CC BY
846
CHEMICAL SCIENCES / «ШУУШШУМ-ШУШаУ» 2022
CHEMICAL SCIENCES
УДК 614.84
Словтський В. К.,
кандидат технгчних наук,
Черкаський науково-досл1дний експертно-кримталгстичний центр МВС Украши
€ла&н Г.1., кандидат хгмгчних наук Нуянзт О.М., кандидат технгчних наук, Алексеев А.Г., кандидат хгмгчних наук, Загка П.1., кандидат технгчних наук Малщька Т.О. студентка
Черкаський тститут пожежно'1' безпеки 1мет Геро'1'в Чорнобиля Нацгонального унгверситету цившьного захисту Украши DOI: 10.24412/2520-6990-2022-4127-46-52 ДОСЛ1ДЖЕННЯ ЙМОВ1РНОСТ1 ВИНИКНЕННЯ ТЕХНОГЕННО1 КАТАСТРОФИ НА СТАД11 ПОЛ1МЕРИЗАЦ11 У ВИРОБНИЦТВ1 ПОЛ1СТИРОЛУ ТА КОПОЛ 1МЕР1В СТИРОЛУ
Slovinsky V. K.,,
candidate of technical sciences,
Cherkasy Scientific and Advanced Expert and Forensic Center of the Ministry of Foreign Affairs of Ukraine
Yelagin G.I.,, candidate of chemical sciences Nuyanzin O.M.,, candidate of technical sciences,
Aleksiev A.G.,,
candidate of chemical sciences, Zai'ka P.I.,, candidate of technical sciences
Malitska T.O.
student
Cherkasy Institute of Fire Safety named after the Heroes of Chornobil National University of Civilian Defense of Ukraine
STUDY OF THE PROBABILITY OF TECHNOGENIC DISASTER AT THE STAGE OF POLYMERIZATION IN THE PRODUCTION OF POLYSTYRENE AND STYRENE COPOLYMERS
Анотащя.
Одними з найбшьш поширених полгмерних сполук е полгстирол та кополгмери стиролу з iншими мономерами. При виготовленнi полктиролу, здатного сптюватися, в реактори вводять пороутворювачi, органiчнi рiдини з низькою температурою китння. Так як процеси полiмеризацii i кополiмеризацii прохо-дять з видшенням теплоти, температурний режим тдтримують шляхом подачi холодноi води в «сорочку» реактора. У випадку ж перебо'1'в з подачею цei води виникае небезпека перегрiву реакцiйноi сумiшi i пiдвищення вреакторi тиску. Цей тиск може перевищити той, на який реакторрозрахований. Це означае вибух з викидом велико'1' кiлькостi шюдливих органiчних речовин i з 1'х загорянням. Визначення умов, при яких ця катастрофа може статися, мае важливе практичне значення.
В датй роботi експериментально визначено тепловi ефекти при реалгзацИ трьох найбшьш типових режимiв проведення полiмеризацii на виробництвах колишнього Радянського Союзу. На основi отриманих експериментальних даних розраховано максимально можливi температури i тиски в реакторах полiме-ризаци. Проведено порiвняння цих значень з тиском, на який ц реактори розраховат.
Вперше показано, що можливе пiдвищення тиску у реакторi отримання суспензтного полiстиролу, здатного стнюватися, об 'емом 100 м3 в 7-8 разiв перевищуе той тиск, при якому реактор випробуеться, i навiть бшьш, нiж вдвiчi - той, на який реактор розрахований з урахуванням коефщенту безпеки.
Abstract.
One of the most common polymeric compounds is polystyrene and styrene copolymers with other monomers. In the manufacture of expanded polystyrene, reactors and organic liquids with a low boiling point are introduced into the reactors. Since the polymerization and copolymerization processes take place with the release of heat, the reactors are cooled by supplying cold water to the "jacket" of the reactor. In case of interruptions with the supply
«етушшшм-шишау» #щтш, жш / chemical sciences
47
of this water there is a danger of overheating the reaction mixture and increase the pressure in the reactor. This pressure may exceed that for which the reactor is designed. This means an explosion with the release of large amounts of harmful organic substances and their ignition. Determining the conditions under which this catastrophe can occur is of great practical importance.
