CC BY
13
Общие вопросы промышленной токсикологии. М., 1967, с. 46.—П розоровский В. Б. Фармакол. и токсикол., 1962, № 1, с. 115. — С т а н к е в и ч К. И. Гигиена применения строительных полимерных материалов и принципы их оценки. Автореф. дисс. докт. Киев, 1972.— Тиунов Л. А., Кустов В. В. Ж- Всесоюзн. хим. об-ва им. Менделеева, 1974, т. 19, № 2, с. 164. — Cavagna G., F i n п u 1 i M., V i g I i a n i E. C., Med. d. Lavoro, 1961, v. 52, p. 251. — К a t о (1966) Цит. Л. A. Тиунов, В. В. Кустов (1974).— Kukula Т., Trzeszynski J., Budow. Okretowe, 1972, v. 17, p. 324. — Oet-t e I M., H о f m a n n M., VFDB — Z., 1968, Bd 1—7, S. 235. — Robinson M., Wagner P. E„ Fristrom R. M. et al. Fire Technol., 1972, v. 8, p. 278.
Поступила 7/VIII 1974 r.
Из практики
УДК 614.7+628.511:66.092.89
Канд. техн. наук Г. А. Маркус
ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ КОКСОХИМИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ
Фенольный завод Министерства черной металлургии УССР, Дзержинск, Донецкая область
Феиольный завод представляет собой предприятие, на котором перерабатывают централизованно химические продукты коксования в целях выделения чистых продуктов феноль-ного, нафталинового и пиридинового ряда. Эти продукты широко применяют в различных отраслях народного хозяйства для производства пластмасс, электроизоляционных материалов, пластификаторов, красителей, лекарственных препаратов, душистых веществ, огнестойких турбинных масел, для очистки смазочных масел, производства дезинфицирующих средств и др. Коксохимическое сырье поступает в виде сложных смесей органических соединений (фенольное, нафталиновое, поглотительное масла, нафталин прессованный, сырые легкие пиридиновые основания, сольвентнафта) или водных растворов их солей (феноляты натрия). Переработка этого сырья заключается в выделении отдельных групп соединений, очистке их от примесей и разделении на чистые компоненты или концентрированные фракции. С этой целью используют как химические, так и физические методы.
Технологические схемы переработки сырья сравнительно сложны, что обусловлено следующими факторами: сложностью химического состава сырья, содержащего много десятков соединений; близостью физических и химических свойств отдельных компонентов; ограниченной эффективностью современной аппаратуры. Сырье перерабатывают с помощью процессов нейтрализации, сульфирования, калиплавления, полимеризации, конденсации, экстракции, десорбции, дистилляции и ректификации. Переработка фенолыюго сырья включает следующие производственные фазы: экстракцию фенолов щелочью с получением водных растворов фенолятов натрия, очистку фенолятов от нефенольных примесей экстракцией их маслом и десорбцией паром, разложение фенолятов углекислым газом с получением сырых фенолов и растворов соды, доразложение сырых фенолов углекислым газом, экстракцию карбонатных солей из сырых фенолов водным конденсатом, обезвоживание и дистилляцию сырых фенолов, ректификацию дистиллированных и обезвоженных фенолов, экстракцию фенолов из растворов соды, каустификацию соды, упаривание раствора щелочи. Благодаря разложению фенолятов углекислым газом, а не другой кислотой, представляется возможность регенерации едкого натра, используемого для экстракции фенолов и возврата его в производственный цикл по круговому процессу. Сырые легкие пиридиновые основания перерабатывают по схеме, которая предусматривает связывание фенолов щелочью, первичную ректификацию смеси с получением гидратов пиридиновых оснований, широкой фракции и первичных остатков, обезвоживание гидратов концентрированной щелочью, трехступенчатую ректификацию обезвоженных оснований и широкой фракции с получением пиридиновых продуктов и вторичного остатка, регенерацию отработанной щелочи. Переработка нафталинового сырья включает ректификацию нафталинсодержащих масел с получением концентрированной фракции, кристаллизацию и прессование нафталиновой фракции для получения прессованного нафталина, химическую очистку прессованного нафталина промывкой серной кислотой и формальдегидом, ректификацию мытого нафталина с получением очищенного нафталина и кубовых остатков. Помимо указанных производств, на заводе получают также л ибо л, креолин, карболку, индол, аценафтен и другие продукты.
В процессе переработки сырья, помимо товарных продуктов, образуются и отходы производства в виде жидких, твердых и газообразных продуктов, которые, как правило.
