ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ ТОНКОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА (ИТС НДТ 31-2021)

Раздел 18 Производство пропиленгликолей

18.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время в производстве пропиленгликолей

Пропиленгликоли получают гидратацией окиси пропилена.

Технологический процесс получения пропиленгликоля состоит из двух стадий

(рисунок 18.1):

 гидратация окиси пропилена;

 атмосферная и вакуумная отгонка воды.

Окись пропилена

Гидратация окиси пропилена

Водный раствор

пропиленгликоля

Отходящие газы

Атмосферная и вакуумная

отгонка воды

Пропиленгликоль

Рисунок 18.1 - Схема получения пропиленгликоля

Получение пропиленгликоля осуществляется в реакторе методом гидратации окиси

пропилена при давлении от 0,2 до 0,4 МПа, температуре от 125 до 135 °C.

Атмосферная и вакуумная отгонка воды проводятся в реакторе сразу после

выдержки реакционной массы.

Реакционная масса после выдержки остается в реакторе, при этом циркуляция

продолжается через трубопровод в паровой рубашке. При температуре в пределах от 100

до 145 °C и атмосферном давлении отгоняются пары воды, которые направляются в

холодильник, охлаждаемый оборотной водой, откуда сконденсированная вода сливается в

сборник.

После прекращения отгонки паров воды при атмосферном давлении, реактор

подсоединяется к вакуумной системе, и отгонка оставшейся воды продолжается при

остаточном давлении в пределах от 0,05 МПа до 0,06 МПа. Водногликолевые пары

направляются также в холодильник, откуда водногликолевый раствор сливается в тот же

сборник. Вода с примесью пропиленгликоля накапливается в сборнике и с добавлением

парового конденсата используется в производстве следующей партии пропиленгликоля.

124

Сконцентрированный в реакторе пропиленгликолевый раствор с содержанием воды

не более 10 % масс. насосом перекачивается в товарную емкость.

Описание технологического процесса производства пропиленгликоля приведено

в таблице 18.1, перечень основного оборудования - в таблице 18.2.

Таблица 18.1 - Описание технологического процесса получения пропиленгликоля

Выходной поток

Основное

Стадия

Природо-

Входной

Технологи-

технологического

охранное

Продукты и

поток

ческое

Эмиссии

процесса

оборудование

полупродукты

оборудование

3.1

3.2

Окись

Гидратация

Водный раствор

Реактор

пропилена

окиси пропилена

пропиленгликоля

Атмосферная и

Водный раствор

вакуумная

Пропиленгликоль

Реактор

пропиленгликоля

отгонка воды

Таблица

18.2 - Перечень основного оборудования процесса получения

пропиленгликоля

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Объем - 10 м³

Диаметр - 2400 мм

Реактор с наружным

Гидратация окиси

Высота - 3210 мм

змеевиком

пропилена

Расчетное давление - 2,0 МПа

Расчетная температура - 200 С

Объем - 2,0 м³

Диаметр - 1400 мм

Аппарат с рубашкой и

Рецикл воды

Высота - 800 мм

мешалкой

Расчетное давление - 0,5 МПа

Расчетная температура - 250 С

18.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве пропиленгликолей

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства

пропиленгликоля приведены в таблице 18.3.

125

Таблица

18.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве пропиленгликоля

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Пропилена окись

кг/т



800

Вода

кг/т



1157,4

Электроэнергия

кВт·ч/т

600

660

Теплоэнергия

Гкал/т

2,58

2,84

Вода оборотная

м³/т

200

220

Характеристика выбросов, образующихся при производстве пропиленгликоля,

приведена в таблице 18.4

Таблица

18.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

пропиленгликоля

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

Наименование

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

обработки,

загрязняющего

Диапазон

повторного

Среднее

вещества

использования

Минимальное

Максимальное

значение

Пропилена окись



57,13



Пропиленгликоль



13,84



(1,2-пропандиол)

126

Раздел 19 Производство метоксиполиэтиленгликолей

19.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время в производстве метоксиполиэтиленгликолей

Получение метоксиполиэтиленгликолей (МПЭГ) осуществляется путем

присоединения оксида этилена к метанолу в присутствии катализатора.

Процесс получения метоксиполиэтиленгликолей состоит из нескольких этапов:

получение стартового вещества (смешение катализатора с метанолом);

оксиэтилирование стартового вещества (получение форполимера);

оксиэтилирование форполимера (получение щелочного метилового

полиэтиленгликоля);

нейтрализация.

Схема получения метоксиполиэтиленгликолей приведена на рисунке 19.1.

Катализатор

Метанол

Отходящие газы

Получение стартового

вещества

Стартовое

вещество

Отходящие газы

Окись этилена Оксиэтилирование стартового

вещества

Сточные воды

Форполимер

Отходящие газы

Окись этилена

Оксиэтилирование

форполимера вещества

Сточные воды

Щелочной метиловый

полиэтиленгликоль

Отходящие газы

Уксусная кислота

Нейтрализация

Сточные воды

Метоксиполиэтиленгликоли

Рисунок 19.1 - Схема получения метоксиполиэтиленгликолей

Реакторный узел состоит из трех цилиндрических горизонтальных аппаратов,

расположенных на двух уровнях. Нижний реактор служит для приема сырья,

127

форполимера и сбора продуктов реакции, а верхние аппараты служат для проведения

реакции оксиэтилирования в паровой фазе и частично для сбора продуктов реакции.

Реактора оксиэтилирования оснащены соплами для подачи циркулирующей массы и

окиси этилена. Катализатор подается в первый реактор и смешивается с поступающим

со склада метанолом. Готовое стартовое вещество подается в реакторы для

последующего оксиэтилирования. Готовый форполимер откачивается в резервуар, а

реакторы продуваются азотом до полного удаления форполимера. Расчетное

количество форполимера принимается в реакторы и проходит реакцию

оксиэтилирования. Щелочной метиловый эфир полиэтиленгликолей направляется в

резервуар для нейтрализации уксусной кислотой. Товарный метоксиполиэтиленгколь

откачивается на сырьевой склад для отгрузки потребителю. После освобождения

реакторного блока от продукта и его продувки азотом производится сброс отходящих

газов с парами органических веществ в скруббер узла очистки отходящих газов для

предотвращения попадания органических веществ в окружающую среду. Для

поглощения органических веществ используется водно-гликолевый раствор с

регулятором рН - едким натром. Отработанный абсорбент перекачивают на утилизацию

(сжигание в печи) на установку термического обезвреживания отходов.

Описание технологического процесса производства метоксиполиэтиленгликолей

приведено в таблице 19.1, перечень основного оборудования - в таблице 19.2, перечень

природоохранного оборудования - в таблице 19.3.

Таблица

19.1 -

Описание

технологического

процесса

получения

метоксиполиэтиленгликолей

Выходной поток

Стадия

Основное

Природо-

Входной

технологического

технологическое

охранное

Продукты и

поток

Эмиссии

процесса

оборудование

полупродукты

3.1

3.2

Катализатор

Стартовое

Отходящие

Смешение

Реактор

Метанол

вещество

газы

Стартовое

Отходящие

вещество

газы

Оксиэтилирование

Форполимер

Реактор

Окись

Сточные

этилена

воды

Отходящие

Форполимер

Реакционная

газы

Окись

Оксиэтилирование

Реактор

масса

Сточные

этилена

воды

Реакционная

Отходящие

масса,

газы

Нейтрализация

МПЭГ

Резервуар

Уксусная

Сточные

кислота

воды

128

Таблица

19.2 - Перечень основного оборудования процесса получения

метоксиполиэтиленгликолей

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Приема стартового вещества,

Объем - 26,8 м³

Реактор

форполимера, а также

Диаметр - 1650 мм

реакционной массы

Длина - 12000 мм

Оксиэтилирование и

Объем - 11,8 м³

Реактор

получения полимеризата

Диаметр - 1200 м,

(метоксиполиэтиленгликолей)

Длина - 10000 мм

Объем - 100 м³

Резервуар

Прием форполимера

Диаметр - 3600 мм

Высота - 10000 мм

Прием щелочного

Объем - 100 м³

метилового эфира

Резервуар

Диаметр - 3600 мм

полиэтиленгликоля на

Высота - 10000 мм

нейтрализацию

Таблица

19.3 - Перечень природоохранного оборудования процесса получения

метоксиполиэтиленгликолей

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

природоохранного оборудования

Поглощение паров

Объем - 70,4 м³

органических веществ

Диаметр - 3000 мм

из отдувок аппаратов

Скруббер

Высота - 10500 мм

циркулирующим

Расчетное давление - 0,05 кгс/см²

водным гликолевым

Расчетная температура - 100 С

раствором

19.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую

среду

при

производстве

метоксиполиэтиленгликолей

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства

метоксиполиэтиленгликолей приведены в таблице 19.4.

129

Таблица

19.4 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве метоксиполиэтиленгликолей

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Метанол

кг/т

7,8

63,9

Катализатор

кг/т



4,1

Окись этилена

кг/т

981

1039,69

Кислота уксусная

кг/т



1,1

Электроэнергия

кВт·ч/т

Теплоэнергия

Гкал/т

0,28

0,308

Вода оборотная

м³/т

27,5

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

метоксиполиэтиленгликолей, приведена в таблицах 19.5-19.7.

Таблица

19.5 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

метоксиполиэтиленгликолей

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

обработки,

загрязняющего

Диапазон

повторного

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

использования

значение

Азота диоксид



0,09



Азота оксид



0,02



Углерода оксид



0,11



Спирт метиловый



0,007



Кислота уксусная



0,0002



Этилена окись



0,005



Этиленгликоль



0,11



(1,2-этандиол)

Таблица

19.6

- Сбросы загрязняющих веществ при производстве

метоксиполиэтиленгликолей

Показатели сбросов загрязняющих

Наименование

веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические сточные

рН*

6,5

8,5



отводятся на очистку

промышленных сточных вод на

ХПК

биологические очистные

0,071

0,47



сооружения

* единица измерения - ед. рН

130

Таблица

19.7

Отходы,

образующиеся

при

производстве

метоксиполиэтиленгликолей

Масса образующихся

отходов производства в

Способ

Класс

утилизации,

расчете на 1 т продукции, кг/т

Источник

Наименование

Опас-

обезврежи-

Диапазон

Среднее

образования

ности

вания,

значение

Мини-

Макси-

размещения

мальное

значение

Водный раствор

моноэтиленгликоля

с гидроксидом

натрия,

Производ-

Термическое

отработанный при

ство в

обезврежи-



0,33



поглощении паров

целом

вание

окиси этилена в

производстве

простых полиэфиров

и неонолов

Жидкие отходы при

улавливании окиси

этилена водой,

Производ-

Термическое

содержащие

ство в

обезврежи-



1,0



гликоли, в

целом

вание

производстве

метиловых эфиров

полиэтиленгликолей

Жидкие отходы

промывки

оборудования

Производ-

Термическое

производства

ство в

обезврежи-



0,12



полиэтиленгликолей,

целом

вание

содержащие

полиэтиленгликоли

131

Раздел 20 Производство ненасыщенных высокомолекулярных

полиэтиленгликолей

20.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее

время

производстве

ненасыщенных

высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Производство ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей (НПЭГ)

осуществляется присоединением оксида этилена к металлиловому спирту, в

присутствии щелочного катализатора.

