Методы и оборудование утилизации отходов предприятий органического синтеза нефти.

При выполнении данной работы были сделаны следующие выводы:
 все производства органического синтеза полупродуктов нефтеперерабатывающих производств характеризуются чрезвычайной емкостью ресурсов, энергии и воды, что определяет объем данных производств;
 продуктами переработки нефти являются дизельное топливо, бензин автомобильный, смазочные масла и др. Именно они в составе 80 видов полупродуктов предоставляются предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности нефтехимической промышленности в качестве сырьевой базы. Из предоставленного сырья получают полимерные материалы, такие как синтетические смолы, пластмассы, синтетический каучук, химические волокна. Конечные стадии производства – получение шин, резинотехнических изделий, пластмассовых изделий, нитей из химических волокон;
 сущес ...

Содержание

стр
Введение 3
1. Предприятия органического синтеза нефти. Общие вопросы 5
1.1. Производство каучука и синтетических изделий 5
1.2. Производство синтетических смол и пластмасс 6
1.3. Производство химических волокон и нитей 6
1.4. Микробиологическая промышленность 7
2. Технологии утилизации отходов органического синтеза нефти 8
2.1. Утилизация отходов производства каучука и синтетических изделий 8
2.2. Утилизация отходов производства синтетических пластмасс и волокон 10
2.3. Утилизация отходов микробиологических производств 15
Заключение 18
Список использованной литературы 19

Введение

Каждый день мы сталкиваемся с продуктами органического синтеза нефти, но совершенно не задумываемся об этом. Мы привыкли к искусственным пластмассам, тканям и каучукам. Со времени своего открытия они были настолько усовершенствованы, что их природные аналоги действительно уступают им в качестве, а превосходят – по цене. Такие привычные для нас продукты на самом деле являются результатом работы огромных комбинатов, технологические цепочки которых под час сложнее, чем технологии производства сырья для них.
Итак, что же такое органический синтез нефти. Если не вдаваться в заумные определения словарей, которые по данному вопросу могут ввести лишь в заблуждение, то этот процесс можно охарактеризовать, как технология переработки нефтяных полупродуктов с целью получения продуктов их син теза. Продукты даже получили имя «синтетические». Мы постоянно слышим слова «синтетическая резина», «синтетические ткани» и прочее. Мы настолько к этому привыкли, что совершенно не задумываемся о всей сложности процесса.
Но ведь есть такая закономерность: чем сложнее процесс, тем опаснее отходы. Конечно, на каждом предприятии существуют от ходы от первого до пятого класса, взять хотя бы в пример ртутные лампы, которые относятся к первому классу опасности. Но любое предприятие химической промышленности отличает достаточно специфический состав отходов. Возможно, эти отходы и не будут отличаться высокой токсичностью, но либо их переработка будет нецелесообразной, либо при размещении (захоронении) эти отходы будут сохраняться веками [7].
Вопросы переработки или, как теперь говорят, утилизации отходов одни из самых насущных. Ежегодно только в России патентуется тысячи изобретений связанные с переработкой отходов различного генезиса. Предприятия органического синтеза нефти здесь занимают лидирующую позицию. Многие из них даже самостоятельно апробируют методики утилизации отходов.
Актуальность данной работы определяется, как необходимость понимания стратегии обращения с отходами предприятий органического синтеза полупродуктов нефтепереработки.
Цель исследования – рассмотреть методы и оборудование утилизации отходов предприятий органического синтеза нефтепродуктов.
Задачи исследования:
 охарактеризовать основные направления органического синтеза полупродуктов нефтепереработки;
 рассмотреть методы и оборудования утилизации отходов данных производств.

