Главная » 2014 » Август » 15 » Скачать Снижение техногенного воздействия отходов олигомеризации этилена и хлорорганических производств на окружающую среду: на примере бесплатно
01:05
Скачать Снижение техногенного воздействия отходов олигомеризации этилена и хлорорганических производств на окружающую среду: на примере бесплатно
Снижение техногенного воздействия отходов олигомеризации этилена и хлорорганических производств на окружающую среду: на примере ОАО "Каустик"
Диссертация
Автор: Залимов, Тимур Раисович
Название: Снижение техногенного воздействия отходов олигомеризации этилена и хлорорганических производств на окружающую среду: на примере ОАО "Каустик"
Справка: Залимов, Тимур Раисович. Снижение техногенного воздействия отходов олигомеризации этилена и хлорорганических производств на окружающую среду : на примере ОАО "Каустик" : диссертация кандидата технических наук : 03.00.16 / Залимов Тимур Раисович; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т] - Уфа, 2009 - Количество страниц: 138 с. Уфа, 2009 138 c. :
Объем: 138 стр.
Информация: Уфа, 2009
Содержание:
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
11 Способы получения хлорпарафинов
111 Хлорирование парафиновых углеводородов
112 Реакционная способность парафиновых углеводородов
113 Способы инициирования хлорирования
114 Хлорирование высших парафинов
115 Хлорирование олефинов и их хлорпроизводных
12 Способы утилизации отходов хлорорганических производств
121 Захоронение отходов
122 Переработка отходов методом окисления
123 Переработка отходов методом хлорирования
124 Переработка отходов методом пиролиза
125 Переработка отходов методом гидродехлорирования
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
21 Характеристика материалов, использованных в работе
22 Методика проведения экспериментов по переработке а-олефинов хлорированием
221 Определение массовой доли хлора в хлоруглеводородах
222 Метод определения термостабильности
223 Определение массовой доли кислот
224 Определение плотности хлоруглеводородов
225 Определение цветности продукта
23 Методика проведения экспериментов по утилизации хлорорганических отходов методом каталитического жидкофазного гидрогенолиза
24 Методика активации катализаторов
25 Методика испытания полученных хлоруглеводородов в
ПВХ композициях
251 Определение температуры хрупкости
252 Определение потери в массе при нагревании
253 Определение твердости
254 Определение водопоглощения
255 Определение температуры размягчения
256 Определение плотности
257 Определение относительного удлинения при разрыве и прочности при разрыве
258 Определение внешнего вида
259 Определение удельного объемного электрического сопротивления
2510 Определение технологических свойств пластиката
2511 Определение термостабильности
2512 Определение показателя текучести расплава
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
31 Исследование процесса утилизации отходов олигомеризации этилена а-олефинов фракции С14-С32 методом хлорирования
32 Исследование возможности использования хлоруглеводородов в поливинилхлоридных композициях
33 Технологическая схема утилизации отходов олигомеризации этилена — а-олефинов фракции С14-С32 с получением хлоруглеводородов
4 СНИЖЕНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
41 Утилизация отходов промышленных хлорорганических отходов
ВЫВОДЫ
Введение:
Проблема загрязнения окружающей среды приобрела в настоящее время мировое значение. Научно - технический прогресс и рост индустриализации с концентрацией производства, химизация всех аспектов жизнедеятельности человека и связанный с этим бурный рост предприятий химической промышленности - все это создало широкие предпосылки для прогрессирующего загрязнения окружающей среды.
Расширение производства хлорорганических соединений тесно связано с проблемой утилизации отходов и снижения отрицательного воздействия их на окружающую природную среду. Решение данной проблемы можно достигнуть путем снижения образования отходов на основе внедрения новых энергосберегающих и наукоемких технологий, модернизации и реконструкции действующих производств; утилизации жидких и твердых отходов, а также усовершенствования методов обезвреживания хлорорганических отходов.