In this paper, the thermal effects of real processes of the three most typical modes of polymerization in the production of the former Soviet Union are experimentally determined. Based on the obtained experimental data, the maximum possible temperatures and pressures in the polymerization reactors were calculated. A comparison of these values with the pressure at which these reactors are designed.
For the first time, it has been shown that the possible increase in the pressure in the reactor of 100 m3 expanded polystyrene is 7-8 times higher than the pressure at which the reactor is tested, and even more than twice the pressure for which the reactor is designed taking into account the safety factor.
Ключовi слова: стирол, дивиншбензол, пол1меризац1я, кополгмеризацгя, теплота полгмеризацИ] тиск насиченого пару.
Keywords: styrene, divinylbenzene, polymerization, copolymerization, heat of polymerization, saturated vapor pressure.
Техногенш авари та катастрофи на хiмiчних пгдприемствах найчастше пояснюються порушен-ням технолопчного режиму. При розслГдуванш та-ко! авари важливо визначити, яке саме порушення було 11 причиною.
Одними з найпотужнших з виробництв усГх видш пластичних мас е виробництва полктиролу i кополiмерiв стиролу. Основний процес такого виробництва - полiмеризацiя стиролу, або його копо-лiмеризацiя з шшими мономерами. Процес проводиться в реакторах великого об'ему при температурах, бшьших за 70-80 0С, а в деяких випадках навпъ бшьших за 100 0С (пГд тиском). Так як реакцiя поль меризаци екзотермiчна, виникае небезпека спонтанного розиршу вмюту реактора. А, так як при ви-робнищш деяких видш продукци застосовуеться полГмеризацГя у присутносп легколетючого та лег-коспалахуючого розчинника, - i небезпека значного пгдвищення тиску. При недотриманш потрiбних за-ходш техшки безпеки такий тиск здатен спричи-нити руйнування реактора з вибухом i викидом велико! маси шкГдливих для оточуючого середовища речовин. До того ж, тсля викиду таш речовини зда-тнi до загоряння i повторних потужних вибухiв, те-пер вже за рахунок створення небезпечно! сумiшi !х з повпрям.
Мета досл^ження
Завдання дано! роботи полягало у виявленнi можливостi перевищення тиску в реакторi полГме-ризаци над тим, на який даний реактор розрахова-ний. Результати дослгдження дозволять пгдвищити рiвень знань про можливу небезпеку при виробни-щга таких великотоннажних продуктiв як полюти-рол i кополiмери стиролу рiзних типiв. Досль дження проводились на прикладi процесiв в реакторах полшеризащ! при отриманнi полiмерiв i кополiмерiв стиролу на типових щдприемствах ко-лишнього Радянського Союзу: комбшал ВО «Стирола» м. Горлгвка, комбiнатi ВО «Азот» м. Черкаси i на Шевченкiвському (Казахстан) хшкомбшат! Анал1з останнгх до^джень Продуктивнiсть виробництва зростае iз збшь-шенням об'ему реактора полшеризаци. Але тут на завадi стае тепловий ефект реакци полiмеризацi!. пСН2=СН(СбН5) ^ [СН2-СН(СбН5)]п стирол полютирол
Найбiльша кiлькiсть тепла кополшеризаци ви-дiляеться на стади гелеутворення. Пгдвищенню продуктивностi реактора (зменшенню кшькосп водно! фази або збшьшенню об'ему реактора) заважае саме неможливкть вчасно зняти тепло полГмериза-ци або кополiмеризацi! пГд час гелеутворення [1,2]. Останне проходить всерединi крапель мономерно! сумiшi як автокаталiтична реакцгя. Порушення тех-нологiчного режиму (перегрiв сумiшi в цей перiод) i при виробництвi гелевого i при виробництвГ су-спензшного полiмеру приводить до виникнення не-однорГдностей структури полiмеру, тобто до браку. [3]. При синтезГ пористих кополiмерiв i полiмерiв, що здатнi спшюватися [4,5], додаеться небезпека перегрiву реакцшно! сумiшi вище температури ки-пшня пороутворювача - легкокиплячо! рiдини. В якосп останньо! звичайно використовують бензини рiзних марок, або навiть таку легкозаймисту рiдину як гексан, яка додаеться в сумш у кшькосп до 100% вгд кiлькостi «масляно!» фази [6-8].