выбрасываются в водоемы, отвалы или атмосферу, загрязняя окружающую среду. Следует отметить высокую токсичность и вредность перерабатываемых продуктов, таких, как фенолы, пиридиновые и хинолиновые основания, производные бензола, нафталин и его производные, аммиак, формальдегид и др. Поэтому меры по защите окружающей среды в условиях завода приобретают особое значение. Защитой окружающей среды на предприятии занимаются постоянно, что позволило достичь определенных успехов в снижении количества жидких стоков, твердых отходов и вредных выбросов в атмосферу. Вместе с тем улучшены технико-экономические показатели производства, а также условия труда обслуживающего персонала. Основные направления работы, связанной с защитой окружающей среды, следующие: разработка и внедрение новых технологических схем, обеспечивающих ведение процессов без образования стоков или выбросов; перевод периодических процессов на непрерывные в целях обеспечения условий для максимальной автоматизации работы агрегатов, снижения количества отходов и улучшения условий труда; разработка и освоение эффективной аппаратуры для улавливания вредных выбросов в атмосферу на участках, где-эти выбросы неизбежны; исследование состава и разработка способов квалифицированного использования отходов производства.
Приведем несколько примеров. Очистка растворов фенолятов от летучих примесей — азотистых оснований и нейтральных углеводородов — производилась путем десорбции их острым паром под атмосферным давлением. При этом получали отработанный конденсат, загрязненный фенолами, азотистыми основаниями и нейтральными углеводородами, который сбрасывали в испарительные бассейны. В результате исследований разработана и внедрена схема очистки фенолятов десорбцией примесей под вакуумом с применением глухого пара. При этом отработанный конденсат возвращается в производственный цикл для разбавления фенолятов. Для того чтобы исключить накопление азотистых оснований в циркулирующем конденсате, схема дополнена процессом их частичной экстракции из фенолятов обеспиридиненным маслом с регенерацией его промывкой раствором серной кислоты. Новая схема позволила ликвидировать получение фенольных сточных вод в количестве более 35 тыс. т в год и одновременно значительно улучшить качество фенольных продуктов.
Сырые фенолы после разложения углекислым газом содержат 1,5—2% карбонатных солей, которые нейтрализовались серной кислотой с получением при этом загрязненного фенолами раствора сульфата натрия — отхода производства, сбрасываемого в нспаритель-ные бассейны. Разработан новый процесс экстракции карбонатных солей водным конденсатом с возвратом их в производственный цикл, благодаря чему удалось ликвидировать свыше 6 тыс. т фенольных сточных вод в год. При этом в качестве экстрагента используют конденсат, получаемый при обезвоживании сырых фенолов.
Внедрение описанных процессов и ряд других мероприятий (использование конденсата от распарки цистерн, фенольных стоков производства дезинфицирующих средств) позволили замкнуть в производственный цикл все фенольные стоки. Переработка фенольного сырья осуществляется без сбросов фенольных вод. Кроме того, это производство использует часть сточных вод пиридинового и нафталинового цехов. В настоящее время при часовом обороте воды и водных растворов ~ 950 м3 количество фенольных сточных вод составляет около 2 м3/ч. После осуществления мероприятий по очистке и использованию раствора сульфата аммония, солевого раствора от производства присадки и сточных вод вспомогательных служб в ближайшее время станет возможным ликвидация всех сточных вод.
Не менее важным является использование твердых и жидких отходов производства, которые ранее выбрасывались в отвалы или сжигались в качестве топлива. Отходы производства получают в виде кубовых остатков ректификации фенолов, масел, пиридиновых оснований, нафталина, поглотительного масла, в виде легких и тяжелых фракций, а также смолистых осадков, загрязняющих аппаратуру и емкости. В результате глубоких исследований химического состава и свойств отходов определены пути их использования. Разработана технология получения присадки для сжигания сернистых мазутов, использование которой улучшает условия эксплуатации котельных установок на электростанциях. В настоящее время налажено крупное производство этой присадки, что обеспечивает квалифицированное использование кубовых остатков от ректификации фенолов, пиридиновых и хинолиновых оснований, аценафтеновой фракции, а также тяжелой и легкой фракций, получаемых при ректификации масел.
