Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Изучение методов переработки отходов производства капролактама

Диссертация: Изучение методов переработки отходов производства капролактама
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Предложен комплексный подход к выделению карбоновых кислот и капролактама из отходов производства, позволяющий получить смесь сложных эфиров — пластификатор для ПВХ композиций и дополнительное количество товарного капролактама. Водно-кислотный сток (образуется на предприятиях ОАО «Щекиноазот») — водный раствор карбоновых и дикарбоновых кислот с содержанием органических кислот до 35%. Получить… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Влияние нефтехимических предприятий на состояние окружающей среды
    • 1. 2. Условия окисления циклогексана, характеристика отходов
    • 1. 3. Методы выделения органических кислот и способы их очистки
    • 1. 4. Пластификаторы и способы их получения
  • 2. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА
  • 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И АНАЛИЗА
    • 3. 1. Переработка отходов стадии окисления на производствах капролактама
      • 3. 1. 1. Методика определение общей щелочности ЩСПК
      • 3. 1. 2. Методика нейтрализации натриевых солей органических кислот, содержащихся в ЩСПК
      • 3. 1. 3. Методика извлечения и анализа карбоновых кислот, содержащихся в солевом слое
      • 3. 1. 4. Определение содержания органических кислот в водно-кислотном стоке производства капролактама
      • 3. 1. 5. Методика этерификации щелочного и водно-кислотного стоков спиртовой фракцией
      • 3. 1. 6. Методика исследования кинетики реакции этерификации
      • 3. 1. 7. Получение триполифосфата натрия
    • 3. 2. Переработка отходов стадии ректификации и выделение товарного продукта
      • 3. 2. 1. Методика удаления сульфата аммония из смоляного стока производства капролактама
      • 3. 2. 2. Методика выделения капролактама
      • 3. 2. 3. Анализ полученного капролактама
    • 3. 3. Анализ свойств полученного пластификатора
      • 3. 3. 1. Определение кислотного и эфирного чисел пластификатора
      • 3. 3. 2. Определение прочих показателей
    • 3. 4. Хроматографический анализ
  • 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
    • 4. 1. Переработка отходов стадии окисления
      • 4. 1. 1. Определение состава водно-кислотного стока
      • 4. 1. 2. Нейтрализация ЩСПК о-фосфорной кислотой
      • 4. 1. 3. Выделение карбоновых кислот из солевого слоя
    • 4. 2. Получение сложных эфиров дикарбоновых кислот
    • 4. 3. Кинетика реакции этерификации карбоновых кислот
    • 4. 4. Выделение капролактама из смоляного стока
    • 4. 5. Определение физико-химических характеристик полученных продуктов и лабораторные испытания опытных образцов
  • 6. ВЫВОДЫ

Изучение методов переработки отходов производства капролактама (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Сложившаяся в РФ ситуация в сфере обращения с отходами нефтехимического производства крайне неблагополучна, ведет к возникновению необратимых процессов деградации природной среды и представляет реальную угрозу здоровью населения.

В настоящее время в России существует несколько предприятий по производству капролактама многостадийным способом, например (ОАО «Щеки-ноазот» и ЗАО «Куйбышевазот»), имеющие приблизительно одинаковые показатели процесса. Процесс основан на последовательном превращении цикло-гексана (или бензола) через ряд промежуточных продуктов в товарный капро-лактам [1].

На производствах капролактама образуется значительное количество органических отходов.

На стадии окисления циклогексана кислородом воздуха до смеси цикло-гексанола и циклогексанона образуется [2]:

— спиртовая фракция (СФПК) — смесь легких спиртов, с содержанием пентано-ла до 75%.

— щелочной сток производства капролактама (ЩСПК), образующийся на производстве ЗАО «Куйбышевазот» и представляющий собой водный раствор натриевых солей карбоновых и дикарбоновых кислот: адипиновой, глутаровой, оксикапроновой, масляной и др. с содержанием суммы органических кислот до 25%.

— водно-кислотный сток (образуется на предприятиях ОАО «Щекиноазот») — водный раствор карбоновых и дикарбоновых кислот с содержанием органических кислот до 35%.