Саме одержання полктиролу, що спiнюеться, в екологiчному вгдношенш е найшкiдливiшим i найнебезпечнiшим. Мало того, що вГдходами таких процесГв е маточнi воднi розчини i сумiшi шкгдли-вих речовин, якг необхгдно якось утилiзувати або знезаражувати. При невдалому проведеннi процесу вш може вийти з-пiд контролю, а неконтрольоване видiлення тепла привести до щдвищення тиску, який перевищить той, на який розрахований реактор. Останне означатиме техногенну аварiю з роз-мiрами, значними не тшьки для даного шдприемс-тва, а i для всього регiону.
Отже, з точки зору безпеки проведення процесу найважлившими характеристиками е його тепловий ефект i максимальна температура, до яко! може натргтися сумш всередиш реактора. При про-веденнi процесу в присутносл легколетючого розчинника на першш план виходить тиск насичено! пари такого розчинника.
Експериментально тепловий ефект реакци Г кг-нетику видшення тепла найзручшше визначати за допомогою приладу з киплячою ргдиною, описа-ного ще у монографГях [9, 10]. В такому приладГ ре-акцГя, що вивчаеться, проводиться в реакторГ, в сорочку якого заливаеться ргдина з визначеною температурою кипшня Г визначеною теплотою
CHEMICAL SCIENCES / «ШУШМУМ-ШУТМак» #41127), 2022
48
випаровування. Родина, що випаровуеться з сорочки, збираеться в окрем1 попередньо зважен емно-сл. Контролюючи кшьшсть рщини, що з1брана в цих емностях за певний час, можна вщобразити ю-нетику процесу тепловид1лення. Загальна ж кшь-шсть тако! рщини вщображае загальну кшьшсть тепла, що видляеться при проведенн реакцп, з кшь-костями речовин, як1 знаходяться у реактор!
Менш наглядним, але теж часто застосовува-ним методом вивчення кшетики тепловид1лення при реал1заци процесш полшеризаци 1 кополшеризаци, е метод оцшки И за кшетикою зменшення в систем1 вмкту подвшних зв'язк1в. Останнш досить просто визначаеться броматометричним способом. Цей метод власне можна вщнести бшьше до розра-хункового, оск1льки теплота розкриття кожного по-двшного зв'язку вважаеться вщомою.
Тиск насичено! пари рщин експериментально вивчають на установщ, де рвдину нагр1вають при певнш температур! в умовах, коли пар, що утвори-вся, конденсуеться над И поверхнею 1 не мае змоги вшьно поширюватися [11,12]. Але для бшьшосп р1-дин цей тиск при р1зних температурах вщомий 1 наводиться в таблицях 1 номограмах. Наприклад, у найб1льш поширенш номограм1 [13] посередин проведено шкалу тиску, злша 1 справа вщ яко! проведено шкалу температур.
В данш робот1 визначення теплоти полшеризаци стиролу 1 кополшеризаци його з дивиншбен-золом а також можливого шдвищення тиску проводились в умовах, яш моделювали умови на щдпри-емствах колишнього Радянського Союзу: на комбшап ВО «Стирол» м. Горл1вка, на комбшап ВО «Азот» м. Черкаси 1 на Шевченкшському (Казахстан) х1мкомбшал.
