Выбор технологической схемы и оборудования

                               Ввод аморфного полиэфира

                                        Кристаллизация 

     

                                        Сушка 

 

Кристаллизация /предварительный подогрев

 

 

Очистка азота                         Полимеризация

 

 

                                                Охлаждение 

 

Рисунок 1.1.2 – Схема производства гранулята по технологии фирмы «HASAKAWA»

 

Стадия твёрдофазной дополиконденсации характеризуется длительным временем нахождения полимера в реакторе при высокой температуре, для достижения высоких значений молекулярной массы и удаления побочных продуктов. Фирма предлагает реактора с механической выгрузкой продукта.

Процесс твёрдофазной дополиконденсации ведётся в токе азота циркулирующего в замкнутом контуре, поэтому очень важной стадией является стадия очистки азота. В отличие от других фирм, предлагающих для очистки каталитическое сжигание, фирма «HASAKWA» предлагает альтернативные методы, основанные на абсорбционной очистке газа посредством скрубберов.

Завершающей стадией процесса является охлаждение гранулята. Фирмой «HASAKWA» предусматриваются различные конструкции холодильников: термошнек, торусдиск и аппараты с псевдоожиженным слоем. /8/

В данном дипломном проекте предлагается для получения ПЭТФ литьевого назначения использовать в качестве модификаторов – изофталевую кислоту и диэтиленгликоль. Для улучшения цветовых характеристик полимера использовать дополнительный катализатор поликонденсации – ацетат кобальта.

Для проведения стадии твёрдофазной дополиконденсации предлагается использовать комплектную установку фирмы «HASAKAWA», которая обеспечит однородное качество продукта с низким содержанием ацетальдегида.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Охрана окружающей среды

 

 

В современных условиях развития промышленности химических волокон особенно остро стоят вопросы экономии материальных ресурсов и охраны окружающей среды. В связи с этим большое внимание уделяется регенерации отходов производства, очистке газо-воздушных выбросов и сточных промышленных вод.

 

 

9.1 Регенерация сырья и отходов

 

 

В производстве полиэфирных волокон при синтезе полимера выделяются этиленгликоль и метанол. Пары этиленгликоля и метанола конденсируются и направляются на регенерацию. Очистка проводится путём дистилляции. Выход регенерированного этиленгликоля составляет 95%, метанола – 92%. Этиленгликоль возвращается в химический цех производства, а метанол используется для получения ДМТ.

Отходы и потери полимера в производстве полиэфирных волокон составляют 10-15%. Основная масса полимерных отходов направляется на регенерацию, что позволяет возвратить в производство ценное сырьё.

Если производство полиэфирных волокон основано на использовании в качестве исходного сырья ДМТ, отходы подвергают метанолизу – обработке полимерных отходов метанолом при повышенной температуре и избыточном давлении в присутствии катализатора. В результате метанолиза ПЭТФ образуется диметилтерефталат, который затем подвергается тщательной очистке (кристаллизации и дистилляции) выход регенерированного ДМТ составляет 70% от массы полимера в перерабатываемых отходах. После регенерации ДМТ возвращается в производство и используется при синтезе полиэтилентерефталата./10/

Твёрдые отходы.

Твёрдые отходы, которые относятся к возвратным:

• слитки полимера и олигомеров;
• крошка (гранулят) полимера;

отправляются на метанолиз в цех ЛиОР.

Твёрдые отходы, которые относятся к безвозвратным:

• пыль полимера;
• твёрдые олигомеры из сырьевой смеси;
• безвозвратная деревянная и бумажная тара;

направляются на сжигание./11/

 

 

 

 

9.2 Выбросы в атмосферу

 

 

Предприятия полиэфирных волокон ежедневно выбрасывают в атмосферу миллионы кубических метров загрязнённого воздуха, поэтому разработка способов очистки воздушного бассейна от вредных выбросов является важнейшей задачей.

Наряду с безвредными составляющими (О2, N2, Н2О) при производстве полиэфирных волокон в воздух могут попадать ядовитые вещества (окись углерода, пары метанола, этиленгликоля, динила, ацетальдегида, сублимата ДМТ).

