Мар 24 2001

В.П. Єсип Інститут Хімічної Технології

Опубликовано в 10:04 в категории Утилизация отходов

ТЕХНОЛОГІЧНІ ТА ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ВІДХОДІВ

В.П. Єсип

Інститут Хімічної Технології

та Промислової Екології, м. Рубіжне, Україна

Проблема зменшення впливу на природу хімічних виробництв зараз гостро ставиться законодавством всіх цивілізованих країн. Небезпечною складовою частиною хімічного виробництва є викиди або відходи. Наявність викидів або відходів примушує нести додаткові витрати, що безсумнівно погіршує економічні показники виробництва. Кардинальне рішення проблеми – маловідхідні, або навіть безвідходні процеси. Без такої спрямованості роботи ми приречені постійно боротись з накопиченням екологічно небезпечних відходів, прямо пов’язаним з розширенням виробництва. Тобто пропонується проблему розділити на дві: що робити з вже накопиченими відходами і як зробити, щоб кількість відходів була мінімальною. По-друге, маємо чітко розділити відходи на дві категорії: відходи, що містять корисні сполуки, або можуть бути перероблені у корисні речовини, і відходи, які не переробляються у корисні відходи і повинні бути знешкодженими.

Особливо серйозна проблема відходів в анілінобарвникових виробництвах, де отримання однієї тонни барвника супроводжується, як правило утворенням десятків, і навіть сотень кубічних метрів токсичних стоків. Знешкодження таких стоків досить матеріало- та енергоємний процес, що суттєво удорожчує продукцію. Як приклад, при нормальній роботі цеху фталевого ангідриду утворюється більше 2000 т/рік кубових залишків та легких фракцій – якщо замість спалювання ці відходи використати для синтезу пластифікаторів для темних сортів гуми, це дасть додатковий прибуток 500-600 тис.долл. Деякі відходи можуть бути використані для синтезу термостабілізаторів гуми і пластмас.

На наш погляд найбільш раціональним шляхом боротьби з відходами є процеси, що не утворюють відходів, або утворюють в мінімальній кількості, при чому настільки малокомпонентні, щоб була можливість їх використовувати.

Один з найбільш ймовірних шляхів зниження кількості стоків - це використання замість водних та кислотних середовищ органічних розчинників, які можуть бути одночасно і реакційним середовищем і засобом трансформації фізичних параметрів продукту (як наприклад, кристалічна форма або дисперсність). Цікаво, що використання такого розповсюдженого і такого, що легко регенерується розчинника, як хлорбензол, ще й може підвищувати вибірковість процесу. Цей прийом дозволив у виробництві ряду кубових барвників зменшити кількість стоків з 600-800 до 20 м.куб. на т., при чому значно підвищилась якість продуктів. Так, хлорування поліциклічних сполук при отриманні фіалкового і блакитного кубових барвників в хлорбензолі призводить до утворення ізомерів з більш високою забарвлюючою здатністю [1,2]. Прискорюється і, наприклад, процес ацілювання ароматичних амінів [3-5]. Хлороводень, що утворюється при таких процесах, поглинається водою з утворенням товарної соляної кислоти. При використанні сульфурил хлориду в якості хлоруючого агента можливе роздільне поглинання і хлороводню і двоокису сірки, з отриманням з останнього товарного бісульфіту натрію.

У виробництві найбільш багатотонажного класу барвників - органічних пігментів - екологічно небезпечна внаслідок великої кількості кислоти стадія модифікації пігменту, бо звичайно цей процес ведеться розведенням розчину технічного пігменту в концентрованій сірчаній кислоті, що і утворює величезні кількості кислих стоків, що практично не підлягають утилізації.

Застосування ж суміші гідрофобного та гідрофільного розчинників, що досить легко регенеруються відомим шляхом (наприклад, той же хлорбензол і пропанол), дозволяє зменшити кількість стоків в десятки разів, а по токсичному складу - в тисячі разів [6 ]. В промислових умовах освоєні деякі технологічні процеси, що порівняно з попередніми зменшили кількість стоків в 30-50 разів.