Саме на хш1чному комбшап в м. Шевченко у 90-1 роки минулого столптя з огляду на високу еко-ном1чнють ввели в дш реактор одержання полюти-ролу, здатного спшюватися, об'емом 100 м3. Такий об'ем дозволяв проводити суспензшну полшериза-цш при спшвщношенш водна фаза: фаза мономе-рна = 1:1. Соб1вартють отриманого полктиролу була значно нижчою, н1ж на шших пщприемствах. Але на другий р1к його експлуатаци пвд час одше! з нештатних ситуацш припинилася подача охоло-джувально! води в «сорочку» реактора. Перегрш реакцшно! сум1ш1 прив1в до викиду частини водного маточного розчину з реактора 1 до утворення всередиш реактора так званого «козла», тобто су-цшьного комка полшеру масою в декшька десятюв тон. На щастя, в данш операци стояло завдання отримання гранул «гелевого» продукту, а не продукту, здатного спшюватися. Тому в реактор не заливали шякого горючого розчинника. Але авар1я привела до виходу реактора з ладу на декшька дшв 1 до значних збитюв. Полктирол, здатний спшюватися, отримуеться також на Горлшському виробничому об'еднанн1 [8]. Хоча тут, зважаючи на менший об'ем реакторш, сп1вввдношення вода:мономер зб1-льшуеться на користь води, тобто проектна проду-ктившсть реактора в даному випадку менша.
На ВО «Азот» м. Черкаси при виробнищга ма-триць юнообмшних смол кополшеризацш в прису-тносп легколетючого розчинника отримують мак-ропористий кополшер стиролу з дивин1лбензолом [6].
Проведення до^джень
В дослвдах використовувалися очищений стирол (Ст) [14] 1 реальний техн1чний дивин1лбензол (ДВБ), який вироблявся та застосовувався на Чер-каському ПО «Азот». При дослвдженш кшетики те-пловид1лення суспензшно! полшеризаци викорис-товувався модиф1кований прилад з киплячою родиною, описаний у монографи [9,10]. В якост1 робочо! рщини використовувався бензол. Паралельно, проводили дослвдження дилатометричним методом [15] 1 броматометричним визначенням залишкових вин1льних груп [16]. Дослвдження кшетики цих процейв показали, що саме стад1я гелеутворення е найбшьш швидкою 1 небезпечною з точки зору мо-жливосп перегр1ву.
1нтегральна теплота полшеризаци Ст стано-вить 69,9 кДж/моль [17]. Як знайдено, найб1льша частка ще! теплоти (58,0 кДж/моль) видшяеться на стади гелеутворення. Причому ця стад1я проходить з найбшьшою швидшстю.
Молярна маса Ст (С8^) 104 г/моль. Отже, те-пловид1лення на стади гелеутворення складае 58,0 х 1000:104 = 557,7 кДж/кг.
При вивченн кополшеризаци Ст з ДВБ, у ввд-поввдносп з реальним технолопчним регламентом, сумш мономер1в готувалася 1з розрахунку на 8 % реального агенту (ДВБ), який використовуеться для зшивки [1,5,18] Теплота кополшеризаци на стади гелеутворення тут становить 67,0 кДж/моль. Моля-рну масу мономеру в даному випадку треба розгля-дати як середню з молярно! маси 92% стиролу 1 8% дивиншбензолу. Молярна маса ДВБ (С10Н10) 130 г/моль.
Отже, середня молярна маса М = 0,92x104 + 0,08x130 = 106,1 г/моль. Тепловидшення при геле-утворенш 67,0x1000:106,1 = 631,6 кДж/кг.
Результати до^джень
На основ1 отриманих значень тепловид1лення розраховано максимально можлив1 температури в реакторах при аваршному припиненн1 подач1 охо-лодження в сорочку реактора 1 максимально мож-ливий тиск пар1в в под1бному випадку.
Тепловм1ст системи ! 11 температура, як в1домо, пов'язаш сп1вв1дношенням Q = тсрТ, тобто Т = Q/mcр
Q - тепловмкт системи, кДж;
m - маса сум1ш1, кг;
ср - теплоемтсть сум1ш1, кДж/кг-град;
Т - температура, К.