Процесс получения ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей

состоит из следующих этапов:

- смешение металлилового спирта с катализатором;

- оксиэтилирование стартового вещества;

- получение катализированного форполимера;

- оксиэтилирование форполимера;

- нейтрализация.

Схема получения ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей

приведена на рисунке 20.1.

132

Металлиловый

Гидроксид калия

спирт

Отходящие газы

Получение стартового

вещества

Стартовое

вещество

Отходящие газы

Окись этилена

Оксиэтилирование стартового

вещества

Сточные воды

Форполимер

Отходящие газы

Гидроксид калия

Катализирование

Сточные воды

Катализированный

форполимер

Отходящие газы

Оксиэтилирование

форполимера

Сточные воды

Щелочной полимеризат

металлиловых эфиров

полиэтиленгликолей

Отходящие газы

Уксусная кислота

Нейтрализация

Сточные воды

Ненасыщенные высокомолекулярные

полиэтиленгликоли

Рисунок 20.1 - Схема получения ненасыщенных высокомолекулярных

полиэтиленгликолей

Металлиловый спирт выгружается в емкость, где смешивается с катализатором.

Готовое стартовое вещество подается в реактор для последующего оксиэтилирования.

Получившийся форполимер откачивается в резервуар, а реактор продувается азотом до

полного удаления форполимера. Катализированный форполимер получают

растворением катализатора в форполимере при перемешивании в течение 10-20 минут.

Расчетное количество катализированного форполимера принимается в реактор и

проходит повторную реакцию оксиэтилирования с получением щелочного полимеризата

металлиловых эфиров полиэтиленгликолей, который направляется в резервуар для

нейтрализации уксусной кислотой. Товарный высокомолекулярный полиэтиленгколь

(НПЭГ) откачивается на сырьевой склад для фасовки и отгрузки потребителю. После

133

освобождения реакторного блока от продукта и его продувки азотом производится сброс

отходящих газов с парами органических веществ в скруббер узла очистки отходящих

газов для предотвращения попадания органических веществ в окружающую среду.

Далее газы поступают в скруббер, где для поглощения органических веществ

используется водно-гликолевый раствор с регулятором рН - едким натром.

Отработанный абсорбент перекачивают на утилизацию (сжигание в печи) на установку

термического обезвреживания отходов.

Описание

технологического

процесса

производства

ненасыщенных

высокомолекулярных полиэтиленгликолей приведено в таблице 20.1, перечень

основного оборудования - в таблице 20.2, перечень природоохранного оборудования - в

таблице 20.3.

Таблица

20.1 - Описание технологического процесса получения ненасыщенных

высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия

Технологи-

Входной

охранное

технологического

ческое

Продукты и

поток

оборудо-

Эмиссии

процесса

оборудо-

полупродукты

вание

3.1

3.2

Металлиловый

Стартовое

Отходящие

спирт

Смешение

Емкость

вещество

газы

Катализатор

Отходящие

Стартовое

газы

вещество

Оксиэтилирование

Форполимер

Реактор

Сточные

Окись этилена

воды

Отходящие

Катализиро-

Форполимер

газы

Катализирование

ванный

Емкость

Катализатор

Сточные

форполимер

воды

Щелочной

полимеризат

Отходящие

Катализированный

металлиловых

газы

форполимер

Оксиэтилирование

Реактор

эфиров

Сточные

Окись этилена

полиэтилен-

воды

гликолей

Щелочной

полимеризат

Отходящие

металлиловых

газы

Нейтрализация

НПЭГ

Резервуар

эфиров

Сточные

полиэтиленгликолей

воды

Уксусная кислота

134

Таблица

20.2 - Перечень основного оборудования процесса получения

ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Прием стартового вещества,

Объем - 25,0 м3

Реактор

форполимера и проведение

Диаметр - 2800 мм

реакции оксиэтилирования

Длина - 5850 мм

Прием металлилового спирта

Объем - 50,0 м³

Емкость

и приготовление стартового

Диаметр - 2800 мм

вещества

Длина - 7000 мм

Прием готового форполимера

Объем - 25 м³

и приготовление

Емкость

Диаметр - 2400 мм

катализированно-го

Высота - 9700 мм

форполимера

Объем - 25 м³

Прием и нейтрализация

Емкость

Диаметр - 3000 мм

щелочного НПЭГ

Высота - 12300 мм

Таблица

20.3 - Перечень природоохранного оборудования процесса получения

ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

природоохранного оборудования

Поглощение паров

Объем - 70,4 м³

органических веществ из

Диаметр - 3000 мм

Скруббер

отдувок аппаратов

Высота - 10500 мм

циркулирующим водным

Расчетное давление - 0,05 кгс/см²

гликолевым раствором

Расчетная температура - 100 С

Очистка продувочных газов

Объем - 22,3 м³

Скруббер

от паров окиси этилена

Диаметр - 2000 мм

водно-щелочным раствором

Высота - 6400 мм

20.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве ненасыщенных

высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства

ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей приведены в таблице 20.4.

135

Таблица

20.4 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Металлиловый спирт

кг/т

31,815

31,82

Катализатор

кг/т

1,05

Окись этилена

кг/т

983,5

1038,35

Кислота уксусная

кг/т



1,15

Электроэнергия

кВт·ч/т

284,4

312,84

Теплоэнергия

Гкал/т

0,28

0,31

Вода оборотная

м³/т

27,5

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей, приведена в таблицах 20.5-

20.7.

Таблица

20.5 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

ненасыщенных высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

Наименование

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

обработки,

загрязняющего

Диапазон

повторного

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

использования

значение

Азота диоксид



1,56



Азота оксид



0,26



Углерода оксид



1,89



Кислота уксусная



0,002



Этилена окись



0,08



Этиленгликоль



1,76



(1,2-этандиол)

Таблица

20.6 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве ненасыщенных

высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Показатели сбросов загрязняющих

веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические сточные

рН*

6,5

8,5



воды отводятся на очистку на

биологические очистные

ХПК

1,31

7,88



сооружения

* единица измерения - ед. рН

136

Таблица

20.7

- Отходы, образующиеся при производстве ненасыщенных

высокомолекулярных полиэтиленгликолей

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ

Класс

утилизации,

на 1 т продукции, кг/т

Источник

Наименование

Опас-

обезврежи-

Диапазон

образования

ности

вания,

Среднее

Мини-

Макси-

размещения

значение

мальное

значение

Водный раствор

моноэтиленгликоля

с гидроксидом

Производ-

Термическое

натрия,

ство в



5,51



обезвреживание

отработанный при

целом

поглощении паров

окиси этилена

Жидкие отходы

Производ-

Термическое

промывки

ство в



0,62



обезвреживание

оборудования

целом

137

Раздел 21 Производство простых полиэфиров

21.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время в производстве простых полиэфиров

21.1.1 Получение простых полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

Полимеризацией окисей алкиленов (окиси пропилена, окиси этилена) в

присутствии стартовых веществ получают полиэфиры различных марок.

Технологический процесс состоит из следующих стадий:

- получение стартового вещества;

- полимеризация;

- очистка щелочного полимеризата;

- сушка готового продукта и фильтрация.

Схема получения простых полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

приведена на рисунке 21.1.

Стартовое

Гидроксид

вещество

калия

Подготовка стартового

вещества

Стартовое

вещество

Окись алкилена

Отходящие газы

Полимеризация

Щелочной

полимер

Ортофосфорная

Сточные воды

кислота

Нейтрализация

Асканит-бентонит

Агидол

Нейтральный

полимер

Бельтинг

Фильтрация

Очищенный

полимер

Отходящие газы

Сушка

Полиэфиры

Рисунок 21.1 - Схема получения простых полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

138

Приготовление катализатора заключается в растворении едкого калия в

стартовом веществе с последующим удалением воды (при необходимости).

В зависимости от марки выпускаемого ППЭ в качестве стартового вещества применяют

глицерин, этиленгликоль, суспензию сахара в глицерине, суспензию кристаллического

сорбита в пропиленгликоле или суспензию сахара в диэтиленгликоле, этилендиамин

и т. д.

Растворение едкого калия проводится в реакторе с мешалкой при температуре

50-100 °C. Осушку щелочного стартового вещества (при необходимости) осуществляют

испарением воды в условии вакуума в аппарате с мешалкой или роторно-пленочном

испарителе.

Процесс полимеризации состоит из двух стадий: форполимеризации и

полимеризации. Процесс осуществляют в реакторе с мешалкой и/или с

циркуляционныим контуром, включающем выносной теплообменник, в режиме

постепенной подачи окиси алкилена. Температурный режим процесса полимеризации

окиси алкилена в зависимости от марки выпускаемого полиэфира выбирают в интервале

температур 80-140 °C. Давление в реакторе поддерживают не более 0,6 МПа. Съем

тепла полимеризации окиси алкилена осуществляют подачей охлаждающей воды в

рубашку реактора и/или выносной теплообменник. После окончания подачи окиси

алкилена реакционную массу выдерживают при температуре около 115 °C. Полученный

щелочной полимеризат направляют на узел очистки. Избыточное давление реактора

стравливается на узел низкотемпературной конденсации.

Далее щелочной полимеризат проходит фосфатно-сорбционную очистку, которая

включает: омыление щелочного полимеризата обессоленной водой, нейтрализацию

ортофосфорной кислотой, сорбцию непрореагировавших щелочных примесей асканит-

бентонитом и агрегирование осадка монокалийфосфата асканит-бентонитом.

Фосфатно-сорбционную очистку осуществляют в герметичном реакторе-смесителе.

Удаление осадка осуществляют на фильтре, заправленном фильтрующим материалом

(бельтингом). Формирование осадка путем упаривания воды проводят при температуре

85-100 °C, которая поддерживается подачей пара в рубашку реактора. Пары воды,

образующиеся при упаривании, конденсируются в конденсаторе и подаются на очистку

стоков.

Фильтрация осуществляется на фильтре, заправленным фильтрующим

материалом (бельтингом). Режим работы фильтра предусматривает следующие этапы:

продувка азотом, намыв фильтровального слоя, фильтрация, просушка осадка, выгрузка

осадка. Намывным слоем, наносимым на фильтр-ткань, служит слой осадка (соли

ортофосфорной кислоты, адсорбированные асканит-бентонитом, асфилфлок). Осадок

после каждой операции сбрасывается в специальный контейнер.