На стадии выделения и очистки готового продукта образуется до 10 м³ в сутки смоляного стока следующего состава [3]:

• капролактам «30 — 50% мае.;

• сульфат аммония «2 — 10% мае.;

• вода и водорастворимые смолы «30 — 68% мае.

В настоящее время данные отходы (за исключением спиртовой фракции) подвергают термическому обезвреживанию в зоне огневого факела (900Л л.

1200 С). В атмосферу выбрасывается до 40 млн. м дымовых газов в год, содержащих оксиды азота, кроме того, ежегодно уничтожается несколько тысяч тонн ценнейшего продукта — капролактама. Схема основных стадий и отходов производства капролактама представлена на рисунке 1.

В предыдущих работах кафедры ТО и НХС было показано, что органические соединения, входящие в состав отходов производства капролактама, особенно дикарбоновые кислоты С4 — являются ценнейшим сырьем в производстве дефицитного продукта — сложных эфиров [4,5,11]. Последние используются в качестве пластификаторов поливинилхлоридных композиций и пользуются большим спросом на отечественном и мировом рынках. А из сжигаемого в настоящее время смоляного стока можно выделить дополнительное количество капролактама. сжигается.

Рис. 1. Схема основных стадий и отходов производства капролактама.

Цель настоящей работы — изучение методов переработки отходов производства капролактама.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо было:

• Определить компонентный состав смесей органических кислот, содержащихся в водно-кислотных стоках производства капролактама.

• Изучить процесс этерификации смеси органических кислот спиртовой фракцией на орто-фосфорной кислоте. Определить оптимальные режимы и кинетические характеристики получения смеси эфиров амиловых спиртов и дикарбоновых кислот — пластификатора. s.

• Определить составы и области применения побочных продуктов, образующихся при производстве пластификатора.

• Разработать способ выделения капролактама из смоляных стоков.

• Исследовать физико-химические характеристики полученных продуктов: пластификатора, капролактама, триполифосфата натрия.

6. ВЫВОДЫ.

1. Предложен комплексный подход к выделению карбоновых кислот и капролактама из отходов производства, позволяющий получить смесь сложных эфиров — пластификатор для ПВХ композиций и дополнительное количество товарного капролактама.

2. Определен компонентный состав монои дикарбоновых кислот, содержащихся в водно-кислотном стоке производства капролактама.

3. Изучены режимы процесса этерификации многокомпонентной смеси карбоновых кислот СгСв фракцией амиловых спиртов при использовании о-фосфорной кислоты в качестве катализатора. Оценены порядки по реагентам, энергия активацииустановлены оптимальные параметры процесса этерификации.

4. Предложен эффективный способ выделения капролактама из смоляного стока с получением товарного продукта.

5. Исследованы физико-химические характеристики продуктов, полученных из отходов производства капролактама, и проведены лабораторные испытания опытных образцов: пластификатора, триполифосфата натрия, капролактама. Качество пластификатора по ряду показателей превосходит используемых в промышленности пластификаторы. Три-полифосфат натрия соответствует марке первого сорта. Капролактам может быть использован для дополнительного получения товарного продукта.

6. Используя полученные в работе теоретические и экспериментальные результаты, при мощности установки 100−120тыс. т/год капролактама можно:

— получить: до 12−14 тыс. т/год пластификаторадополнительное количество капролактама до 2,5 тыс. т/год, раствора триполифосфата натрия около 30 тыс. т/год.

