Введение к работе
Актуальность проблемы. В связи с ростом техногенного загрязнения окружающей среды все большую актуальность приобретают проблемы создания малоотходных и ресурсосберегающих производств. Одним из аспектов этой проблемы является разработка технологий разделения смесей растворителей, образующихся на предприятиях основного органического синтеза, нефтехимической и смежных отраслей промышленности.
В частности, при производстве бутилцеллозольва на ОАО "Казаньоргсинтез" на стадии синтеза получают катализат, содержащий остатки исходных реагентов: оксид этилена (ОЭ) и бутиловый спирт (БС), целевые компоненты: бутилцеллозольв (БЦ), бутилкарбитол (БК), и побочные продукты реакции: этиленгликоль (ЭГ)> диэтиленгликоль (ДЭГ). В настоящее время из реакционной смеси выделяются ОЭ, БС, целевой БЦ. Значительная часть БЦ теряется с оставшейся смесью растворителей, которая является отходом производства и сжигается.
Необходимо отметить, что бутилцеллозольв и бутилкарбитол являются ценными растворителями, имеют широкий спектр применения в различных отраслях промышленности и пользуются спросом как на российском, так и на мировом рынках сбыта.
Разработка малоотходной технологии разделения катализата БЦ позволит наряду с решением актуальной задачи ресурсосбережения снизить вредное воздействие на окружающую среду и улучшить экологические и экономические показатели производства. Вместе с тем, решения, найденные в рамках частной прикладной задачи, могут быть использованы при создании экологически чистых технологий в любых отраслях промышленности, где применяются аналогичные растворители и стоит задача их выделения.
Работа выполнена по государственной научно-технической программе "Университеты России (технические университеты)" Госкомитета РФ по высшему образованию по направлению 2.7.4. "Энергосбережение и экология" (1993 - 1997 гг.) и по тематике проблемной научно-исследовательской лабораторіш АлтГТУ
"Технология рекуперации вторичных материалов
промышленности".
Цель работы. Целью работы являлась разработка малоотходной технологии производства бутилцеллозольва на ОАО "Казаньоргсинтез".
Научная новизна.
- Впервые получены экспериментальные данные по
равновесию жидкость-пар в 11 бинарных и 10 тройных системах.
Обнаружено существование минимального азеотропа в системе БК-ДЭГ, неизвестного ранее. Определены его состав и температура кипения, и их зависимость от давления.
Получено математическое описание с использоваїшем уравнешія Вильсона парожидкостного равновесия в 10 бинарных составляющих исходной смеси, а также в 10 бинарных системах, образованных компонентами разделяемой смеси с выбранным разделяющим агентом (РА).
- Исследовано влияние РА на фазовое равновесие
трудноразделимых составляющих исходной смеси.
Предложен оригинальньгіі способ стабилизащш режима ректификационных колонн, работающих с малым отбором кубового продукта, путем введения высококипящей добавки.
Разработана малоотходная технология выделения ценных растворителей: бутилцеллозольва и бутилкарбитола.
Практическая ценность.
Экспериментальные данные по азеотропии и парожидкостному равновесию и результаты их математического описания могут быть использованы для разработки технологических схем разделения смесей, включающих аналогичшле растворители.
Введение высококипящей добавки может быть использовано как способ стабилизащш режима ректификационных колонн, работающих с малым отбором кубового продукта, в любых отраслях промышленности.
- Разработана малоотходная технология выделения ценных
растворителей бутилцеллозольва и бутилкарбитола. Олаздаемый
суммарный эколого-экономический эффект от реализации
предлагаемого проекта на ОАО "Казаньоргсинтез" в ценах 1
квартала 1998 года составит 6760 тыс. руб/год, в том числе
предотвращенный экологический ущерб 225 тыс. руб/год.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-техшіческой конференции АлтГТУ (г. Барнаул, 1996), II
Байкальском международном студенческом форуме "Безопасное развитие регионов" (г. Иркутск, 1996), VII Менделеевском конкурсе работ студентов-химиков (г. Москва, 1996), в віще бизнес-плана на III Байкальском международном студенческом форуме "Безопасное развитие регионов" (г. Иркутск, 1997), на международной научно-технической конференции "Научные основы высоких технологий" (г. Новосибирск, 1997).
Публикации. По теме диссертащш опубликовано 13 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 189 страницах машинописного текста и включает 32 рисунка, 55 таблиц, список литературы из 175 наименований и приложеіше в количестве 37 страниц машинописного текста.
На защиту выносятся:
- Экспериментальные данные по азеотропнії в бинарной
системе БК-ДЭГ.
- Экспериментальные данные по равновесию жидкость-пар в
11 бинарных и 10 тройных системах.
Результаты математического описания уравнением Вильсона фазовых равновесий в составляющих исходной смеси и образованных компонентами смеси и разделяющим агентом.
Новый способ стабилизации режима разделения в ректификационных колоннах с малым отбором кубового продукта.
- Разработанная малоотходная ресурсосберегающая
технология выделения бутилцеллозольва.
- Разработанная малоотходная технология выделения
бутилкарбитола.
Автор выражает глубокую признательность за внимание и ценные практические советы к.т.н., сн.с, заведующей лабораторией ПНИЛ ТР Л.В. Поляковой и всем сотрудникам этой лабораторші за помощь и поддержку при выполнешш настоящей работы.