Газообразные выбросы производства ПЭТФ подвергаются тщательной очистке в специальных сооружениях. Очистка производится в основном сухими и мокрыми методами.

Сухие методы очистки включают удаление твёрдых взвесей в циклонах, рукавных фильтрах и электрофильтрах, а также адсорбцию газообразных веществ на твёрдых сорбентах.

К мокрым методам очистки относится наиболее распространённый и надёжный метод газоочистки – абсорбция жидкостями. Метод основан на различной растворимости компонентов газовой смеси в жидкости. В производстве ПЭТФ чаще всего в качестве абсорбента используется вода. Абсорбционную очистку газообразных выбросов проводят главным образом в башнях с насадками, скрубберах Вентури и конденсаторах орошения. Преимущество абсорбционной очистки состоит в непрерывности процесса извлечения большого количества примесей из газа, многократное использование поглотительного раствора./9/

В процессе производства ПЭТФ в химико-прядильном цехе возможны газообразные выбросы загрязнённого воздуха в атмосферу (пары метанола, ЭГ, динила, ацетальдегида, сублимата ДМТ).

Для снижения газообразных выбросов вредных веществ в цехе предусмотрено следующее:

• герметичность основного технологического оборудования и трубопроводов;
• на воздушных линиях для абсорбционной очистки от ДМТ, метанола, ЭГ, ацетальдегида установлены скруббера-улавливатели, конденсаторы орошения;
• для улавливания сублимата ДМТ из азотного покрытия баков запаса, ДМТ осаждается из азота путём разбрызгивания ЭГ, подаваемого из бака сырьевой смеси. Очищенный азот выбрасывается в атмосферу через огнепреградители;
• для предотвращения уноса паров ЭГ и метанола из баков сырьевых смесей в воздушку на баках установлены дефлегматоры, охлаждаемые водой;
• для очистки воздуха после кристаллизации от мелких частиц установлен циклон.

Все воздушные линии химического отделения соединены в общую систему и очищаются в газоочистителях действующих по принципу скруббера Вентури с системой циркулирующего ЭГ. Газоочиститель, с целью наибольшей эффективности очистки, снабжён дополнительной насадочной колонной с кольцами Рашига, холодильником для конденсации паров из общей системы воздушных линий. От мест с возможным выделением пыли, паров, газов предусмотрены укрытия, фильтры, местные отсосы. Остальное количество воздуха удаляется общеобменной вентиляцией.

Контроль за составом и количеством пылегазообразных выбросов осуществляется лабораторией промышленной санитарии, по графику утверждённому главным инженером.

 

Таблица 13 - Характеристика вредных веществ выбрасываемых в атмосферу

 

Наименование	Класс опасности	ПДК(разовая), мг/м³	ПДК (суточная), мг/м³
ДМТ	II	0,05	0,01
Динил	III	0,01	0,01
Ацетальдегид	III	0,01	0,01
Метанол	III	1,0	0,5
Этиленгликоль	----	1,0	1,0

 

 

3. Сточные воды и способы их очистки

 

 

Органические соединения, содержащиеся в промышленных сточных водах, попадая в питьевую воду, оказывают токсическое действие на живые организмы. Многие из этих веществ приводят к гибели рыб и их кормовых ресурсов в водоемах, ухудшают вкус и запах воды и мяса рыб, уничтожают микрофлору в очистных сооружениях, канализации и водоёмах и тем самым ухудшают биологическую очистку сточных вод, тормозят процессы самоочищения водоёмов. В ряде случаев эти вещества изменяют санитарный режим водоёмов вследствие вторичного загрязнения, оседая на дно и подвергаясь анаэробным процессам. Органические вещества опасны для живой природы и тем, что для их окисления расходуется растворенный в воде кислород.

Борьба с загрязнением водоёмов ведётся в следующих направлениях:

1. уменьшение объёма промышленных сточных вод;
2. применение более эффективных способов их очистки.

Решением первой задачи является создание замкнутых циклов, полностью исключающих сброс сточных вод. Осуществление второй задачи зависит от объёма, дисперсности и состава стоков. Большую роль в борьбе с загрязнением водоёмов играют установление для промышленных стоков предела содержания вредных органических веществ и нормирование их предельно допустимой  концентрации в водоёмах (ПДК).