— снизить количество пылегазовых выбросов с установок сжигания на 38−40 млн. м3 в год;

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.И. Овчинников, В. Р. Ручинский. Производство капролактама |Текст|/ М., Химия, 1977 г.
  2. Варшавский C. JL, Крендель Б. А. Производство капролактама в Германии|Текст|/ ОНТИГИАП, М.:1979, 143 с.
  3. И.Л., Леванова С. В., Соколов А. Б., Тихонова (Сумарченкова) И. А. Усовершенствование переработки отходов производства капролактама |Текст|/ Нефтехимия, 2003, т.43, № 2. с. 158−160
  4. И.Л., Красных Е. Л., Леванова С. В., Соколов А. Б., Тихонова И. А. (Сумарченкова И.А.) Переработка отходов производства капролактама |Текст|/ Тез. докл. VI Междунар. конференции «Окр. среда для нас и будущ. поколен.». 2001, Самара, с. 63.
  5. М.И. и др. Некоторые пути воздействия на климат |Текст|/ 2-е изд., перераб и доп., М: Метерология и гидрология, 1970, 120 с.
  6. М.И., Винников К .Я. Современные изменения климата |Текст|/ -М: Метерология и гидрология. 1973, 220 с.
  7. Кондратьев К. Я, Москаленко Н. И. Парниковый эффект атмосферы и климат|Текст|/ Итоги науки и техники (ВИНИТИ). М: Метеорология и гидрология. 1984,262 с.
  8. Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) |Текст|/ М.: «Россия Молодая». 1994, 367 с.
  9. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Самарской области в 2000 г. Комитет природных ресурсов по Самарской области. Самара, 2001, 193 с.
  10. П.Глазко И. Л. Снижение пылегазовых выбросов в атмосферу путем переработки отходов производства капролактама в пластификатор |Текст|/ дисс. кан. хим. наук, Самара, 2002.
  11. Вредные вещества в промышленности |Текст|/ Под. ред. Н. В. Лазарева, Э. Н. Левиной. Справочник. Изд 7-ое. том 1, 1985 г, 592 с.
  12. М.И. Будыко Глобальная экология |Текст|/ М. 1977, 319 с
  13. Пат. 3 383 413 (США), кл. 260−537. Recovery of adipic acid from a cyclohexane oxidate mixture with 1,2-dichloretane |Текст|/ Jaffe Fred., Заявл. 3.01.64., опубл. 14.05.68.
  14. Пат. 2 870 203 (США), кл. 260−537. Recovery of adipic acid from a cyclohexene oxidate mixture with chloroforme |Текст|/ Jaffe Fred., Заявл. 12.11.63., опубл. 23.05.64.
  15. Пат. 14 203 (Япония), кл. 16В621. Улучшенный способ выделения адипиновой кислоты из продуктов окисления циклогексана |Текст|/ Йосии Кокити, Исии Тосикадзу, Така Макото и др., Заявл. 28.12.64., Опубл. 15.06.68.
  16. Пат. 2 840 607 (США) — Separation of dibasic acids |Текст|/ Attane Edward С., Jr, Doumani Thomas E., Заявл. 24.06.58.
  17. .С. и др. // Химия и технология топлив и масел {Текст|/М. 1964, т.9, N 4, с. 6−9.
  18. Пат. 1 511 438 (Англия), МКИ С07с 69/34. The treatment of residues from the oxidation process for the preparation of adipic acid |Текст|/ Cadogan David Franklyn., Заявл. 12.04.76. N 14 759/76., Опубл. 17.05.78.
  19. Пат. 3 329 712 (США), кл. 260−537. Separation of dibasic acids |Текст|/ Danly Donald E., Whitesell Gordon L., Заявл. 20.07.66., Опубл. 4.07.67.
  20. А.С. 291 909 (СССР), МКИ С 07 с 51/42. Способ выделения моно- и дикарбоновых кислот / Фурман М. С., Олевский В. М. и др. |Текст|/ Заявл. 3.05.67., Опубл. 15.03.71.