В мире непрерывно растет потребность в сырье, быстрый рост цен на сырье, материалы, источники энергии ставят перед разработчиками вопрос о наиболее эффективном использовании отходов производства. Экологически чистые технологии, рекуперационные процессы, а также процессы переработки отходов во вторичное сырье, или целевые продукты являются технологиями реабилитации окружающей среды от техногенных воздействий.
Существующие в настоящее время способы утилизации хлорорганических отходов термическим сжиганием или хлоринолизом (высокотемпературное хлорирование) не эффективны, сопровождаются образованием вторичных токсикантов. Наиболее универсальным и перспективным способом утилизации хлорорганических отходов является метод каталитического гидродехлорирования или гидрогенолиза в присутствии доступного молекулярного водорода. Гидрогенолиз характеризуется очевидным ресурсосберегающим потенциалом, позволяет превращать экологически опасные соединения в полезные продукты без выделения токсичных веществ.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Защита окружающей среды от техногенных загрязнений входит в разряд глобальных экологических проблем. Решение данной проблемы возможно только комплексным подходом, решая задачи снижения количества отходов в окружающей среде или использования отходов в качестве вторичных сырьевых ресурсов. Важность проблемы использования вторичных ресурсов приобретает дополнительную остроту, поскольку запасы минерального и органического сырья ограничены, добыча их смещается в труднодоступные места. В связи с этим утилизация отходов олигомеризации этилена с целью выпуска целевой продукции является актуальной проблемой.
Возрастающее производство и потребление хлорорганических продуктов неизбежно ведет к увеличению образования и накопления отходов. В настоящее время хлорорганические отходы Стерлитамакского ОАО «Каустик» подлежат сжиганию, часть отходов подвергается высокотемпературной окислительной деструкции в среде хлора с получением хлорорганического растворителя перхлорэтилена. Термическое сжигание приводит к образованию таких высокотоксичных продуктов, как хлор, оксиды азота, фосген и диоксины. Кроме того, этот метод приводит к необратимой потере углеводородного сырья, выделению в окружающую среду диоксида углерода и быстрому износу оборудования.
Наиболее универсальным и перспективным способом утилизации и снижения техногенного воздействия хлорорганических отходов с точки зрения предотвращения ущерба окружающей среде и здоровью населения без угрозы получения побочных токсичных веществ является метод жидкофазного каталитического гидродехлорирования или гидрогенолиза с использованием доступного молекулярного водорода. Гидрогенолиз характеризуется очевидным ресурсосберегающим потенциалом. Одной из актуальных задач промышленного использования метода гидрогенолиза является поиск каталитической системы, включающий в себя как оптимальные условия для проведения процесса, так и активный и стабильный катализатор.
Цель работы. Разработка комплексного подхода к утилизации отходов олигомеризации этилена и промышленных хлорорганических отходов ОАО «Каустик» с целью снижения влияния техногенных факторов на окружающую среду и получения полезных продуктов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
•разработать и внедрить в промышленное производство ресурсосберегающий процесс утилизации отходов производства олигомеризации этилена а - олефинов фракции С14-С32 с получением стабильных хлоруглеводородов - аналогов жидких хлорпарафинов;
•разработать и внедрить в промышленность рецептуры поливинилхлоридных (ПВХ) композиций с использованием хлоруглеводородов в качестве многофункциональных добавок, обладающих свойствами вторичного пластификатора и лубриканта;
•разработать промышленный процесс утилизации отходов производств винилхлорида, эпихлоргидрина и перхлорэтилена методом жидкофазного гидрогенолиза;
•поиск активного и стабильного катализатора для процесса гидрогенолиза.
Научная новизна
1 Впервые разработан экологически безопасный способ утилизации отходов производства олигомеризации этилена методами двухстадийного термического и инициированного хлорирования с получением целевого продукта-хлоруглеводородов, аналогов жидких хлорпарафинов (ХП-470). Найдено, что в присутствии радикального инициатора время утилизации а-олефинов хлорированием уменьшается в 1,5 раза.