Существуют следующие методы очистки и обезвреживания сточных вод: механические, физико-химические, химические и биологические.

Механические методы – отстаивание и фильтрование – применяют для удаления нерастворимых взвешенных частиц, для удаления тонкодисперсных и коллоидных примесей отстаивание проводят совместно с коагуляцией. Для ускорения коагуляции используют специальные вещества – флокулянты, которые способствуют укрупнению частиц, загрязняющих воду, ускоряя их осаждение. Отстаивание сточной воды осуществляют в отстойниках различного типа: радиальных, или прямоугольного сечения.

Физико-химические методы включают адсорбцию, флотацию, термические методы.

Адсорбционная очистка применяется для выделения молекулярно растворённых ценных примесей и очистки многокомпонентных систем. В качестве адсорбента чаще других веществ применяют активированный уголь типа КАД.

Флотационная очистка состоит из двух основных стадий: упаривания сточных вод в выпарных аппаратах; сжигания концентрированных сточных вод в топках с распылительными форсунками или в кипящем слое инертного материала. В результате сжигания образуются нетоксичные газообразные и твердые вещества.

Химические методы очистки применяют для связывания агрессивных и вредных компонентов сточных вод при  добавлении соответствующих реагентов.

Биологическая или биохимическая очистка – это аэробное разложение органических примесей сточной воды при помощи микроорганизмов, например бактерий и низших организмов, содержащихся в активном иле. Органические примеси в результате жизнедеятельности микроорганизмов превращаются в углекислый газ,  нитраты, воду окислы.

Дезинфекция очищенной воды. Очищенную воду перед сбросом в природный водоём дезинфицируют, так как биологическая очистка сточных вод не даёт полного уничтожения болезнетворных бактерий. Дезинфекцию проводят хлором, обеззараживающее действие которого состоит в окислении веществ, входящих в состав протоплазмы клеток бактерий, в результате чего последние гибнут.

Сточные воды с высоким содержанием органических веществ в количестве 9 м³/ч (стоки из ванны обработки фильер в полигликоле, стоки из химической лаборатории) собирают в другом отстойнике и насосом передаются на установку сжигания сточных вод.

Условно-чистые стоки (из кондиционеров) сбрасываются в ливневую канализацию.

Контроль за состоянием сточных вод осуществляется лабораторией промышленной санитарии.

 

 

 

 

 

3  Контроль производства

 

Контроль производства состоит из технологического и аналитического контроля. Основной задачей технологического контроля является выдерживание параметров производственных процессов; рецептур; последовательности операций; правильности отбора проб на анализ и частоты их отбора для проведения аналитического контроля качества продукции, поступающей на предприятие; полупродуктов передаваемых из цеха в цех и готовых целевых продуктов.

Для каждого контролируемого параметра и свойства продукта устанавливаются пределы допустимых отклонений.

Технологический контроль устанавливается регламентом производства и оформляется в виде таблиц, в которых указываются: наименование стадии, место отбора проб или измерения параметра, контролируемые показатели, частота и способ контроля, нормы технологического режима, методы испытаний и ответственный за контроль.

Большую роль в проведении технологического контроля на современном химическом предприятии играют контрольно-измерительные приборы и системы автоматики.

В точках замеров контролируемых параметров устанавливаются датчики, передающие показания контролируемых величин на регуляторы, которые монтируют на пультах управлений вместе с регистрирующими вторичными приборами. Отсюда соответствующие сигналы воздействия поступают к исполнительным механизмам – регулирующим клапанам, установленным на соответствующих продуктопроводах. Почти все процессы производства полиэфиров имеют системы автоматического контроля, регулирования, сигнализации и управления. Для предотвращения аварийных ситуаций предусмотрены блокирующие устройства, выполняющие включение и отключение подачи продуктов, инертного газа, вентиляционных систем. Надежная работа систем КИПиА и блокирующих устройств является первым условием правильного ведения технологического процесса и предотвращения аварий.