  21. В.И., Фрейдлин Г. Н. и др. // Труды ВНИПИМ. |Текст|/ 1969, вып.1, с. 133−143.
  22. Е.Б., Канн Ю. М. и др. // Труды Таллиннского политехнического ин-та|Текст|/ 1966., сер. А, вып.238, с.87−92.
  23. Пат. 1 272 913 (ФРГ), кл. 12о, 11, 12а, 5 (С07с, BOld). Verfahren zur Trennung von Bemsteinsaure, Glutarsaure und Adipinsaure durch Destination / Wederich Anton, Furst Ernst at al. |Текст|/ Заявл. 26.06.63., Опубл. 6.03.69.
  24. Заявка 53−79 815 (Япония), кл. 16В621, (С07с 55/14). Способ выделения адипиновой кислоты / Нисикибэ Сюдзи, Тамура Асахиро.- |Текст|/ заявл. 22.12.76, N51, 153 443, опубл. 14.07.78.
  25. Пат. 56−6975 (Япония), МКИ С07с 55/14, С07с 51/31. Способ получения адипиновой кислоты / Накамура Дзютаро, Ивасаки Синдзо и др.- |Текст|/ заявл. 13.07.71., опубл. 14.02.81.
  26. А.С. 218 150 (СССР), кл. 12о, 11, (С07с). Способ очистки адипиновой кислоты / Ряшенцев К. В., Животворова М. Б., Лурье Б. И. и др.- |Текст|/ заявл. 16.03.67., опубл. 6.08.68.
  27. Г. Н. Алифатические дикарбоновые кислоты. |Текст|/ М.: Химия., 1978, 264 с. 29.3аявка 58−13 540 (Япония), МКИ С07с 55/14, С07с 51/48. Извлечение высокочистой адипиновой кислоты / Танигути Йосинаки.- |Текст|/ заявл. 17.07.81., опубл. 26.01.83.
  28. Пат. 53−20 010 (Япония), МКИ С07с 55/14, 16В621. Извлечение адипиновой кислоты / Накахигаси Мотоо и др.- |Текст|/ заявл. 6.10.72. N 47−99 870., опубл. 24.06.78.
  29. Заявка 53−73 513 (Япония), МКИ С07с 55/14. Выделение адипиновой кислоты из смеси с глутаровой и янтарной кислотами / Нисикитэ Дзедзи и др.- |Текст./ заявл. 10.12.76., опубл. 30.06.78.
  30. Пат. 4 146 730 (США), МКИ С07с 51/42, 562/513. Method for obtaining glutaric acid from an acid mixture comprising them / Nishikido Joji at al.-|Текст|/ заявл. 15.12.76., опубл. 27.03.79.
  31. Заявка 52−78 821 (Япония), МКИ С07с 55/14. Выделение адипиновой кислоты из смеси с глутаровой и янтарной кислотой / Нисикитэ Дзедзи и др.- |Текст|/ заявл. 25.12.75., опубл. 2.07.77.
  32. Заявка 52−118 414 (Япония), МКИ С07с 55/02. Выделение глутаровой, янтарной и адипиновой кислот из смеси / Нисикитэ Дзедзи и др.- |Текст|/ заявл. 29.03.76., опубл. 4.10.77.
  33. А.С. 333 163 (СССР), кл. С07с 55/14, С07с 51/42. Способ очистки адипиновой кислоты / Ряшенцев К. В., Никифоров В. А. и др.- |Текст|/ заявл. 4.04.69., опубл. 4.08.72.
  34. А.с. 327 156 (СССР), кл. С07с 54/14. Способ очистки адипиновой кислоты / Быховский Е. Г., Фишер П. Н., Воротникова Л. Ф. и др.- |Текст|/ заявл. 18.09.69., опубл. 16.03.72.
  35. А.с. 172 752 (СССР), кл. 12о, 11, (С07с). Способ очистки адипиновой кислоты / Терновская Н. И., Школьная Г. А. и др., заявл. 13.07.64.- |Текст|/ опубл. 20.08.65.
  36. Пат. 1 099 231 (Англия), кл. С2с, (С07с). Adipic acid purification / Thornton M. J., Mather J. G. at al.- |Текст|/ заявл. 6.10.64., опубл. 17.01.68.
  37. A.c. 157 976 (СССР), кл. С07с, 12q, 6/01. Способ очистки адипиновой кислоты / Лубяницкий И. Я., Жукова Е.А.- |Текст|/ заявл. 3.08.62, опубл. 18.10.63.
  38. Р.С., Кирилович В. И., Носовский Ю. С., Пластификаторы для полимеров. |Текст|/М.: Химия, 1982.