1.2. Производство синтетических смол и пластмасс
В качестве сырья для производства пластмасс – полиэтилена, полипропилена, термопласта, выступают продукты газо- и нефтепереработки, уголь, попутный газ, древесина. Как и в первом случае, предприятие характеризуется высокой водо- и энергоемкостью, а также требует большого количества сырья. В ориентации производств происходит некоторый конфликт, основанный на потребности начальной стадии к сырью и источникам электроэнергии, а конечной к стремлению к потребителю, обеспеченности трудовыми ресурсами и научной базой.
Основные предприятия расположены в Москве, Владимире, Санкт-Петербурге, Казани, Волгограде, Нижнем Тагиле, Тюмени, Стерлитамаке, Саянске, Уфе, Ангарске и др.
1.3. Производство химических волокон и нитей
Согласно классификации химических волокон и нитей они подразделяются на искусственные, которые получают в результате переработки природных полимеров, а также синтетические, получаемые из синтетических полимеров. Данная отрасль, пожалуй, характеризуется наибольшей материалоемкостью, энергоемкостью и водоемкостью из всех отраслей нефтехимического синтеза [5]. Отсюда основными факторами размещения являются топливный и водный, а центрами производства: Тверь, Рязань, Балаково, Барнаул и др.
Для России, как для страны с высокоразвитой текстильной промышленностью, данное производство имеет огромное значение по причине ограниченности природной сырьевой базы для производства тканей.
Сокращение импорта химических волокон и нитей определило тенденцию значительных перемен в структуре их потребления: на внутреннем рынке возрос спрос на вискозные волокна.
1.4. Микробиологическая промышленность
Суть микробиологической промышленности состоит в производстве комовых добавок для животноводческого комплекса, а также препаратов от вредителей и болезней растений. Данная отрасль характеризуется высокой материалоёмкостью, поэтому располагается вблизи производства сырья.
Достаточно большой объем химической промышленность связан именно с синтезом продуктов нефтепереработки, особенно это характерно для индустриальных и густонаселенных районов Европейской части России.
2. Технологии утилизации отходов органического синтеза нефти
2.1. Утилизация отходов производства каучука и синтетических изделий
Производство каучука и синтетических – это процесс требующий огромных материальных и сырьевых затрат, особенно если учесть, что продукция таких предприятий пользуется огромным спросом. Таким образом предприятие данного профиля характеризуется огромным списочным составом отходов. Однако, мы не будем заострять внимание на отходах оргтехники или мусора бытового, которые вывозятся на размещение на полигон согласно его лицензии и рассмотрим только специфические отходы производства [1].
Итак, основные отходы производства – это отходы каучука, которые образуются в процессе очистки технологического оборудования (полимеризаторов, колонн дегазации, емкостей для хранения и переработки латекса, отстойника крошки). Данный отход формируется в транспортную партию, собираясь навалом площадках с бетонным основанием. Как правило, площадка огораживается, либо отход накрывают с целью исключить их разнос попромплощадке.
Утратившие свою потребительскую ценность изделия из вулканизированной упругой и эластичной резины обрабатывают с получением пластичного продукта — регенерата, пригодного для использования в сырьевых резиновых смесях производств резиновых технических изделий. Основным процессом регенератного производства является процесс девулканизации, который сводится к нагреванию измельченной резины с добавками в течение определенного времени при повышенной температуре (160—190 °С). При этом происходит деструкция вулканизированного каучука: его пространственная структура частично разрушается, причем разрывы ее происходят как по местам присоединения атомов серы, так и в самих молекулярных цепях. В результате девулканизации сокращается число поперечных и основных связей каучука, следствием чего является возникновение растворимой фракции, средняя молекулярная масса которой составляет 6000—12000.
Известно большое число методов получения регенерата. В отечественной промышленной практике регенерат получали паровым (≈15%), водонейтральным (≈40%) и термомеханическим (≈45%) методами. В настоящее время используются новые методы производства регенерата: метод диспергирования и радиационный метод. Метод диспергирования заключается в механическом измельчении резины до тонкодисперсного состояния в водной среде. Процесс проводят в присутствии активаторов девулканизации и поверхностно-активных веществ при пониженной температуре (40—60°С), что предупреждает рост окислительных процессов и значительные изменения каучуковых компонентов резины во время регенерации.
Радиационный метод (при воздействии γ-излучения) можно использовать для регенерации резины на основе бутилкаучука. Тщательное измельчение резины при этом не является обязательным.
Другим направлением переработки резиновых отходов является их размол в крошку. Для такой переработки используют, в частности, автопокрышки больших размеров без металлического корда. Получаемую резиновую крошку можно перерабатывать в различные строительные материалы (битумно-резиновые мастики для антикоррозионной защиты различных сооружений, гидроизоляционные и кровельные рулонные материалы, в которых может содержаться 10—40% крошки), эффективно использовать в качестве компонента материалов для дорожных покрытий, применять для изготовления химически стойкой тары, некоторых технических материалов и для других целей [6].