Теплоемнкть сум1ш1 - величина адитивна 1 ро-зраховуеться по теплоемностях компонент1в.
Технолог1я, що реал1зована на Шевченювсь-кому х1мкомбшат1 (Ш).
Сум1ш в реактор! складаеться з 45 масових ча-сток стиролу, 40 - води, 2,7 - пентану 1 незначно! кшькосп (не бшьше 0,3 в сум1) шших компонент:
«етушшшм-шишау» #ттш, 2022 / chemical sciences
49
пероксиду бензолу, пероксиду кумшу, калiй персульфату, кальцш трифосфату. Отже в одному кг су-Mimi мiститься:
45 : (45+40+2,7) = 0,51 кг стиролу;
40 : (45+40+2,7) = 0,46 кг води;
2,7 : (45+40+2,7) = 0,03 кг пентану;
Теплоемнсть стиролу складае 1,9 кДж/кг-град
[19];
Теплоемшсть води - 1,0 кДж/кг-град [19];
Теплоемшсть пентану - 2,3 кДж/кг-град [19].
Середня теплоемнкть сумiшi в реактора
ср = 0,51x1,9 + 0,46x1 + 0,03x2,3 = 1,50 кДж/кг-град.
Загальний тепловмiст сумiшi складаеться з те-пловмiсту, який система мае тсля штучного пщ-гршу до початку гелеутворення, тобто до 90 0С (до 363 Т) i тепловмiсту, який вона отримуе в резуль-татi видiлення тепла полшеризаци.
В результатi штучного пщцршу до темпера-тури, при якш проходить гелеутворення, теплов-мiст 1 кг сумiшi досягае
Таблиця-1
Розрахунок можливого пiдвищення температури__
Техно-логiя Склад 1 кг су-мшг кг Тепло -емнкть сумш^ кДж/кг-град Тепловмкт, кДж/кг Макси-ма-льна температура,^
За рахунок штучного нагрiву За рахунок тепловидшення Загальний
1 2 3 4 5 6 7
Ш Стирол, 0,51 Вода, 0,47 Пентан, 0,03 1,50 524,5 309,8 834,3 283,3
Г Стирол, 0,47 Вода, 0,51 1зопентан,0,03 1,46 515,4 265,6 781,0 261,9
Ч Стирол,0,15 Вода, 0,73 ДВБ, 0,01 Гексан, 0,11 1,28 451,8 104,3 556,1 161,5
Qm = тсрТ = 1x1,5x363 = 524,5 кДж. Тепловидшення в процесi складае 557,7 кДж на 1 кг мономеру (на 1 кг стиролу). 1 кг стиролу мь ститься в 1 : 0,55 = 1,8 кг сумш! Отже, тепловидь лення складатиме
quhj, = 557,7 : 1,8 = 309,8 кДж на 1 кг сумш! Загальне тепловидшення дорiвнюе Q = 524,5 + 309,8 = 834,3 кДж на 1 кг сумш При вщсутносп охолодження температура в реактор^ таким чином може щдвищитися до 834,4 : 1,5 = 556,3 К, або 283,3 0С.
Аналопчш розрахунки проведено для умов те-хнологш, що реалiзуються на Горлшському ВО «Стирол» (Г), де використовуеться iзопентан з теп-лоемнстю 2,3 кДж/кг-град [19] i на Черкаському ВО «Азот» (Ч), де використовуються ДВБ з тепло-емнстю 2,1 кДж/кг-град [19] та гексан з теплоемш-стю 2,2 кДж/кг-град [19]. Отримаш результати наведено у таблиц 1.