  39. А.В., Осипова Л. В. //Химическая промышленность за рубежом|Текст|/1972, № 8, с.24−26
  40. Л.М. и др. Состояние производства пластификаторов в СССР и зарубежом, |Текст|/ М.: НИИТЭХИМ, 1973, вып. 27
  41. А.И., Болотина A.M., Литвинова Т. В. Энциклопедия полимеров|Текст|/ М.: Советская энциклопедия. 1974, т.2, с. 620−627.
  42. R.J. //European Rub. J., |Текст|/ 1975.- 158, № 2.- P. 22−26.
  43. Elastomerics, |Текст|/ 1977 109, № 9- News Log, 1977, 2, № 4, P.4.
  44. Rub. India, |Текст|/ 1976, 28, № 4, p. 24.
  45. Plasticues Modernes et Elastomeres |Текст|/ 1976, 28, № 6, P.68
  46. Revue generate des caoutchoucs et plastiques |Текст|/ 1977, 54, № 573, P. 73.51 .Литвинова T.B. и др. Каучук и резина |Текст|/ 1973, № 21.
  47. Л.И. и др. Промышленность синтетического каучука |Текст|/ 1974, № 9, с. 6.
  48. В.П., Морозова Р. П., Кочергина Л. А. Практикум по аналитической химии. |Текст|/ М. Химия, 2000, 326 с.
  49. Г., Бергер В., и д.р. Органикум. Практикум по органической химии / Перевод с немецкого Потапова В. М., Понамарева С. В. |Текст|/ М.: Мир. 1979, т 2,453 с.
  50. Р., Сапунов В. Н. Неформальная кинетика. |Текст|/ М.: Мир, 1985, с.263
  51. Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций |Текст|/ М.:j
  52. Высшая школа. 1988, 391 с.
  53. Г. М., Лебедев В. П. Химическая кинетика и катализ |Текст|/ М.: Химия, 1974, 591 с.
  54. К.Б. Кинетические методы анализа. |Текст|/ М.: Химия, 1976,191 с.
  55. Р., Четяну И. Неорганическая химия. |Текст|/ М.: Мир, 1971, с.56−93.
  56. А.П. Основы аналитической химии. |Текст|/ М.: Госхимиздат 1991, т.2, 552 с.
  57. Ю.В., Ангелов И.И.Чистые химические вещества |Текст|/ М.: Химия, 1974, 408 с.
  58. Kleemann W., Weber К. Formeln und Tabellen feur die Elastomerverarbeitung/ Satz: Dr. Gupta-Verlag, 1994, 236 s.
  59. A.B. Термодинамическая химия парообразного состояния |Текст|/ Л-.Химия, 1970, 208с.
  60. Практикум по физической химии |Текст|/ Под ред. С. В. Горбачева, М.:Высшая школа, 1974, с.104−106.
  61. Ausgewealte physikalische Metoden der organischen Chemie. Bd.1−2. Berlin: Akademie-Verlag, 1963, P.976.
  62. В.Г. Химические методы в газовой хроматографии. |Текст|/ М.: Химия, 1980.
  63. Б.В. Столяров, И. М. Савинов Практическая газовая и жидкостная хроматография. .Текст]/СПб.: Изд-во С.-Петербург, ун-та, 2002, 616 с.
  64. .В. Практическое руководство по хроматографии. |Текст|/М: Высшая школа, 1986.
  65. К.С. и др. Физическая химия |Текст|/ М.: Высшая школа, 1995, 513с.
  66. .П. Физическая химия |Текст|/ Л.: Химия. 1987, 881с.
  67. В.А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. |Текст|/ М.: Химия 1986, с. 392.
  68. Органическая химия |Текст|/ под ред. Н. А. Тюкавкиной, М: Дрофа, 2003, 639с.
  69. А.С., Темникова Т. И. Теоретические основы органической химии |Текст|/ JL: Химия, 1991, 559 с.
  70. Meerwen Н. In: Houben Weyl, Bd. VI/3, 1963, s. 10−40.
  71. Hemecks H In: Houben Weyl, Bd. VIII/3, 1968, s.514−543.
  72. К. Кинетика органических реакций |Текст|/ пер с англ., М.:Мир, 1966. 148с.