Сушка полиэфира осуществляется на роторном испарителе-дистилляторе при

температуре 115-145 °C и вакууме до минус 0,1 МПа, где окончательно удаляется вода

и другие летучие органические примеси. Сухой полиэфир дополнительно пропускают

через рамный фильтр и откачивают на склад для усреднения и отгрузки потребителям.

Образующиеся в процессе газовые выбросы и сточные воды направляются на

очистку.

Высококонцентрированные

стоки

производства,

образующиеся

технологическом процессе, собираются и нагреваются до температуры 95-100 С.

139

Затем нагретая сточная вода направляется в испаритель-дистиллятор, где проводится

частичная отпарка легкокипящих водорастворимых кислородсодержащих компонентов.

Из испарителя-дистиллятора отпаренная сточная вода сливается в емкости и

проводится отстаивание химзагрязненной воды при температуре 50-98 °С в течение

3,5-6 часов с последующим расслоением на «осадок» высокомолекулярных

полиэфиров с полигликолями и химзагрязненной воды. После расслоения нижний слой

(«осадок» высокомолекулярных полиэфиров с полигликолями) отгружается

потребителям. Химзагрязненная вода, полученная после выделения осадка,

охлаждается и направляется на биологические очистные сооружения или на установку

огневого обезвреживания.

Описание технологического процесса производства простых полиэфиров

полимеризацией окисей алкиленов приведено в таблице 21.1, перечень основного

оборудования - в таблице 21.2, перечень природоохранного оборудования - в

таблице 21.3.

Таблица 21.1 - Описание технологического процесса получения простых полиэфиров

полимеризацией окисей алкиленов

Выходной поток

Природо-

Стадия

Основное

Входной

охранное

технологического

технологическое

Продукты и

поток

оборудо-

Эмиссии

процесса

оборудование

полупродукты

вание

3.1

3.2

Гидроксид

Роторный

Подготовка

калия

Стартовое

Реактор-

испаритель-

стартового

Стартовое

вещество

алкоголятор

дистил-

вещества

вещество

лятор

Алкоголятор-

форполимери-

Стартовое

Абсорбци-

Щелочной

Отходящие

затор

вещество

Полимеризация

онная

полимер

газы

Полимеризатор

Окись алкилена

колонна

Циркуляционный

насос

Щелочной

полимер

Ортофосфорная

Нейтральный

Сточные

Реактор-

кислота

Нейтрализация

полимер

воды

смеситель

Асконит-

бентонит

Агидол

Нейтральный

Очищенный

Фильтрация

Фильтр-пресс

полимер

Роторный

Очищенный

Отходящие

Сушка

Полиэфиры

испаритель-

полимер

газы

дистиллятор

140

Таблица

21.2 - Перечень основного оборудования процесса получения простых

полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

V = 5 м³

Реактор-

Получение стартового

D = 1800 мм

алкоголятор

вещества

Н = 5930 мм

Ррасч. = 0,6 МПа

V = 5 м³

D = 1600 мм

Алкоголятор-

Полимеризация

H = 6600 мм

форполимеризатор

Ррасч. = 1,4 МПа

Трасч. = 150 С

V = 5 м³

D = 1600 мм

Полимеризатор

Полимеризация

H = 6600 мм

Ррасч. = 1,4 МПа

Трасч. = 150 С

Q = 450 м³/ч

Насос

Циркуляция реакционной

Напор = 0,6 МПа

циркуляционный

массы

n = 1485 об/мин

V = 25 м³

D = 2800 мм

Нейтрализация

H = 8450 мм

Реактор-смеситель

щелочного полимеризата

Ррасч. = 0,8 МПа

Трасч. = 164,2 С

Эл.дв. = 55 кВт

Q = 2000 м³/ч

Компрессор

Рвсас = - 10...30 мм.рт.ст.

Создание вакуума

поршневой

Рнагнетания = - 0…0,1 МПа

Тнагнетания = н.б. 170 С

Sфильтрации = 25 м²

L = 3780 мм

Фильтр-пресс

H = 4240 мм

автоматический

Фильтрация

Ррасч. = 1,2 МПа

камерный

Nплит = 16 шт.

N = 7,5 кВт

n = 1450 об/мин

141

Таблица

21.3 - Перечень природоохранного оборудования процесса получения

простых полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

природоохранного оборудования

Sфильтрации = 53,7 м²

Конденсация и

V = 1,55 м³

Абсорбционная колонна

абсорбция газовых

Трасч. = 100 ºС

сдувок

Ррасч. = 0,6 МПа

Vнасадки = 22,4 м³

Объем:

- корпуса - 3,1 м³

- труб - 0,15 м³

Поверхность теплообмена - 12,5 м²

Диаметр - 800/600 мм

Высота - 8820 мм

Давление расчетное:

Испаритель-дистиллятор

Очистка сточных вод

- в корпусе - 1,7 МПа

роторный

- в рубашке - 1,6 МПа

Температура расчетная, ºС:

- в корпусе - 160 ºС

- в рубашке - 160 ºС

Давление разрешенное, МПа:

- в корпусе - 0,3 мм рт.ст.

- в рубашке - 0,6 МПа

21.1.2

Получение простых полиэфиров полиприсоединением к

моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси этилена

Процесс

получения

простых

полиэфиров

полиприсоединением

моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси этилена состоит из следующих основных

этапов:

- получение стартового вещества;

- получение форполимера оксипропилированием стартового вещества;

- оксипропилирование и оксиэтилирование форполимера;

- получение простого полиэфира.

Схема получения простых полиэфиров полиприсоединением к моноэтиленгликолю

окиси пропилена и окиси этилена приведена на рисунке 21.2.

142

Раствор

Моноэтиленгликоль

гидроксида калия

Отходящие газы

Получение стартового

вещества

Стартовое

вещество

Отходящие газы

Окись пропилена

Оксипропилирование

Сточные воды

Форполимер

Отходящие газы

Окись пропилена

Оксипропилирование

Сточные воды

Реакционная масса

Отходящие газы

Окись этилена

Оксиэтилирование

Сточные воды

Простой полиэфир

Рисунок 21.2 - Схема получения простых полиэфиров полиприсоединением к

моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси этилена

Реакторный узел состоит из трех цилиндрических горизонтальных аппаратов,

расположенных на двух уровнях. Нижний реактор служит для приема сырья,

форполимера и сбора продуктов реакции, а верхние аппараты служат для проведения

реакции оксипропилирования и оксиэтилирования в паровой фазе и частично для сбора

продуктов реакции. Реакторы оксиэтилирования оснащены соплами для подачи

циркулирующей массы, окиси пропилена и окиси этилена. Моноэтиленгликоль со склада

поступает в первый реактор на смешение с катализатором - раствором гидрокиси калия.

Готовое стартовое вещество подается в реакторы для последующего

оксипропилирования. Готовый форполимер откачивается в резервуар, а реакторы

продуваются азотом до полного удаления форполимера. Расчетное количество

форполимера принимается в реакторы и проходит последовательные реакции

оксипропилирования и оксиэтилирования. Товарный простой полиэфир откачивается на

сырьевой склад для отгрузки потребителю. После освобождения реакторного блока от

продукта и его продувки азотом производится сброс отходящих газов с парами

органических веществ в скруббер узла очистки отходящих газов для предотвращения

143

попадания органических веществ в окружающую среду. Для поглощения органических

веществ используется водно-гликолевый раствор с регулятором рН - едким натром.

Отработанный абсорбент перекачивают на утилизацию на установку термического

обезвреживания отходов.

Описание технологического процесса производства простых полиэфиров

полиприсоединением к моноэтиленгликолем окиси пропилена и окиси этилена

приведено в таблице 21.4, перечень основного оборудования - в таблице 21.5, перечень

природоохранного оборудования - в таблице 21.6.

Таблица 21.4 - Описание технологического процесса получения простых полиэфиров

полиприсоединением к моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси этилена

Основное

Выходной поток

Природо-

Стадия

Технологи-

Входной

охранное

технологического

ческое

Продукты и

поток

оборудо-

Эмиссии

процесса

оборудо-

полупродукты

вание

3.1

3.2

Моноэтиленгликоль

Стартовое

Отходящие

Раствор

Смешение

Реактор

вещество

газы

гидроокиси калия

Отходящие

Стартовое

газы

вещество

Оксипропилирование

Форполимер

Реактор

Сточные

Окись пропилена

воды

Отходящие

Форполимер Окись

Реакционная

газы

Оксипропилирование

Реактор

пропилена

масса

Сточные

воды

Отходящие

Реакционная масса

Простой

газы

Оксиэтилирование

Реактор

Окись этилена

полиэфир

Сточные

воды

Отходящие газы с

Отработанный

Отходящие

парами

Очитка отходящих

водно-

газы

Скруббер

органических

газов

гликолевый

веществ

абсорбент

Таблица

21.5 - Перечень основного оборудования процесса получения простых

полиэфиров полиприсоединением к моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси

этилена

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Прием катализатора,

Объем - 26,8 м³

Реактор

моноэтиленгликоля, форполимера, а

Диаметр - 1650 мм

также прием реакционной массы

Длина - 12000 мм

144

Окончание таблицы 21.5

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Проведение реакции

оксипропилирования этиленгликоля,

Объем - 11,8 м³

Реактор

форполимера, оксиэтилирования и

Диаметр - 1200 мм

получения простых полиэфиров в

Длина - 10000 мм

паровой фазе

Прием форполимера из реактора и

Объем - 25 м³

Резервуар

откачки его в реактор на получение

Диаметр - 2200 мм

простых полиэфиров

Длина - 6000 мм

Таблица

21.6 - Перечень природоохранного оборудования процесса получения

простых полиэфиров полиприсоединением к моноэтиленгликолю окиси пропилена и

окиси этилена

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

природоохранного оборудования

Поглощение паров

Объем - 70,4 м³,

органических веществ из

Диаметр - 3000 мм

Скруббер

отдувок аппаратов

Высота - 10500 мм

циркулирующим водным

Расчетное давление - 0,05 кгс/см²

гликолевым раствором

Расчетная температура - 100 С

21.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве простых полиэфиров

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства простых

полиэфиров приведены в таблицах 21.7-21.8.

Таблица

21.7 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве простых полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Оксид пропилена

кг/т



1000

Оксид этилена

кг/т



192

Электроэнергия

кВт·ч/т

76,55

84,21

Теплоэнергия

Гкал/т

0,245

0,27

Холод

Гкал/т

0,113

0,124

Вода оборотная

м³/т

71,254

145

Таблица

21.8 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве простых полиэфиров полиприсоединением к

моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси этилена

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Этилена окись очищенная

кг/т



306

Пропилена окись техническая

кг/т



692

Этиленгликоль

кг/т



8,23

Гидроксид калия

кг/т



1,27

Электроэнергия

кВт·ч/т

20,5

22,55

Теплоэнергия

Гкал/т

0,5

0,55

Вода оборотная

м³/т

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

простых полиэфиров, приведена в таблицах 21.9-21.14.