Также в нашей стране и за рубежом проведены большие работы по улучшению свойств битумов, применяемых при устройстве мягких кровель. Так например, введение некондиционного каучука или его отходов в битум способствует повышению температурной устойчивости вяжущего при высоких положительных и увеличению его пластичности при отрицательных температурах и, можно полагать, предотвращению образования трещин, а также снижению водонасыщеиия вяжущего. Дорожные битумы БН-Ш, улучшенные добавками каучука СКД в количестве в—10%, имеют лучшие свойства, чем битумы БН-IV и могут найти широкое применение в гражданском и промышленном строительстве.
В настоящее время проводится анализ методов и оборудования, позволяющих эффективно улавливать выбрасываемые предприятием газообразные органические и неорганические продукты.
2.2. Утилизация отходов производства синтетических пластмасс и волокон
Значительное увеличение пластмассовых отходов и их многообразие, вызванное с одной стороны увеличением видов пластмасс и усложнением конструкций изделий из них и с другой характером образующихся отходов и организацией их сбора, привело к созданию целого научно-технического направления, решающего вопросы использования пластмассовых отходов.
В настоящее время существует два основных направления: уничтожение и утилизация пластмассовых отходов. Уничтожение отходов не решает проблем защиты окружающей средыипополнения сырьевых ресурсов и является временным вынужденным направлением, вызваннымнедостаточным развитием промышленности утилизации вторичного сырья. Термин «утилизация» включает все направления полезного использования отходов. В настоящее время к уничтожению может быть отнесено только захоронение, разложение и сжигание. Современные установки по сжиганию отходов предусматривают полезное использование выделяющегося тепла.
В зависимости от химического строения пластмасс в процессе сжигания выделяются галоген, сера, азотосодержащие соединения, весьма вредные для здоровья человека и окружающей среды. При сжигании 1 кг поливинилхлорида (ПВХ) выделяется до 550 г соляной кислоты.
При решении вопроса осжиганий отходов не следует забывать экономическую сторону. Для сжигания требуются затраты средств, которые в настоящее время не могут быть компенсированы полезным использованием выделяющейся тепловой энергии. Кроме того, на процесс сжигания необходимо использовать значительные количества кислорода [8].
Практически, уже сейчас наступило время для пересмотра метода сжигания, и в ряде стран в этом направлении предпринимаются новые исследования. В настоящее время наряду со сжиганием распространено захоронение отходов. При захоронении термопластичные отходы играют положительную роль: они практически не разлагаются с выделением газообразных и легко растворимых продуктов, загрязняющих окружающую среду, и могут служить в качестве связующего при прессовании отходов с целью их уплотнения при 100-150°С. Определенное внимание уделяется созданию био- и фоторазлагающихся пластмасс. Это направление связано с созданием ферментированных композиций, которые могли бы быть использованы микроорганизмами в качестве углеводородного источника питания с последующим получением белка. Однако указанноенаправление не следует считать перспективным в связи с необходимостью значительных затрат нарегулярные исследования, возможностью проявления нежелательных вторичных и побочных эффектов.
Специально синтезированные фоторазлагающиеся полимеры в подавляющем большинстве случаев не решают проблемы очистки окружающей среды, их применение ограничено по условиям эксплуатации и срокам службы изделий.
Очевидно, это направление уничтожения отходов также не найдет достаточно широкого промышленного применения.
Повторное использование пластмасс для получения полезных продуктов и изделий — основное направление в решении проблемы отходов. Для выбора метода переработки и направлений использования вторичного сырья в большинстве случаев определяющим является порядок сбора и сортировки отходов и связанные с этим затраты.
Использование отходов пластмасс для производства строительных материалов и конструкций допускает наличие в отходах непластмассового сырья. При этом не требуется удаления загрязнений и сортировки пластмасс по видам. Физико-механические свойства смесей основных видов пластмасс позволяют эффективно использовать их в качестве строительного материала.
Отходы для производства строительных изделий из пластмасс перерабатываются прямым термоформованием: экструзией и прессованием. Отходы пластмасс могут быть смешаны со связующим раствором или гашеным гипсом в объемном соотношении 3:1 и применяться для покрытий, блоков, панелей, облицовочного материала. Смешение 60% пластмассы и 40% вяжущего раствора позволяет получить легкий, гибкий и морозостойкий звуко- и теплоизоляционный материал, который можно применять дляпокрытия полов, изготовления плит и т. п.
Смешение отходов термопластов с битумом, минеральным маслом и наполнителями позволит получить высококачественные дорожные покрытия. Использование в строительстве в значительной мере решает еще один важный вопрос — удаления отходов из сферы обращения. Решение проблемы повторного использования отходов для производства пластмассовых изделий влечет за собой постановку другой задачи — необходимости многократной переработки вторичного сырья. Долговременное применение усложняет эффективность регенерации пластмасс. В связи с этим возникает необходимость улучшения качества регенерированных термопластов путем их стабилизации и модификации различными методами.