  73. И. М. Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики |Текст|/М:Высшая школа, 1969,431с.
  74. К.П., Равдель А. А. Практические работы по физической химии. |Текст|/ JL: Госхимиздат, 1961, с. 250−251.
  75. В.А. Журнал физической химии, 1962, № 2, с.306−13- Высаливание-всаливание веществ из растворов, Каунас, 1970.
  76. Курс физической химии. |Текст|/ Под ред. Герасимова Я. И., т.1, М: Химия, 1970.
  77. В.В. Руководство по малому практикуму по органической химии|Текст|/М.:Химия, 1975, 328с.
  78. М.Л. Технический анализ и контроль производства лаков и красок |Текст|/ М.: Высшая школа, 1980, 287с.
  79. Handbuch feur die Gummi-Industrie / Red. Т. Kempermann. Leverkusen: Bayer AG, 1991,798s.
  80. Пат. РФ 569 045 Растворитель для ЛКМ/ Соболев С. Б. |Текст|/ БИ№ 13 1998
  81. Пат. РФ 669 785 Ингибитор коррозии черных металлов / Вашокевичев В. Е. Мирин Р.Р.|Текст|/ БИ№ 30 1992
  82. Пат РФ 510 534 Ингибитор коррозии черн. Металлов /Матушкин КМ Фролов А. Е. |Текст|/ БИ- № 14 1989
  83. И.Л., Соколов А. Б., Леванова С. В., Сумарченкова И. А. Способ получения триполифосфата натрия из отходов производствакапролактама. |Текст|/ Известия Вузов, серия Химия и химическая технология. 2004, т.47, выпуск 1, с.84−88.
  84. И.Л., Леванова С. В., Соколов А. Б., Тихонова И.А (Сумарченкова
  85. И.А.). Экологический анализ применения минеральных кислот на стадии нейтрализации ЩСПК |Текст|/ Тез. докл. V Междунар. Конгресса «Окр. среда для нас и будущ. поколен.: экология, бизнес и экол. образован.». 2000, Самара, с.61−62.
  86. И.Л., Леванова С. В., Сумарченкова И. А. Триполифосфат натрия из водных стоков. Проблемы получения и качества |Текст|/ Тез. докл. IX Междунар. конф. «Окр. среда для нас и будущ. поколен». 2004, Самара, с. 42.
  87. И.Л., Леванова С. В., Соколов А. Б., Тихонова И. А. Сравнение вариантов стадии нейтрализации при получении пластификатора из отходов производства капролактама |Текст|/ Химическая промышленность, 2002, № 7.
  88. И.Л., Соколов А. Б., Леванова С. В., Тихонова И.А.Некоторые кинетические характеристики получения сложных эфиров из отходов производства капролактама |Текст|/ Известия Вузов, сер. Химия и химическая технология. 2001, т.44, выпуск 3, с.68−71.
  89. А. А. Фрейдлин Г. Н. и др. // Исследование кинетики реакции образования моноэфиров адипиновой кислоты |Текст|/ Хим. пром., 1975, № 7, с.11−14.
  90. М.В. Семенов, И. Ю. Литвинцев, А. Г. Комаров. Утилизация водных отходов производства капролактама с выделением товарной адипиновой кислоты |Текст|/ Нефтехимия, 1997, том 37, № 6, с.538−542.
  91. Д., Хайес Д. Химия разделения и измерения. |Текст|/ Пер. с англ. Н. Б. Зорова, под ред. П. К. Агасяна, М: Химия, 1978, кн.1, кн.2, 816с.
  92. Ф., Веремьева Н. Г., Обломская Т. И. Исследование состава карбоновых кислот и циклогексиловых эфиров карбоновых кислот в оксидате циклогексана производства капролактама. |Текст|/ Азотная промышленность, 1974, № 2, с. 18−20.
  93. Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации в окружающей среде. |Текст|/Л: Химия, 1985, 528с.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!