Значна кількість стоків звичайно утворюється при необхідності очищення цільового продукту від домішок речовин, що утворюються в побічних реакціях. Так, у виробництві ветеринарного препарату Фенасал на стадії хлорування саліцилової кислоти хлором разом з головним продуктом, 5-хлорсаліциловою кислотою, утворюються ще й 3-хлорсаліцилова кислота і 3,5-діхлорсаліцилова кислота, які при подальшій конденсації утворюють токсичні аналоги Фенасала. З цієї причини вимушені після хлорування проводити очисну фільтрацію, при якій разом з побічними компонентами в фільтрат попадає і суттєва частка основної речовини, в наслідок чого кінцевий вихід препарату становить 50 % від теоретичного. Використання на стадії хлорування хлористого сульфурилу, що діє більш вибірково, усуває можливість утворення побічних речовин, а це вже дозволяє проводити подальшу конденсацію без очисної фільтрації безпосередньо в тому ж апараті. Таким чином значно спрощується технологічна схема та ще й вихід підвищується до 80 % [ 7,8]. У виробництві фотостабілізатора пластмас Беназола П використання замість жорсткого відновлювача ронгаліту рівноважної суміші ронгаліт- сульфіт натрію зменшує на 30 % витрати дефіцитного ронгаліту, підвищує вихід цільового продукту, що дозволяє спростити звичайно занадто енергоємне очищення продукту [9].

Прийнятними для екологізації виробництва є процеси діазотування і сполучення. Висока реакційна здатність компонентів і наявність простих надійних засобів контролю дозволяють проводити більшість процесів кількісно, без надлишків реагентів. В таких випадках кінцева реакційна маса містить цільовий продукт та кухонну сіль, яка все одно використовується для доведення випускної форми барвника. Тобто при уважно видержаному співвідношенні реагентів маса після сполучення подається на розпилювальну сушилку без традиційного висолювання і фільтрації. По такій технології нами запропоновано асортимент універсальних кислотних і хромових барвників для шкіри [10]. Процес відтворюється практично без стоків.

Найбільш багатотонажним класом барвників, що використовують текстильники України, є прямі барвники. Виробництво цих барвників звичайно супроводжується утворенням великої кількості кислих та таких, що містять солі, стоків. Нами запропоновано асортимент неканцерогенних, на відміну від традиційних асортиментів, універсальних барвників стильбенового ряду. Найбільш неприємна стадія з огляду на екологічність є стадія сульфірування п-нітротолуолу. Запропонована технологія з одержанням відпрацьованої кислоти з концентрацією 55-60 %, така кислота може бути регенерована на спеціальній технологічній схемі, що позбавляє виробництво від занадто обстановочних стадій нейтралізації та очищення стоків. Подальше перетворення п-нітротолуол-о-сульфокислоти в 4,4’-дінітростильбен-2,2’-дісульфокислоту, а потім і конденсація з амінами виконуються в 3-4 % лужному середовищі, після нейтралізації маса в залежності від наявності надлишків аміносполук або аміноазобарвників подається на висолювання чи безпосередньо на розпилювальну сушку [11].

Таким чином, найбільш економічним засобом екологізації, тобто створення умов для максимального зменшення шкідливого впливу хімічного виробництва на людину і на навколишню природу, є оптимізація самого хіміко-технологічного процесу [12-14]. Кожне з хімічних виробництв має свою специфіку, кожне виробництво вимагає окремих підходів, але тільки оптимізація, розумна оптимізація і вибір технологічного процесу дозволяють найбільш економічним шляхом зменшити, або навіть і цілком виключити негативний вплив виробництва на природу.

Література

1. Авторське свідоцтво СРСР № 1474162, 1988 р.

2. Рішення про видачу Патенту Росії, 1992 р

3. Патент України № 17218, 1997 р.

4. Тези ХV11 Української конференції з органічної хімії, Харків, 1995 р.

5. Лабораторний регламент і звіт, А-7366, 1993 р., А-7785, 1995 р.

6. Авторське свідоцтво СРСР № 1452823, 1988 р.

7. Авторське свідоцтво СРСР № 1131185, 1984 р.

8. Авторське свідоцтво СРСР № 1330984, 1985 р.

9. Звіт К-60-80, 1980 р.

10. Звіти А-7350, 7405, 1993 р., А-7464, 7479, 7501, 7522, 7526, 7552, 1994 р.,А-7649,7733,1995р.

11. Звіт А-7648, 1995 р.

12. Тези Всесоюзної конференції «Сучасні проблеми хімічної технології», Красноярськ,1986 р.

13. Тези Всесоюзної конференції «Створення екологічно чистих регіонів»,Волгоград,1991 р.

14. Тези науково-практ.семінару «Пошуки стратегії виживання», Володимир, 1990 р.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.