Таблица

21.9 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

простых полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод

Наименование

очистки,

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

загрязняющего

обработки,

Диапазон

Среднее

вещества

повторного

Минимальное

Максимальное

значение

использования

значение

Азота диоксид



1,83



Азота оксид



0,31



Углерода оксид



3,73



Серы диоксид



0,002



Углеводороды



0,22



предельные C6-C10



Пропилена окись



1,26



Этилена окись



0,09



Этиленгликоль (1,2-



0,03



этандиол)

Ортофосфорная кислота



0,0004



Глицерин



0,03



146

Таблица

21.10 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

простых полиэфиров полиприсоединением к моноэтиленгликолю окиси пропилена и

окиси этилена

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

обработки,

Диапазон

загрязняющего вещества

повторного

Среднее

использования

Минимальное

Максимальное

значение

Пропилена окись



0,08



Этилена окись



0,1



Этиленгликоль (1,2-



0,09



этандиол)



Натрий гидроксид

(натрия гидроокись, натр



0,0008



едкий, сода

каустическая)

Таблица

21.11

- Сбросы загрязняющих веществ при производстве простых

полиэфиров полимеризацией окисей алкиленов

Показатели сбросов загрязняющих

Наименование

веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические сточные

рН*

6,5

9,0

воды отводятся на очистку

промышленных сточных вод

на биологические очистные

ХПК



7,06

сооружения

* единица измерения - ед. рН

147

Таблица

21.12

- Сбросы загрязняющих веществ при производстве простых

полиэфиров полиприсоединением к моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси

этилена

Показатели сбросов загрязняющих

веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические сточные

рН*

6,6

8,5

воды отводятся на очистку

промышленных сточных вод

ХПК

на биологические очистные

0,24

1,32

сооружения

* единица измерения - ед. рН

Таблица

21.13

- Отходы, образующиеся при производстве полиэфиров

полимеризацией окисей алкиленов

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ

Класс

утилизации,

на 1 т продукции, кг/т

Источник

Наименование

опас-

обезврежи-

Диапазон

образования

ности

вания,

Среднее

Мини-

Макси-

размещения

значение

мальное

значение

Отходы очистки

фильтрацией

полиэфиров от

фосфатов калия в их

Производство

Размещение

1,32

производстве,

в целом

на полигоне

содержащие

фильтрующий

материал

Ткань фильтровальная

из смешанных волокон,

отработанная при

Производство

Размещение

0,86

сушке и фильтрации

в целом

на полигоне

полиэфиров в их

производстве

148

Окончание таблицы 21.13

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ

на 1 т продукции, кг/т

Класс

утилизации,

Источник

Наименование

опас-

обезврежи-

Диапазон

образования

ности

вания,

Среднее

Мини-

Макси-

размещения

значение

мальное

значение

Отходы производства

полиэфиров в

первичных формах

(пыль сыпучих

Производство

Размещение

ингредиентов с

0,006

в целом

на полигоне

газопылеулавливающих

установок при

производстве

полиэфирных смол)

Таблица

21.14

- Отходы, образующиеся при производстве полиэфиров

полиприсоединением к моноэтиленгликолю окиси пропилена и окиси этилена

Масса образующихся

отходов производства в

Способ

расчете на 1 т продукции, кг/т

утилизации,

Класс

Источник

Наименование

обезврежи-

Диапазон

опасности

образования

вания,

Среднее

Мини-

Макси-

размещения

значение

мальное

значение

Водный раствор

моноэтиленгликоля

с гидроксидом

Производство

Термическое

натрия,

0,1

в целом

обезвреживание

отработанный при

поглощении паров

окиси этилена

149

Раздел 22 Производство триэтилалюминия

22.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время в производстве триэтилалюминия

22.1.1 Получение триэтилалюминия из этилена

Триэтилалюминий (ТЭА) образуется в результате двухступенчатой реакции

между алюминием, этиленом и водородом с образованием промежуточного продукта

диэтилалюминийгидрида (ДЭАГ).

Процесс получения триэтилалюминия из этилена состоит из следующих основных

стадий:

- подготовка сырья;

- синтез;

- дистилляция.

Схема получения триэтилалюминия из этилена приведена на рисунке 22.1.

Водород

Отходящие газы

Подготовка сырья

Компримированный

водород

Отходящие газы

Алюминиевый

порошок

Синтез ТЭА

Сточные воды

Реакционная масса

Отходящие газы

Дистилляция

Сточные воды

Триэтилалюминий

Рисунок 22.1 - Схема получения триэтилалюминия из этилена

Для получения ТЭА используется реактор - аппарат с мешалкой и двумя

внутренними змеевиками, в который подается холодный или горячий теплоноситель в

зависимости от стадии процесса. В реактор загружается алюминиевый порошок,

включается в работу мешалка и начинается разогрев реактора. При достижении

температуры реакции начинается подача водорода. При достижении рабочего давления

начинается совместная подача в реактор этилена и водорода. Для снятия тепла

150

экзотермической реакции на этой стадии в змеевики реактора подается холодный

теплоноситель. После окончания синтеза реакционную массу охлаждают и стравливают

давление на факел. Для удаления механических примесей производят дистилляцию

полученного продукта. Готовый товарный триэтилалюминий откачивают на узел

хранения товарного продукта. Один раз в три партии производится вывод загрязненной

смеси алюмоорганических соединений из реактора по короткому отпуску в емкость.

Описание технологического процесса производства триэтилалюминия из этилена

приведено в таблице 22.1, перечень основного оборудования - в таблице 22.2.

Таблица 22.1 - Описание технологического процесса получения триэтилалюминия из

этилена

Выходной поток

Основное

Стадия

Природо-

Технологи-

Входной

технологи-

охранное

ческое

Продукты и

поток

ческого

оборудо-

Эмиссии

оборудо-

полупродукты

процесса

вание

3.1

3.2

Подготовка

Отходящие

Водород

Компрессор

сырья

газы

Водород

Отходящие

Этилен

газы

Синтез ТЭА

Триэтилалюминий

Реактор

Алюминиевый

Сточные

порошок

воды

Отходящие

газы

Триэтилалюминий

Дистилляция

Триэтилалюминий

Реактор

Сточные

воды

Таблица

22.2 - Перечень основного оборудования процесса получения

триэтилалюминия из этилена

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Получение триэтилалюминия

Общая высота - 5070 мм Диаметр -

Реактор синтеза и

в результате реакции между

2300 мм

дистилляции

алюминием, этиленом и

Расчетное давление - 7,974 МПа,

водородом

Расчетная температура  260С

Общая высота - 3380 мм

Диаметр - 2320 мм

Компрессор

Подача этилена в реактор

Давление на нагнетании - 3,6/32/157

кгс/см²

Температура - 40/40 С

22.1.2 Получение триэтилалюминия из изобутилена

Процесс получения триэтилалюминия из изобутилена состоит из следующих

основных стадий:

151

- синтез триизобутилалюминия;

- синтез триэтилалюминия;

- дистилляция триэтилалюминия.

Схема получения триэтилалюминия из изобутилена приведена на рисунке 22.2.

Изобутилен

Водород

Алюминиевый

Отходящие газы

порошок

Синтез ТИБА

Сточные воды

ТИБА

Этилен

Отходящие газы

Синтез ТЭА

Ацетилцетонат

никеля

Сточные воды

ТЭА-сырец

Изобутилен

Отходящие газы

Дистилляция

Сточные воды

Триэтилалюминий

Рисунок 22.2 - Схема получения триэтилалюминия из изобутилена

Первой стадией получения триэтилюлюминия из изобутилена является синтез

триизобутилюлюминия (ТИБА). Процесс получения триизобутилюлюминия начинается с

приготовления суспензии алюминия в триизобутилалюминии, которая поступает в реактор,

куда последовательно подают водород и изобутилен. Следующим этапом

технологического процесса являются синтез триэтилалюминия и отделение изобутилена от

этилена, который начинается с приготовления суспензии ацетилацетоната никеля в

триизобутилалюминии. Синтез триэтилалюминия (ТЭА) осуществляется непрерывным

методом в реакторах.

В реактор непрерывно подается этилен, одновременно с этиленом непрерывно

подается суспензия ацетилацетоната никеля в ТИБА. Из реактора продукты реакции и

избыток этилена непрерывно поступают в сепаратор, где происходит разделение жидкой и

газовой фаз. Для удаления из триэтилалюминия растворенных газов проводится дегазация

ТЭА.

Из реактора продукты реакции и избыток этилена непрерывно поступают в

сепаратор, где происходит разделение жидкой и газовой фаз. Для удаления из

триэтилалюминия растворенных газов проводится дегазация ТЭА. После прохождения

152

сепаратора и отделения от жидкой фазы газовая смесь направляется в колонну

ректификации. Компримирование проводится в два этапа. После прохождения второй

ступени компримирования этилен-изобутиленовая смесь подается на газоразделение в

колонну ректификации, где происходит отделение изобутилена от этилена, этилен, в

качестве возвратного, поступает в реактор.

Дистилляция ТЭА проводится в колонне тарельчатого типа под вакуумом. Процесс

дистилляции носит периодический характер и, как правило, проводится в несколько этапов.

Описание технологического процесса производства триэтилалюминия из

изобутилена приведено в таблице 22.3, перечень основного оборудования - в

таблице 22.4.

Таблица 22.3 - Описание технологического процесса получения триэтилалюминия из

изобутилена

Основное

Выходной поток

Природо-

Стадия

Технологи-

Входной

охранное

технологического

ческое

Продукты и

поток

оборудо-

Эмиссии

процесса

оборудо-

полупродукты

вание

3.1

3.2

Водород

Отходящие

Изобутилен

Триизобутил-

газы

Алюминий средней

Синтез ТИБА

Реактор

алюминий

Сточные

дисперсности с

воды

добавлением титана

Отходящие

Триизобутилалюминий

Триэтил-

газы

Этилен

Синтез ТЭА

алюминий-

Реактор

Сточные

Никельацетилацетонат

сырец

воды

Отходящие

Триэтилалюминий-

Триэтил-

газы

Колонна

Дистилляция

сырец

алюминий

Сточные

дистилляции

воды

Таблица

22.4 - Перечень основного оборудования процесса получения

триэтилалюминия из изобутилена

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вертикальный цилиндрический сосуд с масляной

Синтез

рубашкой:

Реактор

триизобутилалюминия

Расчетное давление - 21,6 МПа

Расчетная температура - 250 С

Вертикальный цилиндрический сосуд с

Синтеза

турбинной мешалкой и масляной рубашкой:

Реактор

триэтилалюминия

Расчетное давление - 3,4 МПа

Расчетная температура - 250 С

153

Окончание таблицы 22.4

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Колонна с 10 тарелками:

Колонна

Дистилляция ТЭА

Расчетное давление: вакуум - 1,6 МПа

дистилляции

Расчетная температура - 250 С

22.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве триэтилалюминия

22.2.1 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве триэтилалюминия из этилена

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства

триэтилалюминия из этилена приведены в таблице 22.5.

