Проектирование цеха по производству стирола

 
 

     8.3 Защита водного бассейна  

     Любой сброс производственных стоков в водоемы в той или иной степени нарушает водопотребление, ухудшает водопользование [32].

     Органическое  вещество окисляется до безвредных для  водоема веществ СО₂ и Н₂О. Проявляется так называемая  способность самоочищения водоема. Если же количество и концентрация органических веществ, сброшенных со стоками, превысят самоочищающую способность данного водоема, то в воде возникнет и будет увеличиваться недостаток кислорода; это вызовет гибель фауны и флоры водоема; одновременно станут усиленно развиваться анаэробные микроорганизмы; биологическое равновесие нарушится, возникнут гнилостные процессы.

     Технологические меры уменьшения загрязнения стоков. Наиболее радикальным способом защиты водоемов от сбросов цеха по производству стирола является создание технологических процессов, при ведении которых если не полностью, то хотя бы максимально уменьшается количество отходов [33].

     При современном уровне производства в  нашей стране ежегодно в виде отходов  получают значительное количество сульфата натрия, отработанной серной кислоты с примесями азотной кислоты, минеральных веществ, органических соединений и много других отходов.

     Сокращение  потребления воды. Для охраны водоемов от загрязнения сточными водами большое  значение имеет сокращение потребления воды производством, поскольку при этом соответственно уменьшается количество сбрасываемых сточных вод. Количество воды можно уменьшить, заменив водяное охлаждение воздушным.

     Воздушное охлаждение осуществляется в аппаратах  воздушного охлаждения. Количество сточной воды иногда можно уменьшить, заменяя периодические процессы промывки продуктов водой непрерывными процессами промывки с использованием противотока или заменяя промывку либо нейтрализацию водными растворами обработкой сухими газами, а также применяя вакуум-насосы вместо паровых эжекторов и другие [29].

     Механическая  очистка. Применяют на первой стадии в общей системе очистных сооружений для удаления крупнодисперсных взвесей. Сточные воды пропускают через решетки, простые и сложные. При большом количестве крупных отбросов устраивают механические решетки, позволяющие направлять отбросы в дробилки и в измельченном виде сбрасывают в канал перед решеткой.

     Для удаления частиц, плотность которых  больше плотности воды, применяют  горизонтальные, вертикальные и радикальные отстойники.

     Загрязнения, плотность которых меньше, чем  плотность воды удаляют из стоков, побуждая их всплывать на поверхность  и собирают в ловушках, жиросмоло-уловителях. Для более тонкой очистки применяют  фильтры, чаще всего кварцевые.

     Физико-химическая очистка. Методы физико-химической очистки  весьма разнообразны, высокоэффективны и применяются для очистки  многокомпонентных сточных вод. К этим методам относятся, каогуляция, приводящая к увеличению размера  и плотности, загрязняющих частиц и облегчению их осаждения, и флотация, при которой примесям придают большую плавучесть, и они быстрее всплывают на поверхность воды.

     Коагуляцию  и флотацию широко применяют при  очистке сточных вод производств  нефтехимии, синтетических смол, волокон, пластмасс, целлюлозы и в других случаях.

     При применении экстракции загрязнения  поглощаются жидкими, реже - твердыми экстрагентами. Сточную воду смешивают  с жидким экстрагентом, в котором  загрязняющие стоки вещества растворяются лучше, чем в воде, а экстрагент не смешивается с водой. Отделяя экстрагент от воды, а с ним и загрязняющее вещество, можно значительно уменьшить загрязненность сточной воды. Экстрагент можно регенерировать, извлеченное из него экстрагированное вещество использовать, а экстрагент снова применять для экстракции [21].

     При применении метода эвапорации загрязняющие вещества отгоняют из сточной воды насыщенным водяным паром, который  увлекает с собой более летучие  примеси. В последние время нашел  применение ионный обмен, т.е. извлечение из водных растворов катионов и анионов различных веществ твердыми веществами – ионитами, которые подвергают регенерации.

     Химическая  очистка. При химической очистке, протекают  процессы конденсации, окисления, нейтрализации  и другие реакции, в результате которых  получаются нетоксичные или менее токсичные вещества, растворимые в воде; соединения, превращаемые в нерастворимые и легко отделяемые от воды; кислые и щелочные стоки, способные к нейтрализации. При этом методе очистки требуется большой расход реагентов; кроме того, образующиеся соединения загрязняют водоем и вызывают необходимость дополнительной очистки другими способами. Эти методы применимы в системах локальной очистки стоков, когда объемы очищенной воды относительно невелики, а концентрации загрязняющих веществ значительны.

     Биохимическая очистка. Некоторые микроорганизмы способны питаться растворенными в  воде органическими и некоторыми неорганическими соединениями. В  процессе потребления этих веществ  происходит их окисление кислородом,  растворенным в воде, причем часть окисляемого микроорганизмами вещества используется ими для увеличения своей биомассы и для размножения, а другая часть превращается в безвредные для водоема продукты окисления: воду, диоксид углерода, нитрат- и сульфат - ионы и другие.