Тиск, який при знайдених в кожному випадку температурах створюе сумш рГдин в реакторах, знаходили за висновком з ршняння Клаузiуса-Кла-пейрона [13]:
lg PX = lg P2
DHвип ( 1 _ 1 ) 2,3 • R T T2 J '
де: R - газова стала; Т - температура; Р - тиск;
ДНвип - теплота випаровування, величина для кожно! ргдини таблична. За Т2 брали температуру,
Значення термодинамiчних моказиикт речовин
при якш тиск насичено! пари ргдини (Р2) дорГвнюе 760 мм рт. ст., тобто Т2 - це температура кишння ргдини.
Стирол, ДВБ, пентан, гексан та Гзопентан з водою не змшуються, тому тиск сумшГ рГдин при ко-жнГй температурГ дорГвнюе сумГ тиску парГв води при данГй температурГ та тиску сумшГ компонентГв оргашчно! фази. До тиску ж парш органГчно! фази кожна речовина дае частку, яка залежить вГд и тиску Г вГд мольно! и частки в органГчнш фаз!
В таблиц 2 наведено значення термодинашч-них показникГв рГдин, з яких складаються сумшГ в реакторах обраних виробництв.
Таблиця-2
Речовина ДНвип, Ккал/моль Ткип (Т2), К
1 2 3
Стирол 8,910 418,0
Вода 10,767 373,0
Пентан 6,165 309,0
1зопентан 5,900 300,8
Дивиншбензол 10,000 472,5
Гексан 6,900 346,7
50
CHEMICAL SCIENCES / «ШУУШШУМ-ШУШаУ» 2022
В таблиц 3 наведено розраховаш числов1 зна- старих одиницях вишру, то 1 значения ун1версаль-чення для формули Клауз1уса-Клапейрона 1 тиски, но! газово! стало! обрано в кал/моль-К, тобто R = яких кожна р!дина могла б досягти при максималь- 1,9872 кал/моль-К. них температурах у цих реакторах. Так як значения теплоти випаровування в довщниках наведене у
Таблиця 3
Розрахунок тиску насиченоТ пари для кожноТ речовини при максимально можливiй для щеТ речо-
вини TeMnepaTypi в peaKTopi
П!дприемство Речовина 1/T1X10-3 1/T2x10-3 (1/T1 - 1/T2)x10-3 Lg P1 Pl,MM рт. ст.
1 2 3 4 5 6 7
Стирол 2,39 0,59 4,0311 10720
Ш Вода 1,80 2,69 0,88 4,9541 89970
Пентан 3,24 1,44 4,8234 66590
Стирол 2,39 0,52 3,8946 7845
Г Вода 1,87 2,69 0,82 4,8127 64970
1зопентан 3,32 1,45 4,7528 56590
Стирол 2,39 0,09 3,0562 1139
Ч Дивин!лбензол 2,30 2,12 -0,18 2,4869 306,8
Вода 2,69 0,39 3,7996 6301
Гексан 2,88 0,58 3,7565 5709
В таблицях 4-6 наведен! результати розрахунку тиску насичених napiß сум!шей р!дин, якi застосовуються по кожн!й з технолог!й.