Таблица

22.5 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве триэтилалюминия из этилена

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Этилен

кг/т



1020

Алюминиевый порошок

кг/т



292

Водород технический

м³/т



900

Электроэнергия

кВт·ч/т

10925

12017,5

Теплоэнергия

Гкал/т

29,7

Топливный газ

кг.у.т./т

1,137

1,25

Вода охлаждающая

м³/т

2440

2684

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

триэтилалюминия из этилена, приведена в таблицах 22.6-22.8.

154

Таблица

22.6 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

триэтилалюминия из этилена

Масса выбросов загрязняющих веществ

Метод

после очистки в расчете на 1 т продукции,

очистки,

Наименование

кг/т

обработки,

загрязняющего вещества

Диапазон

повторного

Среднее

Минимальное

Максимальное

использования

значение

Азота диоксид



1,32



Азота оксид



0,22



Углерода оксид



1,32



Динил (смесь 25 процентов

дифенила и 75 процентов



0,063



дифенилоксида)

Изобутилен (Изобутен)



9,21



Олефины С15-С18



3,89



Алюминия оксид (в



0,123



пересчете на алюминий)

Таблица 22.7 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве триэтилалюминия

из этилена

Показатели сбросов загрязняющих

веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические сточные

рН*

6,5

9,0

отводятся на очистку на

биологические очистные

ХПК

0,16

0,48

сооружения

* единица измерения - ед. рН

155

Таблица

22.8

- Отходы, образующиеся при производстве триэтилалюминия из

этилена

Масса образующихся

отходов производства в

Способ

расчете

Класс

Источник

утилизации,

на 1 т продукции, кг/т

Наименование

опасност

образован

обезвре-

Диапазон

ия

живания,

Среднее

размещения

Мини-

Макси-

мальное

значение

Отходы синтеза

Терми-

триэтилалюминия,

Реактор

ческое

12855

содержащие

синтеза

обезврежи-

алюминийалкилы

вание

Воды промывки

оборудования

Обору-

производства

дование

Размещение

112

триизобутила-

произ-

на полигоне

люминия, загрязненные

водства

гидроксидом алюминия

22.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве триэтилалюминия из изобутилена

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства

триэтилалюминия из изобутилена приведены в таблице 22.9.

Таблица

22.9 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве триэтилалюминия из изобутилена

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Изобутилен

кг/т

980

1064

Алюминий средней дисперсности с

кг/т

252

270

добавлением титана (АСД-Т)

Водород

м³/т

1140

Этилен

кг/т



1100

Никельацетилацетонат (NiAA)

кг/т

6,5

6,8

Пар

Гкал/т



5,2

Оборотная вода

м³/т

3782

6052

Электроэнергия

кВт·ч/т

5874

7300

Азот

м³/т

1104

3385

Воздух

м³/т

250

1068

156

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

триэтилалюминия из изобутилена, приведена в таблицах 22.10-22.12.

Таблица

22.10 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

триэтилалюминия из изобутилена

Масса выбросов загрязняющих

веществ после очистки в расчете на

Метод очистки,

1 т продукции, кг/т

Наименование загрязняющего

обработки,

Диапазон

вещества

повторного

Мини-

Макси-

Среднее

использования

мальное

значение

Диалюминий триоксид (в пересчете



0,54



на алюминий)

Углеводороды предельные C1-C5



0,04



(исключая метан)



Углеводороды предельные C6-C10



105



Этилен



Метилбензол (толуол)



0,01



Изобутилен (изобутен)



Таблица 22.11 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве триэтилалюминия

из изобутилена

Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете

на 1 т продукции, кг/т

Наименование

Направление

загрязняющего

Диапазон

сбросов

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические

Алюминий

15,3

сточные

отводятся на

очистку на

Нефтепродукты

биологические

3,5

(нефть)

очистные

сооружения

157

Таблица

22.12 - Отходы,

образующиеся при производстве триэтилалюминия из

изобутилена

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ

Класс

Источник

утилизации,

на 1 т продукции, кг/т

Наименование

опас-

образо-

обезврежи-

Диапазон

ности

вания

вания,

Мини-

Макси-

Среднее

размещения

значение

мальное

значение

Отходы (осадок)

Оборудо-

механической очистки

Термическое

вание

нейтрализованных

обезврежи-

произ-

стоков производств

вание

водства

органического синтеза

Отходы минеральных

Оборудо-

Термическое

масел

вание

266

обезврежи-

трансформаторных,

произ-

вание

не содержащих

водства

галогены

Отходы прочих

Оборудо-

Термическое

минеральных масел

вание

обезврежи-

(вазелиновое масло)

произ-

вание

водства

Отходы минеральных

Оборудо-

Термическое

масел

вание

обезврежи-

индустриальных

произ-

вание

(диатермическое

водства

масло)

158

Раздел 23 Производство триизобутилалюминия

23.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время в производстве триизобутилалюминия

23.1.1 Получение триизобутилалюминия (высококонцентрированного)

Триизобутилалюминий (ТИБА) получают прямым синтезом из активного алюминия,

изобутилена и водорода в реакторе смешения при температуре до 173 С, давлении до

55 кгс/см².

Процесс получения триизобутилалюминия состоит из следующих основных

стадий:

- загрузка алюминиевого порошка, нагрев и набор давления водородом;

- синтез - совместная подача изобутилена и водорода;

- перегонка.

Схема получения триизобутилалюминия приведена на рисунке 23.1.

Алюминиевый

порошок

Водород

Отходящие газы

Синтез ТИБА

Изобутилен

ТИБА-сырец

Отходящие газы

Перегонка

Сточные воды

Триизобутилалюминий

Рисунок 23.1 - Схема получения триизобутилалюминия (высококонцентрированного)

Алюминиевый порошок в чистом виде загружается непосредственно в реактор.

Далее приступают к разогреву реактора. При достижении определенной температуры

нагрева начинается подача водорода от компрессоров, которые служат источником

159

давления процесса. В это время в реакционной массе происходит образование ДИБАГ.

При достижении определенного давления в реакторе начинается совместная подача в

реактор изобутилена и водорода. В реакторе происходит постоянное перемешивание

реакционной массы мешалкой. Температура на этой стадии синтеза поддерживается

подачей холодного или горячего теплоносителя во внутренний змеевик реактора.

Совместная подача изобутилена и водорода прекращается при достижении уровня 85%

в реакторе. Далее производится выдержка реакционной массы в реакторе в течение 4

часов, т. к. изобутилен характеризуется низкой скоростью вступления в реакцию, по

окончании выдержки реакционную массу охлаждают для снижения температуры

стравливаемых газов на факел. Пары ТИБА из реактора конденсируются в

теплообменнике и поступают в сепаратор, где сконденсированный ТИБА отделяется от

газовой фазы и самотеком сливается в емкость. Перегонка ведется до остаточного

уровня не менее 12% в реакторе. Готовый продукт отправляется на узел хранения ТИБА.

Один раз в три партии производится вывод загрязненной смеси алюмоорганических

соединений из реактора по короткому отпуску в емкость, предназначенную для сбора

жидких продуктов, содержащих алюминийалкилы, из всех аппаратов узла получения

ТИБА. Далее загрязненная смесь разбавляется олефинами и отводится на узел

нейтрализации и обезвреживания отходов производства линейных альфа-олефинов и

алюмоорганических соединений.

Описание технологического процесса производства высококонцентрированного

триизобутилалюминия приведено в таблице 23.1, перечень основного оборудования - в

таблице 23.2.

Таблица

23.1 -

Описание

технологического

процесса

получения

высококонцентрированного триизобутилалюминия

Основное

Выходной поток

Стадия

Техноло-

Природо-

Входной

технологи-

гическое

охранное

Продукты и

поток

ческого

Эмиссии

обору-

оборудование

полупродукты

процесса

дование

3.1

3.2

Водород

Отходя-

Изобутилен

Синтез

Трибутилалюминий-

щие

Реактор

Алюминиевый

ТИБА

сырец

газы

порошок

Отходя-

щие

Трибутилалюминий-

Перегонка

Трибутилалюминий

газы

Реактор

сырец

Сточные

воды

160

Таблица

23.2 - Перечень основного оборудования процесса получения

высококонцентрированного триизобутилалюминия

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Высота общая - 5070 мм

Реактор синтеза и

Диаметр - 2300 мм

Получение ТИБА

дистилляции

Расчетное давление - 7,974 МПа

Расчетная температура - 260 С

Высота общая - 3380 мм Диаметр - 2320 мм

Подача этилена в

Компрессор

Давление на нагнетании - 3,6/32/157 кгс/см²

реактор

Температура - 40/40 С

23.1.2 Совместное получение триизобутилалюминия и эфирата

триизобутилалюминия

Схема

совместного

получения

триизобутилалюминия

эфирата

триизобутилалюминия приведена на рисунке 23.2.

Толуол

Алюминиевый

порошок

Водород

Отходящие газы

Производство ТИБА

Изобутилен

Шлам на

сжигание

ТИБА

конц.

ТИБА

Водород

Производство

ТИБА

эфирата ТИБА

Эфират ТИБА

Рисунок 23.2 - Схема совместного получения триизобутилалюминия эфирата

триизобутилалюминия

Триизобутилалюминий (ТИБА) получают прямым синтезом активного алюминия,

изобутилена и водорода в каскаде реакторов при температуре до 160 °С и давлении до

50 кгс/см² по реакции:

161

Al+3/2Н2 + 3iC4Н8→Al(iC4Н9)3+43ккал/моль

Алюминиевый порошок на синтез подается в виде суспензии, состоящей из

алюминия, ТИБА и толуола. Водород для синтеза ТИБА поступает от компрессоров,

которые служат источником давления процесса синтеза.

Количество подаваемого сжиженного изобутилена зависит от количества

активного алюминия в процессе.

В каскаде реакторов производится постоянное перемешивание реакционной

массы.

Реакционная масса (ТИБА-сырец) из последнего реактора поступает через

холодильник в аппараты, где происходит дегазация, из реакционной массы выделяются

побочные продукты синтеза ТИБА - изобутан и непрореагировавшие в процессе

изобутилен и водород. Газовая фаза через холодильник и сепаратор выводится на ФСД.

Дегазированный ТИБА-сырец в горизонтальных центрифугах проходит очистку от

непрореагировавшего алюминия (шлама). Шлам производства ТИБА подвергается

термическому обезвреживанию (сжиганию в печи). Очищенный ТИБА подается на

производства потребителю, а также направляется на приготовление раствора эфирата

ТИБА.