     Все органические вещества, за исключением искусственно синтезированных, могут в той или иной степени разрушаться микроорганизмами. Поэтому их успешно применяют для биохимической очистки сточных вод.

     Микроорганизмы  могут окислять органические вещества при небольшой их концентрации, что является важным преимуществом биохимической очистки. В результате жизнедеятельности организмов образуется активный ил, который имеет вид буро-желтых мелких хлопьев, взвешенных в воде и представляющих собой колонии микроорганизмов, главным образом, бактерий, образующих слизистые капсулы-зоогели. Имеется много бактерий, которые способны окислять определенные вещества; подбирают и размножают именно необходимые для данного вещества микроорганизмы [32].

     Поскольку при окислении потребляется кислород, осуществляется аэразация, т.е подача воздуха в слой очищаемой воды, в которой взвешен активный ил. Вещества, загрязняющие воду, являются питательной средой для микроорганизмов активного ила, однако при увеличении их концентрации выше некоторого определенного предела возможна гибель микроорганизмов.

     Для жизнедеятельности микроорганизмов  большое значение имеет температурный  режим; наиболее благоприятной средой для них является нейтральная  или слабощелочная; эффективность  очистки увеличивается пропорционально концентрации активного ила в воде. Для микроорганизмов искусственно создают условия, благоприятствующие их жизни и размножению.

     Чаще  всего биохимическую очистку  проводят в аэротенках. Имеется много  их видов и конструкций, но все  они построены по одному принципу: смесь очищаемой воды и активного ила медленно движется по прямоугольному  вытянутой формы резервуару и непрерывно насыщается воздухом, подаваемым в воду. Пузырьки воздуха перемещают активный ил со сточными водами, что интенсифицирует процесс окисления загрязняющих веществ.

     Очищаемая вода через первичный отстойник 1 по вводу 2 поступает в аэротенк 3 и, пройдя его, попадает по выводу 4 во вторичный отстойник 5. Здесь от воды отделяется активный ил; очищенная  через вывод 6 уходит по назначению; часть активного  ила по трубопроводу 8 возвращается в процесс очистки, а излишек ила, выросшего от размножения микроорганизмов, удаляется из системы через вывод 7.

     Применяется очистка сточных вод в окситенках с использованием вместо воздуха  технического кислорода, что интенсифицирует процесс загрязняющих веществ в 5-6 раз [31].

     Очищенные биохимическим способом сточные  воды обычно соответствуют санитарно-гигеническим требованиям и их можно спускать в водоемы, а также использовать в оборотном водоснабжении.  Биохимическая очистка является завершающей стадией очистки сточных вод химических предприятий.

     Термическая очистка. Термическая очистка сточных  вод заключается в полном окислении  при высокой температуре загрязняющих веществ с получением нетоксичных продуктов сгорания и твердого остатка. Возможны различные варианты применения термического способа, начиная от полного уничтожения стоков с небольшим количеством твердого остатка и до значительного уменьшения стока, после чего концентрированные растворы можно захоронят в отвалах, либо использовать для получения ценных продуктов. 
 
 
 
 
 

Таблица 28 

        Выбросы в атмосферу 

 

                                                 
 
 
 
 
 
 

                                                         

                                            

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Стирол  имеет огромное значение в промышленности. Полимер стирола и его сополимеры имеют широчайшее применение практически  во всех отраслях: химическая промышленность, медицина, автомобилестроение, машиностроение, строительной индустрии, в бытовой  сфере деятельности человека, элнктротехнике и многих других.

     В Республике Казахстан до 90 годов  прошлого века производились стирол и полистирол на Актауском заводе пластических масс (ныне - ТОО "Sat Operating Aktau") по полной технологической схеме. На текущий момент по результатам проведенного технического аудита установлено, что только линии производства полистирола находятся в рабочем состоянии (пробный запуск технологических линий по производству полистирола был осуществлен в сентябре 2005 года на завозном сырье - стироле из Нижнекамска, Республика Татарстан).

     В этом году я проходила практику  с целью получения стирола  из  этилбензола. Основным методом  промышленного производства стирола  является каталитическое дегидрирование этилбензола.  
 
 
 
 
 
 
 

                          
 
 
 
 
 

                         

                      
 
 
 
 

                  
 
 

                СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

     1 Кузнецов А.А, Качерман С.М, Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. – М.: Химия, 1974.

     2 Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. - М.: Химия, 1975 .

     3 Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. - М.: Химия, 1968.

     4 Эрих В.Н, Расина М.Г, Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа. - Л.: Химия, 1985.

     5 Ластовкина Г.А, Радченко Е.Д, Рудина М.Г. Справочник нефтепереработчика. - М.: Химия, 1986.