Таблиця 4
Тиск сумiшi марш в реакторах за технолопею, що реалiзована _на Шевченшвському хiмкомбiнатi (Ш)_
Знайдене значення Вода Оргашчна фаза
Стирол Пентан
Тиск насичено! пари чисто! речовини,мм рт ст. 89970 10720 66590
Масова частка 45 2,7
Молярна маса 104 72
Умовна кшьшсть мол!в 0,433 0,038
Умовна сума мол!в 0,471
Мольна частка 0,92 0,08
Тиск насичено! пари в сум!ш!, мм рт ст. 89970 10720x0,92= 9863 66590x0,08= 5327
Таблиця 5
Тиск сумiшi март в реакторах за технолопею, що реатзована на Горлiвському ВО «Стирол» (Г)
Знайдене значення Вода Оргашчна фаза
Стирол 1зопентан
Тиск насичено! пари чисто! речовини, мм рт ст. 64970 7845 56590
Масова частка 47 3
Молярна маса 104 72
Умовна кшьшсть мол!в 0,452 0,041
Умовна сума мол!в 0,493
Мольна частка 0,92 0,08
Тиск насичено! пари в сум!ш!, мм рт ст. 64970 7845x0,92 =7217 6590x0,08= 4527
Таблиця 6
Тиск сумiшi март в реакторах за технолопею, що реатзована на Черкаському ВО «Азо т» (Ч)
Знайдене значення Вода Оргатчна фаза
Стирол Дивин!лбензо л Гексан
Тиск насичено! пари чисто! речовини,мм рт ст. 6301 1139 306,8 5709
Масова частка 15 1 11
Молярна маса 104 130 86
Умовна кшьшсть мол!в 0,144 0,008 0,128
Умовна сума мол!в 0,280
Мольна частка 0,51 0,03 0,46
Тиск насичено! пари в сум!ш!, мм рт ст. 6301 1139x0,51=581 306,8x0,03 = 9 5709x0,46=2626
«шушмим-шитмау» #4(Ш27)), 2022 / CHEMICAL SCIENCES
51
Обговорення результатiв
Як випливае з таблиць 4-6, максимальний пе-регрiв реакцшно1 сумiшi може викликати тиск су-мiшi насичених парш в реакторi, в якому реалiзу-еться полiмеризацiя за технологiею Шевченшвсь-кого хiмiчного комбшату до Рмакс. = 89970+9863+5327 = 105160 мм рт. ст., або 105160 : 760 = 138 атм.
Максимальний перегрш в реактор^ в якому ре-алiзуеться полiмеризацiя за технолопею Горлiвсь-кого ВО «Стирол», - до Рмакс. = 64970+7217+4527 = 76714 мм рт. ст., або 76714 : 760 = 100 атм.
Максимальний перегрш в реактора в якому ре-алiзуеться полшеризацш за технолопею Черкась-кого ВО «Азот», - до Рмакс. = 6301+581+9+2626 = 9517 мм рт. ст., або 9517 : 760 = 12,5 атм.
Висновки
Проведено експериментальне визначення теп-лоти полшеризаци i кополшеризаци стиролу за рецептурами реальних виробництв трьох типових пщприемств на теренах колишнього Радянського Союзу.
Розраховано можливi температури i тиски в реакторах полшеризаци цих виробництв при аварш-ному припиненнi подачi охолоджуючо! води в сорочку реактора.
В результап дослвдження встановлено, що найбшьш небезпечною е технология, яка реалiзу-еться на хiмiчному комбiнатi в м. Шевченко (Казахстан). В найпршому випадку, при раптовому ввдк-люченнi подачi охолоджувально! води в сорочку реактора i не спрацюванш запобiжного клапану, тиск всередиш реактора тут може пщвищитися майже до 140 атм. Герметичшсть же реактора пере-вiряють при тиску в 16 атм, а розрахований вш, з урахуванням коефщенту безпечностi, на тиск в 16x2,8 = 45 атм. Отже, зби- несприятливих факто-рiв, враховуючи великий об'ем реактора та значну масу хмчних речовин в обиу, може привести до тяжких насладив: вибухового руйнування реактора i отруення оточуючого середовища на великш площi.
Трохи меншу, враховуючи менший об'ем реактора, але теж досить серйозну небезпеку створюе i технолот, реалiзована на ВО «Стирол» у м. Горль вка. Максимальний можливий тиск тут теж переви-щуе той, на який розрахований реактор.
Найменше побоювань, з розглянутих виробництв, викликае ситуацiя на ВО «Азот» м. Черкаси. Тиск у 12,5 атм, якого можуть досягти пари сум1ш всередиш реактора, не здатен зруйнувати апарат, хоча i може призвести до викиду сумiшi назовт.
Список лiтератури
1. Марковская Р. Ф., Янчук А. Н., Яцишин М.Н., Елагин Г.И. Определение теплоты суспензионной сополимеризации стирола с дивинилбензо-лом // Вестник Львовского ун-та, серия химическая, вып.26. Физико-химия полимеров и реакционная способность органических соединений.- Львов: Вища школа, 1985, С.22-26.