Раствор эфирата ТИБА представляет собой толуольный раствор комплексного

соединения дифенилоксида (ДФО) и ТИБА. Расплавленный ДФО самотеком сливается

в аппарат, где готовится раствор в толуоле с концентрацией до 50% массовых. Раствор

ДФО передавливается в аппараты с мешалками для приготовления раствора эфирата

ТИБА.

Cо смежного производства поступает дополнительный объем ТИБА, который

разбавляется толуолом до концентрации

35÷60% масс. и используется на

приготовление раствора ТИБА, эфирата ТИБА.

Описание

технологического

процесса

совместного

производства

триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия приведено в таблице 23.3,

перечень основного оборудования - в таблице 23.4.

Таблица

23.3 - Описание технологического процесса совместного получения

триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Выходной поток

Основное

Стадия

Природо-

Техноло-

Входной

технологи-

охранное

гическое

Продукты и

поток

ческого

оборудо-

Эмиссии

оборудо-

полупродукты

процесса

вание

3.1

3.2

Алюминиевый

Триизобутил-

порошок

Реактор

Производство

алюминий

Отходящие

Толуол

Аппараты с

ТИБА

Триизобутил-

газы

Изобутилен

мешалками

алюминий конц.

Водород

ТИБА

Производство

Реактор

Отходящие

ТИБА конц.

эфирата

Эфират ТИБА

Аппараты с

газы

Дифенилоксид

ТИБА

мешалками

162

Таблица 23.4 - Перечень основного оборудования процесса совместного получения

триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Объем: аппарат/рубашка -2,0/0,2м³

Расчетное давление: аппарат/рубашка -

Реактор

Синтез ТИБА

64/6,0 кгс/см²

Расчетная температура: аппарат/рубашка

- 150/150 С

Подача

Объем: 2,0 м³

Аппарат с мешалкой

триизобутилалюминия на

Расчетное давление: 6,0 кгс/см²

и погружным насосом

центрифугирование

Расчетная температура: 40 С

Прием ТИБА,

Объем - 12,0 м³

Аппарат с мешалкой

приготовление раствора

Расчетное давление - 6,0 кгс/см².

и погружным насосом

эфирата ТИБА

Расчетная температура - 40 С

Сбоник

Объем - 16,0 м³

Аппарат с мешалкой

концентрированного

Расчетное давление - 6,0 кгс/см²

и погружным насосом

эфирата ТИБА в толуоле

Расчетная температура - 40 С

23.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве триизобутилалюминия

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства

высококонцентрированного триизобутилалюминия и совместного производства

триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия приведены в таблице 23.5.

Таблица

23.5 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве высококонцентрированного триизобутилалюминия и

совместном производстве триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Производство ТИБА высококонцентрированного

Изобутилен

кг/т

1700

Порошок алюминиевый

кг/т

160

Водород

м³/т

778

Электроэнергия

кВт·ч/т

6632

7295

Теплоэнергия

Гкал/т

Вода оборотная

м³/т

1400

1540

Топливный газ

кгут/т

1598

1758

Холод

Гкал/т

0,37

0,407

Производство ТИБА

Изобутилен

кг/т

1344

1478,4

163

Окончание таблицы 23.5

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Порошок алюминиевый

кг/т

154,5

169,95

Толуол

кг/т

800

880

Водород

нм³/т

900

990

Электроэнергия

кВт·ч/т

1005

1106

Теплоэнергия

Гкал/т

2,074

2,281

Вода оборотная

м³/т

210

231

Производство эфирата ТИБА

Изобутилен

кг/т

1199

1318,9

Водород

нм³/т

850

935

Порошок алюминиевый АСД-Т

кг/т

135,5

149,05

ДФО

кг/т

128

140,8

ТИБА

кг/т

880

968

Электроэнергия

кВт·ч/т

1004,94

1105,43

Теплоэнергия

Гкал/т

2,074

2,281

Вода оборотная

м³/т

210

231

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

высококонцентрированного триизобутилалюминия, приведена в таблицах 23.6-23.8.

Таблица

23.6 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

высококонцентрированного триизобутилалюминия

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

Наименование

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

обработки,

загрязняющего

Диапазон

повторного

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

использования

значение

Азота диоксид



0,99



Азота оксид



0,16



Углерода оксид



0,99



Алюминия оксид



0,092

0,21



Изобутилен

6,92

39,6



(изобутен)

Олефины С15-С18

2,91

4,18



164

Таблица

23.7

- Сбросы загрязняющих веществ при производстве

высококонцентрированного триизобутилалюминия

Показатели сбросов загрязняющих

веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

Диапазон

загрязняющего

Направление сбросов

Среднее

вещества

Мини-

Макси-

значение

мальное

значение

Технологические сточные воды

рН

6,5

8,5

отводятся на очистку на

биологические очистные

ХПК

0,012

0,036

сооружения

* единица измерения - ед. рН

Таблица 23.8 - Отходы, образующиеся при производстве высококонцентрированного

триизобутилалюминия

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ

на 1 т продукции, кг/т

утилизации,

Класс

Источник

Наименование

обезврежи-

Диапазон

опасности

образования

вания,

Среднее

Мини-

Макси-

размещения

значение

мальное

значение

Отходы синтеза

Термическое

триэтилалюми-

Синтез

обезврежи-

ния, содержащие

ТИБА

вание

алюминийалкилы

Воды промывки

оборудования,

Синтез

Размещение

загрязненные

ТИБА

на полигоне

гидроксидом

алюминия

Характеристика выбросов, отходов, образующихся при совместном производстве

триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия, приведена в таблицах 23.9-

23.10.

165

Таблица

23.9

- Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при совместном

производстве триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Масса выбросов загрязняющих

веществ после очистки в расчете на

Метод очистки,

1 т продукции, кг/т

Наименование загрязняющего

обработки,

Диапазон

вещества

повторного

Мини-

Макси-

Среднее

использования

мальное

значение

Азота диоксид

13,01



Азота оксид



6,27



Углерода оксид



5,05



Метилбензол (толуол)



12,11



Изобутилен (изобутен)



4,89



Динил (смесь 25 процентов

дифенила и 75 процентов



2,72



дифенилоксида)

Таблица

23.10

- Отходы, образующиеся при совместном производстве

триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ

на 1 т продукции, кг/т

Класс

Источник

утилизации,

Наименование

Опас-

образо-

обезврежи-

Диапазон

Среднее

ности

вания

вания,

Мини-

Макси-

значе-

размещения

мальное

ние

значе-ние

Смесь отходов

Терми-ческое

Синтез

толуола и отходов

III

обезврежи-

250

ТИБА

замасленная

вание

Отходы зачистки

технологического

оборудования хими-

Размеще-

Синтез

ческих и нефтехи-

III

ние на

ТИБА

мических производств,

полигоне

содержащие

пирофорные вещества

Остатки от сжигания

отходов производства

алюминийорганических

Терми-

соединений,

ческое

Размещение

III

содержащие

обезврежи-

на полигоне

преимущественно

вание

оксид алюминия и

углерод

166

Раздел 24 Производство очищенного пропана

24.1 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время в производстве очищенного пропана

Процесс получения очищенного пропана состоит из следующих стадий:

гидрирование и конденсация образовавшегося гидрогенизата.

Схема получения очищенного пропана приведена на рисунке 24.1.

Пропановая

Водород

фракция

Отходящие газы

Топливный

Гидрирование

газ

Гидрогенизат

Конденсация

Очищенный пропан

Рисунок 24.1 - Схема получения очищенного пропана

Фракция пропановая смешивается с водородсодержащим газом, нагревается в

печи до температуры реакции и подается в реактор на гидрирование.

В реакторе, заполненном алюмоплатиновым катализатором, происходит процесс

гидрирования метанола и гидрирования серы, содержащихся в пропановой фракции, с

превращением в метан и сероводород.

После реактора контактный газ проходит ступенчатое охлаждение и конденсацию,

часть водородсодержащего газа отдувается в топливную сеть. Сконденсировавшиеся

углеводороды - очищенный пропан - накапливаются в продуктовой емкости. Водород,

израсходованный в реакции гидрирования и уносимый с газами отдувок, восполняется

техническим водородом из сети.

Описание технологического процесса производства очищенного пропана

приведено в таблице 24.1, перечень основного оборудования - в таблице 24.2.

167

Таблица 24.1 - Описание технологического процесса получения очищенного пропана

Выходной поток

Стадия

Основное

Природо-

Входной

технологического

технологическое

охранное

Продукты и

поток

Эмиссии

процесса

оборудование

полупродукты

3.1

3.2

Пропановая

фракция

Отходящие

Реактор

Водород

Гидрирование

Гидрогенизат

газы

Печь

Топливный

газ

Очищенный

Гидрогенизат

Конденсация

Конденсатор

пропан

Таблица

24.2 - Перечень основного оборудования процесса получения очищенного

пропана

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Объем - 40 м³

Реакция

Реактор

Объем насадки - 15,9 м³

гидрирования

Объем фарфоровых шариков - 7,5 м³

Длина печи - 9115 мм

Высота - 5030 мм

Печь

Нагрев

Ширина - 2600 мм

технологическая

газосырьевой смеси

Поверхность радиантной части змеевика - 120 м²

Поверхность конвекционной части змеевика - 84 м²

Внутренний диаметр - 1200 мм Поверхность

теплообмена - 435 м²

Длинна - 6662 мм

Конденсация

Конденсатор

Трубки - 25х2,5х5990 мм

реакционных газов

Число трубок - 954 шт

Температура разрешенная в

межтрубном / трубном пространстве - 110 / 40 С

24.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве очищенного пропана

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства

очищенного пропана приведены в таблице 24.3.

168

Таблица

24.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве очищенного пропана

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Пропановая фракция

кг/т

1231

1850

Водород технический

кг/т

38,7

Вода оборотная

м³/т

131,5

144,65

Электроэнергия

кВт·ч/т

180

198

Топливный газ

кг.у.т./т

92,3

101,53

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

очищенного пропана, приведена в таблицах 24.4-24.6.