2 Разработана стабилизирующая композиция, включающая % масс.: акцептор хлористого водорода - эпоксидная смола (10-20), антиоксидант -ионол (0,1-3), комплексообразователь - уротропин или трибутилфосфат (0,010,04) и хлоруглеводороды фракции С14-С32 (80-90), повышающая устойчивость хлоруглеводородов и предотвращающая загрязнение окружающей среды продуктами деструкции при их применении и хранении.
3 Установлено, что хлоруглеводороды обладают пластифицирующими свойствами в ПВХ - композициях. Термостабильность ПВХ - композиций при использовании хлоруглеводородов взамен ХП-470 в различных рецептурах повышается в 1,2-1,4 раза. При введении хлоруглеводородов в рецептуру кабельного пластиката в количестве 15-30% улучшается технологичность переработки пластиката за счет уменьшения слипаемости гранул, повышаются показатели «прочность при разрыве», «относительное удлинение при разрыве» на 15-20%.
4 Найдены высокотемпературные инертные растворители для жидкофазного гидрогенолиза промышленных отходов: трансформаторное масло АМТ-300, вакуумный газойль или тяжелый газойль.
5 Подобран высокоактивный и саморегенерирующийся в условиях проведения процесса жидкофазного гидрогенолиза сплавной №-А1-Т1 катализатор. Установлено, что гидрогенолиз отходов и активация отработанного катализатора осуществляются в одном реакторе путем вымывания с поверхности сплавного катализатора неактивного компонента алюминия, выполняющего роль защитного слоя, после его взаимодействия с хлористым водородом.
Практическая ценность
1 Впервые в России в Стерлитамакском ОАО «Каустик» внедрен в промышленность ресурсосберегающий экологически безопасный процесс утилизации отходов производства олигомеризации этилена а-олефинов С14-С32 с получением хлоруглеводородов со степенью хлорирования 47±2 % масс, мощностью 1800 тонн в год.
2 Полученные хлоруглеводороды соответствуют техническим требованиям ТУ 2493-277- 00203312 -2007 с изменениями № 1-3 «Парафины хлорированные жидкие марок ХП-470А и ХП-470Б». На их основе разработаны и внедрены в производство рецептуры ПВХ-композиций (ленты ПВХ липкой, кабельного пластиката марки ОМ-40 с использованием стабилизированных хлоруглеводородов взамен хлорпарафинов ХП - 470).
3 Разработан способ утилизации хлорорганических отходов с получением полезных продуктов, исключающий процесс экологически опасного высокотоксичного сжигания.
4 Разработан высокоактивный и саморегенерирующийся сплавной М-А^Тл катализатор, который был успешно испытан в утилизации хлорорганических отходов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 11 Международной конференции студентов и аспирантов «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (г. Казань, 2005 г.), Девятой Международной конференции по химии и физикохимии олигомеров «0лигомеры-2005» (г. Одесса, 2005 г.), XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии «Нефтехимия, нефтепереработка и катализ» (г. Москва, 2007 г.), Первой Всероссийской научно-технической конференции «Альтернативные источники химического сырья и топлива» (г. Уфа, 2008 г.), XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (г. Уфа, 2008 г.), X Международной конференции по химии и физикохимии олигомеров «0лигомеры-2009» (г. Волгоград, 2009 г.), III Российской конференции «Актуальные проблемы нефтехимии» (г. Звенигород, 2009 г.).
Публикации. Основной материал диссертации изложен в 11 публикациях, в том числе в 3 патентах РФ, 1 статье в журнале, рекомендованном ВАК, и 7 статьях российских и международных конференций.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, состоит из введения, литературного обзора (глава 1), экспериментальной части (глава 2), обсуждения результатов (глава 3, 4), выводов, списка литературы и приложения, включает 18 таблиц, 17 рисунков. Библиографический список включает 122 наименования.