2. Гетьманчук Ю.П., Братичак М.М. ХГмГя та технолопя полшерГв. ЛьвГв, Видавництво «Бескид-Бп», 2006, 495с.
3. Елагин Г. И., Савенков В. И., Алексеева Е. С., Ильичев С. Н. Исследование возможности уменьшения скорости тепловыделения при синтезе полимеризационных матриц для ионообменных смол // Тез. докл. II Всесоюзного совещания "Современные аспекты синтеза и пр-ва ионообменных материалов" - Черкассы: - 1986. - С. 3.
4. Марковская Р. Ф., Елагин Г. И., Остапо-вич Б. Б., Ильичев С. Н., Кузнецова Е. П. Изучение сополимеризации стирола с дивинилбензолом при получении макропористых матриц для ионитов // Тез. докл. Всесоюзного совещания "Современные аспекты синтеза и производства ионообменных материалов". - Черкассы: - 1990. - С. 60.
5. Ильичев С. Н., Елагин Г. И., Кузнецова Е. П., Льода Л. М., Марковская Р. Ф., Артю-шин Г. А., Остапович Б. Б. Исследование суспензионной сополимеризации стирола с дивинилбензо-лом в условиях, используемых для синтеза ионитных матриц // Тез. докл. Всесоюзной конференции "Радикальная полимеризация" - Горький -1989. - С. 170.
6. Технолопчний регламент отримання геле-вого та макропористого гранульного кополГмеру стиролу з дивиншбензолом на Черкаському ВО «Азот». м. Черкаси, 2000 р.
7.Технологический регламент получения суспензионного вспенивающегося полистирола на Шевченковском предприятии «Полистирол». г. Шевченко, 1990 г.
8.Технологический регламент получения суспензионного вспенивающегося полистирола на Горловском объединении «Стирол». г. Горловка, 1990 г.
9. Попов М. М. Термометрия и калориметрия. // М: Московский госуниверситет - 1954. - 941 с.
10. Хеммингер В., Хене Г. Калориметрия. Теория и практика, «Химия», 1990 г., 176 с.
11.Мищенко К. П., Равдель А. А., Пономарева А. Н. Практические работы по физической химии// Л.: Химия - 1982. - 399 с.
12. Ровкина М.Н., Ляпкова А.А. Химия и технология полимеров Получение полимеров методами полимеризации. Лабораторный практикум. Изд-во «Лань». 2019 г, 282 с.
13. £лагш Г. I., Тищенко £.О., Алексеев А. Г, Нуянзш В.М., Майборода А.О. ТеорГя виникнення Г розвитку горшня та вибуху. Припинення горшня. -Черкаси: Ч1ПБ, 2020. - 489 с.
14.Торопцева А. М., Белгородская К. В., Бон-даренко В. М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений // Л.: Химия - 1972.-416 с.
15. Гладышев Г. П., Гибов К. М. Полимеризация при глубоких степенях превращения и методы ее исследования // Алма-Ата: Наука - 1968. - 77 с.
16. Баландина В. А., Гурвич Д. Б., Клеще-ева М. С. Анализ полимеризационных пластмасс // М.-Л.: Химия- 1965.-512 с.
СНЕМГСАЬ SCIENCES / «ШУШМУМ-ШУТМак» #41127), 2022
52
17.Осипова Г.В., Беспалова Г.Н. Химия и физика полимеров. Ч.1. Ивановский государственный химико-технологический ун-т - Иваново, 2010. -132 с.
18. Марковская Р. Ф., Алексеева Е. С., Елагин Г. И., Янчук А. Н., Савенков В. И., Ильи-
чев С. Н. Сополимеризация стирола с дивинилбен-золом на начальных стадиях // Пластические массы. - 1984. -С. 5 - 7.
19. Справочник химика, т.1 // Л.-М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы - 1963. - 1013 с.