Таблица

24.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

очищенного пропана

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

Наименование

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

обработки,

загрязняющего

Диапазон

повторного

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

использования

значение

Азота диоксид

1,4

1,85



Азота оксид

0,23

0,30



Метан

0,20

0,27



Серы диоксид

0,011

0,015



Углерода оксид

0,68

0,90



Углеводороды

предельные С1-С5

0,67

0,88



(исключая метан)

Таблица

24.5

- Сбросы загрязняющих веществ при производстве очищенного

пропана

Показатели сбросов загрязняющих

веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименование

загрязняющего

Направление сбросов

Диапазон

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

значение

Технологические сточные

рН*

6,5

8,5

отводятся на очистку на

биологические очистные

ХПК



0,04

сооружения

* единица измерения - ед. рН

169

Таблица 24.6 - Отходы, образующиеся при производстве очищенного пропана

Масса образующихся

отходов производства в

Способ

расчете

утилизации,

на 1 т продукции, кг/т

Класс

Источник

Наименование

обезвреж-

опасности

образования

Диапазон

Среднее

ивания,

значение

размещения

Мини-

Макси-

мальное

значение

Передача

Катализатор

сторонней

Реактор

алюмоплатиновый

III

организации,

0,76

гидрирования

отработанный

имеющей

лицензию

Передача

Насадки

сторонней

кислотоупорные

Осушители

организации,

0,19

керамические

имеющей

лицензию

Передача

Цеолит

сторонней

отработанный при

Осушители

организации,

2,26

сушке газов

имеющей

лицензию

170

Раздел 25 Производство терефталоилхлорида-Т чешуированного

Терефталоилхлорид-т чешуированный (дихлорангидрид терефталевой кислоты,

химическая формула С6Н4(СОСl)2) выпускается в виде белых чешуек или со слегка

сероватым, желтоватым оттенком.

Терефталоилхлорид-Т чешуированный применяют для получения термостойких

полимеров и полиамидных волокон. Производят хлорированием п-ксилола в

присутствии инициатора - порофора (перкадокса).

25.1 Описание технологических процессов, используемых

в производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

Промышленный способ получения терефталоилхлорида-Т чешуированного -

хлорирование п-ксилола в присутствии инициатора - порофора (перкадокса). Процесс

состоит из следующих стадий:

- хлорирование п-ксилола;

- cинтез ТФХ-сырца;

- перегонка ТФХ-сырца.

Принципиальная схема производства приведена на рисунке 25.1.

Рисунок 25.1 - Принципиальная схема производства терефталоилхлорида-Т

чешуированного

171

Хлорирование п-ксилола проводят при температуре 40-115 °С в каскаде из трех

емкостных аппаратов в присутствии инициатора

- порофора (перкадокса),

обеспечивающего избирательное хлорирование в метильные группы. Массовая доля

порофора (перкадокса) составляет не менее 1% от массы реакционного п-ксилола. С

целью уменьшения влияния солей железа Fe³⁺, вызывающих нежелательную побочную

реакцию хлорирования ароматического ядра, хлорирование проводится в присутствии

трибутилфосфата, который образует с железом нерастворимый комплекс. Массовая

доля трибутилфосфата составляет не менее 0,02% от массы реакционного п-ксилола.

Полученный при хлорировании п-ксилола гксахлорпараксилол передавливают в реактор

для синтеза ТФХ-сырца, который осуществляют в эмалированном аппарате с рубашкой

теплообмена и мешалкой при температуре 110-130 °С, атмосферном давлении и в

присутствии катализатора - хлорного железа. Молярное соотношение ГХПК: ТФК = 1 :

(0,53-0,54). Массовая доля катализатора FеСl3 составляет 0,20-0,35% от суммарной

массы ГХПК и ТФК. Механизм реакции - ионообменный, реакция проходит через ряд

промежуточных соединений: трихлорметилбензоилхлорид, п-трихлорметилбензойная

кислота, монохлоргидрид терефталевой кислоты. Избыток ТФК снижает выход целевого

продукта, однако, в отличие от промежуточных продуктов реакции, она легко отделяется

при перегонке. Перегонку ТФХ-сырца осуществляют в колонне, имеющей насадку из

колец Рашига и рубашку теплообмена для обогрева паром давлением не более 0,3 МПа,

и проводят под вакуумом во избежание разложения терефталоилхлорида под

действием высоких температур. Полученный продукт - расплав ТФХ-Т - из сборника

поступает в кристаллизатор, представляющий собой аппарат, снабженный полым

вращающимся и охлаждаемым изнутри оборотной водой барабаном и обогреваемой

циркуляционной горячей водой ванной, в которую подается расплав ТФХ-Т. Фасовку

готового продукта ведут в потоке азота в полиэтиленовые бочки. Описание

технологического процесса приведено в таблице 25.1, перечень основного

оборудования - в таблице 25.2.

172

Таблица

25.1

- Описание технологического процесса производства

терефталоилхлорида-Т чешуированного

Выходной поток

Основное

Стадия

Природо-

Технологи-

Входной

технологи-

Основные,

охранное

ческое

поток

ческого

побочные и

оборудо-

Эмиссии

оборудо-

процесса

промежуточны

вание

е продукты

3.1

3.2

П-ксилол

Хлорировани

Гексахлорпара

Хлоратор

Абсорб-

Хлор

е п-ксилола

-ксилол на

ционная

Инициатор (порофор

стадию

колонна

в хлороформе)

синтеза

Трибутилфосфат

Тетрахлор-

параксилол

Пентахлор-

параксилол

Гексахлорпараксило

Cинтез ТФХ-

ТФХ-сырец на

Реактор с

Абсорб-

л со стадии

сырца

стадию

мешалко

ционная

хлорирования

перегонки

колонна

Терефталевая

Трихлорметил-

кислота

бензоил-

Хлорное железо

хлорид

Хлор

П-

Хлористый

трихлорметил-

водород

бензойная

Трихлормета

кислота

н (хлоро-

Монохлор-

форм)

гидрид

терефталевой

кислоты

ТФХ-сырец со

Перегонка

ТФХ-плав на

Колонна

стадии синтеза

ТФХ-сырца

стадию

перегонк

чешуирования

Побочная

продукция для

производства

соляной

кислоты

ТФХ-плав со стадии

Чешуиро-

Терефталоил-

Барабан-

Гидро-

перегонки

вание

хлорид-Т

ный

затвор

чешуирован-

кристал-

ный

лизатор

173

Таблица 25.2 - Перечень основного технологического оборудования производства

терефталоилхлорида-Т чешуированного

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Реактор

Хлорирование п-ксилола

Вертикальный цилиндрический аппарат с

рубашкой теплообмена и эллиптическим

днищем типа:

Вместимость - 1,6 м³

Диаметр- 1200 мм

Высота - 2290 мм

Площадь поверхности теплообмена

рубашки - 5,3 м²

Реактор

Синтез ТФХсырца

Вертикальный цилиндрический аппарат с

эллиптическими днищами, крышкой,

рубашкой теплообмена и

перемешивающим устройством:

Вместимость - 2,5 м³

Диаметр - 1400 мм

Высота - 3330 мм

Колонна

Перегонка ТФХ-сырца

Вертикальный цилиндрический аппарат с

эллиптическим днищем и рубашкой

теплообмена:

Диаметр - 400 мм

Высота - 3630 мм

Высота насадки - 2700 мм

Барабаннй

Чешуирование

Производительность - 250 л/ч

кристаллизатор

терефталоилхлорида

Высота - 570 мм

Ширина - 846 мм

Длина - 1492 мм

Мощность электродвигателя - 7,5 кВт

Частота вращения барабана - от 3 до 15

об/мин

25.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве терефталоилхлорида-Т

чешуированного

Показатели потребления материальных и энергетических ресурсов приведены в

таблице 25.3

174

Таблица

25.3

- Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

Единицы

Расход на 1 т продукции

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

П-ксилол нефтяной

кг/т

370

Хлор жидкий

кг/т

1300

Кислота терефталевая

кг/т

490

Хлороформ технический

кг/т

Порофор ЧХЗ-57

кг/т

Железо хлорное техническое

кг/т

2,80

Трибутилфосфат

кг/т

0,1

Азот 8 атм

тыс.м³/т

1,0

Вода оборотная

тыс.м³/т

0,446

Электроэнергия

МВт·ч/т

1,8

Пар

Гкал/т

Выбросы в атмосферу при производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

приведены в таблице 25.4.

Таблица

25.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

терефталоилхлорида-Т чешуированного

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Метод очистки,

Наименование

очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

обработки,

загрязняющего

Диапазон

повторного

Среднее

вещества

Минимальное

Максимальное

использования

значение

Хлор



6,098



Хлористый водород

Абсорбционная



3,166



очистка

Трихлорметан



17,7



(хлороформ)

Сточные воды перед сбросом направляются в цех нейтрализации и очистки

промышленных сточных вод

- биологические очистные сооружения. Показатели

сбросов загрязняющих веществ приведены в таблице 25.5.

175

Раздел 26 Производство ингибитора коррозии Викор ИСК-Д

Ингибитор коррозии Викор ИСК-Д предназначен для защиты оборудования от

коррозии при травлении черных металлов и изделий из них, при химической очистке

котлов и аппаратов от отложений различного состава, для защиты оборудования от

коррозии в растворах соляной и фтороводородной кислот и их смесей, при

солянокислотной обработке скважинного оборудования, для ингибирования кислотных

составов. Выпускается в виде жидкости от светло-коричневого до темно-коричневого

цвета. Ингибитор коррозии Викор ИСК-Д производят путем синтеза раствора

солянокислых солей высокомолекулярных соединений аминопарафинов и уротропина в

соляной кислоте.

26.1 Описание технологических процессов, используемых

в производстве ингибитора коррозии Викор ИСК-Д

Водный раствор уротропина готовят в реакторе. Заливают расчетное количество

обессоленной воды, при работающей мешалке загружают расчетное количество

уротропина. Перемешивание уротропина производят в течение 1-2 ч до полного

растворения. Отбирают пробу на массовую долю аминов в пределах 15-25%. Синтез

ингибитора коррозии Викор ИСК-Д проводят в эмалированном реакторе, снабженном

мешалкой и рубашкой теплообмена. При работающей мешалке заливают расчетное

количество неонола, хлорпарафинов и уротропина, после чего постепенно поднимают

температуру реакционной массы до температуры 135-150 °С подачей пара в рубашку

реактора. Перемешивание продолжают в течение 9-11 ч. Образующиеся в ходе реакции

пары из реактора направляют в трубное пространство холодильника, в межтрубное

пространство холодильника подают оборотную воду. Сконденсировавшиеся пары из

холодильника возвращают в реактор. По окончании синтеза в реактор кратковременно

подают оборотную воду для понижения температуры реакционной массы до

температуры 110-145 °С. Затем в реактор подают расчетное количество водного

раствора уротропина. За счет дозировки водного раствора уротропина реакционная

масса охлаждается до температуры в пределах 50-80 °С и при включенной мешалке и

достигнутой температуре выдерживается в течение

30 мин. После выдержки

реакционную массу охлаждают до температуры 30-50 °С подачей оборотной воды в

рубашку реактора, в реактор подают расчетное количество соляной кислоты. После

окончания дозирования реакционную массу выдерживают при температуре в пределах

30-50 °С и включенной мешалке не менее 1 ч. Далее реакционную массу охлаждают до

температуры 25-35 °С. Ингибитор коррозии сливают в реактор, куда добавляют

расчетное количество ингибитора «Напор-КБ» для улучшения защитного действия.

