



терефталата неза-

ство ПЭТ

грязненные

Цеолит отработан-

ный при осушке

Утилизация / раз-

Производ-

воздуха и газов, не

мещение на поли-



0,14



ство ПЭТ

загрязненный опас-

гоне

ными веществами

414

Раздел 10 Производство высокомолекулярных соединений

специального назначения

10.1 Поликарбонаты

Поликарбонаты - это синтетические полимеры, сложные полиэфиры угольной

кислоты и двухатомных спиртов с общей формулой (-O-R-O-CO-)n, где R - это аромати-

ческий или алифатический остаток. Наибольшее промышленное значение имеют аро-

матические поликарбонаты, в первую очередь, поликарбонат на основе бисфенола А,

благодаря его доступности.

Поликарбонаты имеют высокую теплостойкость (до 153 °C). Отдельные термо-

стойкие марки полимера (PC-HT - в латинской транскрипции) выдерживают температуру

до 160 °C - 205 °C. Полимеры обладают высокой жесткостью и стойкостью к ударным

воздействиям, выдерживают циклические перепады температур от -253 °C до +100 °C,

имеют высокую размерную стабильность, незначительное водопоглощение и проявляют

хорошие диэлектрические свойства. Поликарбонат обладает высокой химической устой-

чивостью к большинству неинертных веществ, что дает возможность применять его в

агрессивных средах без изменения его химического состава и свойств. К таким веще-

ствам относятся минеральные кислоты даже высоких концентраций, соли, насыщенные

углеводороды и спирты, включая метанол. Перечисленные выше свойства поликарбо-

ната обусловили его широкое применение во многих отраслях промышленности.

Основными областями потребления поликарбонатов являются электротехника и

электроника, автомобилестроение, строительство и производство потребительских то-

варов, прежде всего бытовых приборов. Ключевой областью, определяющей перспек-

тивы применения поликарбонатов считается остекление автомобилей, так как широкое

внедрение поликарбоната для этой цели приведет к значительному росту объемов его

потребления.

В настоящем разделе описано производство поликарбоната, в том числе совметно

с получением бисфенола А.

10.1.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время

Технологический процесс производства поликарбоната периодическим методом

(рисунок 10.1) состоит из следующих стадий: фосгенирование дифенилолпропана, про-

мывка раствора полимера, высаждение полимера и выделение его из суспензии, сушка

полимера и регенерация растворителей и осадителей.

415

В реактор поликонденсации 1 загружают воднощелочной раствор дифенилолпро-

пана из аппарата для растворения 2, затем добавляют метиленхлорид и катализатор и

при 20° C - 25 оС пропускают газообразный фосген. Выделяющееся тепло реакции от-

водится при помощи холодной воды, подаваемой в рубашку аппарата. Образующийся

полимер растворяется в метиленхлориде. Содержимое реактора в виде вязкого рас-

твора поступает в декантатор- промыватель 5, в котором оно промывается водой и рас-

твором соляной кислоты, а затем в аппарат для обезвоживания 6'. Пары воды, проходя

через насадочную колонну 7, конденсируются в холодильнике-дефлегматоре 8 и соби-

раются в сборниках водного слоя. Раствор полимера поступает в аппарат 9, где полимер

высаждается осадителем (метанол или ацетон). Суспензия поликарбоната фильтруется

на фильтре 11 (барабанный или нутч-фильтр). Смесь растворителя и осадителя посту-

пает на регенерацию и ректификацию, а порошок полимера в сушилку 12 и далее в гра-

нулятор 13 для получения гранул.

Схема процесса производства поликарбоната непрерывным методом представ-

лена на рисунке 10.2.

417

Дифенилолпропан из бункера-дозатора 1 подается в аппарат 2, в котором при пе-

ремешивании готовится водный раствор дифенолята натрия. Полученный раствор из

сборника 3 через дозатор 4 непрерывно поступает в реактор каскада реакторов 6. Сюда

же подаются метиленхлорид и фосген. Образующийся низкомолекулярный поликарбо-

нат перетекает в реактор 7. В реактор 8 каскада (для повышения молекулярного веса

поликарбоната) подается катализатор (алкиларилхлорид аммония). Во всех реакторах

поддерживается постоянная температура, равная 30°С.

Реакционная масса из реактора 8 поступает на отстаивание и отделение от вод-

ного раствора щелочи во флорентийский сосуд 9. Раствор поликарбоната в метиленхло-

риде промывается водой в промывной колонне 10, поступает во флорентийский сосуд

11, где отделяется от воды и далее через напорную емкость 12 поступает в ректифика-

ционную колонну 13 для освобождения от остатков воды. В колонне происходит отгонка

азеотропной смеси вода - метиленхлорид, пары которой поступают в дефлегматор 14

и конденсируются.

Обезвоженный раствор поликарбоната (лак) охлаждается в холодильнике 15, от-

фильтровывается на фильтре 16 и поступает либо на высаждение полимера, либо непо-

средственно на расфасовку. При высаждении лак подогревается в теплообменнике 17°

C до 130 °С и под давлением 6,0 Мпа (60 кгс/см2) впрыскивается в высадительную ко-

лонну 18. В высадительной колонне за счет снижения температуры паров метиленхло-

рида до 40 °С и давления до атмосферного происходит испарение метиленхлорида и

отделение поликарбоната в виде порошка. Поликарбонат далее поступает на грануля-

цию в гранулятор 20.

Совместное производство поликарбоната и бисфенола А

Синтез этиленкарбоната (ЭК)

Реакция синтеза ЭК проводится в трёх реакторах ЭК. Полученный из очищенного

жидкофазного диоксида углерода газообразный диоксид углерода подаётся в реакторы

идеального смешения. Окись этилена подаётся только в первый реактор идеального

смешения. Сырой этиленкарбонат, образующийся в секции реакции в присутствии ката-

лизатора, подаётся из третьего реактора ЭК в испарительный барабан секции дистил-

ляции. Не прореагировавший в испарителе ЭК диоксид углерода и окись этилена выбра-

сываются в скруббер. Сырой этиленкарбонат, не содержащий диоксида углерода и окиси

этилена, подаётся в испарители ЭК и очищается при остаточном давлении выпарном

аппарате. Очищенный этиленкарбонат поступает в установку ДМК в качестве исходного

сырья.

Синтез диметилкарбоната (ДМК)

Реакция синтеза проводится в колонне сепарации СО2 и реакторе ДМК. В колонне

сепарации СО2, диоксида углерода извлекается из метанола (МЕ) и подаётся в реактор

ДМК. В реакторе ДМК, диметилкарбонат и этиленгликоль синтезируются из этиленкар-

боната и метанол в присутствии катализатора. Диметилкарбонат извлекается с верхней

части реактора ДМК. Этиленгликоль и катализатор извлекаются с низа реактора ДМК

вместе с метанолом. Жидкость, извлекаемая с верхней части реактора ДМК, подаётся в

колонну сепарации ДМК и дистиллируется. Диметилкарбонат извлекается с низа ко-

лонны сепарации ДМК и хранится в резервуаре ДМК. Из резервуара ДМК диметилкар-

419

ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИМЕРОВ, В ТОМ ЧИСЛЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ (ИТС 32-2022) - часть 5