Затем смесь перемешивают в течение 0,5-1,0 ч и готовый продукт разливают в тару.

Принципиальная схема производства приведена на рисунке 26.1. Описание

технологического процесса приведено в таблице 26.1, перечень основного

оборудования - в таблице 26.2.

177

Рисунок 26.1 - Принципиальная схема производства ингибитора

коррозии Викор ИСК-Д

Таблица

26.1

- Описание технологического процесса производства ингибитора

коррозии Викор ИСК-Д

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Неонол

Синтез

Викор ИСК-Д

Реактор

Уротропин

ингибитора

Реакционные

Хлорпарафины

коррозии

пары на

Соляная

стадию

кислота

конденсации

Обессоленная

вода

Напор-Кб

Реакционные

Конденсация

Конденсат на

Холодильник

пары со стадии

стадию

синтеза

178

Таблица 26.2 - Перечень основного технологического оборудования производства

ингибитора коррозии Викор ИСК-Д

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Реактор

Синтез ингибитора

Вертикальный эмалированный

коррозии

цилиндрический аппарат с мешалкой и

рубашкой телообмена:

Объем - 1,6 м³

Холодильник

Конденсация паров

Поверхность теплообмена - 11 м²

26.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве ингибитора коррозии

Викор ИСК-Д

Показатели потребления материальных и энергетических ресурсов приведены в

таблице 26.3.

Таблица

26.3

- Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве ингибитора коррозии Викор ИСК-Д

Единицы

Расход на 1 т продукции

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Вода обессоленная

м³/т

0,3

0,5

Уротропин технический

т/т

0,24

0,241

Неонол АФ 9-10

т/т

0,06

0,0604

Кислота соляная

т/т

0,26

0,3

Парафины хлорированные

т/т

0,068

0,072

жидкие ХП-470

Напор-КБ

т/т

0,015

0,02

Вода оборотная

м³/т

Пар

Гкал/т

0,9

Электроэнергия

МВт·ч/т

0,013

0,015

Теплоноситель пар

м³/т

1,25

1,35

При производстве ингибитора коррозии Викор ИСК-Д выбросы в атмосферу,

сбросы сточных вод и отходы отсутствуют.

179

Раздел 27 Производство Каустамина-15

Синтетический полиэлектролит «Каустамин-15» (полимер на основе

эпихлоргидрина и диметиламина) выпускается в виде бесцветной или желтого цвета

однородной по консистенции жидкости. Используют в качестве коагулянта. Производят

синтезом из эпихлоргидрина и диметиламина в водной среде.

27.1 Описание технологических процессов, используемых

в производстве Каустамина-15

В реактор подают расчетное количество диметиламина насосом из емкости и

самотеком обессоленную вода. После окончания загрузки включают перемешивающее

устройство реактора и в рубашку реактора подают холод с целью охлаждения раствора

до температуры в пределах 5-10 °С. При достижении данной температуры подают

расчетное количество эпихлоргидрина с такой скоростью, чтобы температура в реакторе

поддерживалась в пределах

40-50 °С. Дыхание реактора осуществляется через

теплообменник, охлаждаемый оборотной водой. После окончания процесса дозировки

эпихлоргидрина прекращают подачу холода в рубашку реактора, останавливают

мешалку реактора и отбирают пробу реакционной массы. Затем включают мешалку и

подают пар. Реакционную массу нагревают до температуры 80-85 °С, выдерживают при

интенсивном перемешивании до достижения остаточного содержания диметиламина и

эпихлоргидрина в реакционной массе не более 0,1% масс. Охлаждают реакционную

массу до температуры 40-50 °С, выключают мешалку и отбирают пробы на анализ. Если

остаточное содержание диметиламина и эпихлоргидрина превышает 0,1%, то подают

редуцированный азот в куб реактора для отдувки остаточного содержания примесей.

При достижении положительных результатов по остаточному содержания

диметиламина и эпихлоргидрина полученный полиэлектролит разбавляют расчетным

количеством обессоленной воды из мерника до массовой доли активного вещества не

менее 50%. Разбавление полиэлектролита производят при температуре в 65-75 °С при

постоянном перемешивании. Готовый продукт «Каустамин-15» сливают в тару

потребителя. Принципиальная схема производства приведена на рисунке 27.1.

Рисунок 27.1 - Принципиальная схема производства Каустамина-15

180

Описание технологического процесса приведено в таблице 27.1, перечень

основного оборудования - в таблице 27.2.

Таблица 27.1 - Описание технологического процесса производства Каустамина-15

Выходной поток

Стадия

Основное

Природо-

Входной

Основные,

технологического

технологическое

охранное

побочные и

поток

процесса

Эмиссии

оборудование

оборудо-вание

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Диметиламин

Синтез

Каустамин-15

Реактор

Эпихлоргидрин

полиэлектролита

Реакционные

Вода

«Каустамин-15»

пары

обессоленная

Реакционные

Конденсация

Конденсат на

Реактор,

пары

реакционных

стадию синтеза

теплообменник

паров

Таблица 27.2 - Перечень основного технологического оборудования производства

Каустамина-15

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Реактор

Синтез полиэлектролита

Вертикальный цилиндрический аппарат с

мешалкой и рубашкой телообмена

Теплообменник

Конденсация паров воды,

Объем - 2,7 м³

диметиламина,эпихлоргид

Диаметр - 1400 мм

рина, полиэлектролита

Высота - 2040 мм

27.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве Каустамина-15

Показатели потребления материальных и энергетических ресурсов приведены в

таблице 27.3

Таблица

27.3

- Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве Каустамина-15

Единицы

Расход на 1 т продукции

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Диметиламин технический

т/т

0,362

0,37

Эпихлоргидрин

т/т

0,671

0,68

Вода обессоленная

м³/т

1,0

1,2

Вода оборотная

м³/т

137,5

179

Пар

Гкал/т

1,02

1,03

181

Окончание таблицы 27.3

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

Минимальный

Максимальный

Электроэнергия

МВт·ч/т

0,01

0,0123

Азот газообразный

тыс. м³/т

0,09

0,016

Холод-28

Гкал/т

0,027

0,029

Теплоноситель пар

м³/т

1,43

1,45

При производстве Каустамина-15 выбросы в атмосферу, сбросы сточных вод и

отходы отсутствуют.

Раздел 28 Производство катионного водорастворимого

полиэлектролита ВПК-402

Полиэлектролит ВПК-402 (высокомолекулярный сильноосновной катионный

полимер линейно-циклической структуры) выпускается в виде бесцветной до желтого

цвета однородной по консистенции жидкости без посторонних включений. Применяют в

качестве флокулянта и коагулянта. Производят путем полимеризации мономера

диметилдиаллиламмонийхлорида, который, в свою очередь, синтезируют из

аллихлорида и диметиламина нагреванием в щелочной среде.

28.1 Описание технологических процессов, используемых

в производстве катионного водорастворимого полиэлектролита

ВПК-402

Промышленный способ получения полиэлектролита марки ВПК-402 - синтез

мономера диметилдиаллиламмонийхлорида с последующей полимеризацией.

Принципиальная схема производства приведена на рисунке 28.1.

182

Рисунок 28.1 - Принципиальная схема производства водорастворимого

полиэлектролита ВПК-402

Перед пуском циркуляционный контур узла синтеза мономера полностью

заполняют обессоленной водой. Затем одновременно подают хлористый аллил, водный

раствор диметиламина, водный раствор едкого натра.

Синтез мономера протекает при температуре реакционной смеси в пределах 40-

110 ºС и давлении в пределах 0,08-0,12 МПа. Пары реакционной смеси конденсируются

в теплообменнике, а затем поступают в один из реакторов. Реакционная смесь после

теплообменника заполняет один из реакторов, после чего закрывается запорная

арматура на подаче мономера из теплообменника.

При достижении расчетных показателей производят отгонку непрореагировавшей

органической фазы. После отгона органики водный раствор мономера анализируется на

массовую долю мономера, хлористого натрия, гидроксида натрия, аминохлоргидратов,

диметиламина и рН раствора и насосом перекачивается для полимеризации в реактор.

Полимеризацию мономера проводят в реакторах, представляющих собой

вертикальные цилиндрические аппараты, снабженные мешалкой и рубашкой, в которую

подведены пар и оборотная вода.

В реактор подают серную кислоту для создания буфера раствора. При

достижении рН значения в пределах 3-6 и при температуре в пределах 60-110 ºС в

реактор загружают инициатор полимеризации персульфат аммония. Во время

полимеризации рН раствора мономера поддерживают в пределах 4-6. Температура

полимеризации - в пределах 60-110 ºС. Полимеризация считается законченной, если

при очередной загрузке порции инициатора температура в реакторе не повышается и

массовая доля остаточного мономера составляет не более 5,0%. Раствор полимера до

разбавления анализируют на определение массовой доли основного вещества,

хлористого натрия, кинематической вязкости, внешний вид и рН раствора.

183

Дополимеризация водного раствора полимера проводят в реакторах,

представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты, снабженные

мешалкой и рубашкой. По окончании дополимеризации отбирают пробу на соответствие

всех показателей требованиям ТУ.

Готовый продукт полиэлектролит марки ВПК-402 из реактора насосом откачивают

в емкость, в ж/д цистерну, в полиэтиленовые бочки или в тару потребителя.

Описание технологического процесса приведено в таблице 28.1, перечень

основного оборудования - в таблице 28.2.

Таблица 28.1 - Описание технологического процесса производства водорастворимого

полиэлектролита ВПК-402

Выходной поток

Основное

Стадия

Природо-

Техноло-

Входной

технологи-

Основные,

охранное

гическое

поток

ческого

побочные и

оборудо-

Эмиссии

оборудо-

процесса

промежуточные

вание

продукты

3.1

3.2

Диметиламин

Синтез

Мономер

Реактор

Аллил хлористый

мономера

диметидиал-

Натр едкий

лиламмоний

хлорид

Мономер

Полимеризация

Полимер

Реактор

Абсорбци-

диметидиаллиламмоний

диметидиал-

онная

хлорид

лиламмония

колонна

Перекись водорода

хлорида

Аммоний

(полиэлектролит

надсернокислый

ВПК-402)

Таблица 28.2 - Перечень основного технологического оборудования производства

водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Реактор

Синтез мономера,

Вертикальный цилиндрический аппарат с

полимеризация мономера

рубашкой и лопастной мешалкой:

Вместимость - 6,3 м³

Диаметр - 1800 мм

Высота - 5280 мм

Реактор

Полимеризация мономера

Вертикальный цилиндрический аппарат с

рубашкой и мешалкой:

Вместимость - 16 м³

Диаметр - 2600 мм

Высота - 3935 мм

184

ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ ТОНКОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА (ИТС НДТ 31-2021) - часть 3