Совместно с Харьковским автодорожным институтом на базе кубовых остатков от ректификации масел и нафталина налажено производство углеводородной и углеводород-рмальдегидной смол, используемых в качестве связующего в дорожном строительстве, воен процесс растворения смолистых осадков, загрязняющих аппаратуру и емкости, в кубовых остатках ректификации фенолов с использованием их в производстве дезинфицирующих средств. Одновременно ликвидированы ручная чистка емкостей и аппаратуры, вывоз осадков в отвалы и загрязнение при этом атмосферы- На базе отходов производства завод получает 7 новых продуктов, находящих квалифицированное применение в народном хозяйстве, что позволило решить вопрос об использовании всех отходов органического характера в количестве более 20 тыс. т в год.
Аппаратура, на которой перерабатывают коксохимическое сырье, непосредственно или косвенно связана с атмосферой. Ввиду того что перерабатываемые продукты, как правило, находятся в нагретом состоянии и, следовательно, при повышенной упругости паров, часть паров поступает в атмосферу, загрязняя ее. Пары, отсасываемые вакуум-системами на вакуумных установках, выбрасывались в атмосферу; туда же поступал отработанный, газ после разложения фенолятов, загрязненный фенолами. Чтобы предотвратить загряз-
нение атмосферы, на заводе разработали и освоили локальные и централизованные системы улавливания вредных выбросов. Так, совместно с кафедрой техники безопасности Донецкого политехнического института изучен процесс улавливания фенолов и сероводорода из выбросов после вакуум-машин раствором щелочи на аппарате струйного типа. По результатам исследований разработаны технологическая схема и эффективная аппаратура, эксплуатация которой в течение 2 лет показала надежность ее работы при степени улавливания 95—96% .С той же кафедрой изучен состав отработанного газа после разложения фенолятов и процесс улавливания фенолов раствором щелочи в присутствии СО.; пущена в эксплуатацию промышленная установка, на которой достигнута степень улавливания фенолов, составляющая 90—95%. Освоена схема централизованного улавливания фенолов из выбросов в атмосферу из хранилищ чистых фенольных продуктов; в качестве экстрагента используется раствор щелочных фенолятов. На участке переработки пиридиновых оснований действует установка по улавливанию раствором их кислоты и аммиака, отсасываемых вакуум-машинами, а также 2 установки по улавливанию поглотительным маслом пиридиновых оснований из выбросов через воздушники емкостей. На установке для производства присадки работает локальная система улавливания хлористого водорода и фенолов раствором щелочи.
Осуществленные мероприятия позволили снизить количество вредных выбросов в атмосферу в несколько раз.
Проведение комплексных работ по защите окружающей среды на заводе стало возможным благодаря прочной научно-исследовательской базе при центральной заводской лаборатории и тесной связи с научно-исследовательскими институтами, кафедрами вузов и втузов. Усовершенствование технологических схем является основным средством защиты окружающей среды. Поэтому глубокое изучение основных закономерностей технологических процессов, достижений науки и техники смежных отраслей помогает решить принципиальные вопросы внедрения передовой технологии, исключающей загрязнение окружающей среды.
В таком направлении решаются сейчас вопросы испытания и освоения новой схемы очистки нафталина с использованием в качестве катализатора сульфокислот нафталина вместо серной кислоты, исключающей образование отработанных кислот; освоения технологии получения ректифицированного нафталина без фазы прессования нафталиновой фракции — наиболее загазованного участка производства; модернизации оборудования для переработки пиридиновых оснований с использованием санитарного вакуума и др.
Поступила 5/Х1 1974 г.
УДК 628.315.1
Канд. биол. наук Л. А. Сергунина, канд. техн. наук Э. С. Разумовский, С. Н. Бедимогов, кандидаты мед. наук А. М. Сологуб и К■ П. Ершова
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ УСТАНОВОК ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
для очистки сточных вод
Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства, Москва, Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина, Москва
Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки волы Академии коммунального хозяйства им. К- Д- Памфилова совместно с рядом организаций— проектно-конструкторским бюро этой академии, институтом «Гипрокоммунводоканал», спецуправлением «Росводоканалналадка» и др. — при санитарной оценке Институтом общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина разработал установки заводского изготовления для очистки сточных вод в количестве от 12 до 700 м3/сут. Установки производительностью до 200 м3/сут созданы на основе применения метода полного окисления, особенностью которого является очистка сточных вод в аэротенках с весьма низкими нагрузками органических загрязнений (до 100 мг БПК5 на 1 г активного ила в сутки). За счет этого сокращается прирост активного ила до минимальных пределов, что позволяет удалять избыточный активный ил крайне редко (1 раз в 1—4 мес), а удаляемый ил достаточно минерализован и хорошо отдает воду при подсушке на иловых площадях, не издавая неприятных запахов. С целью упрощения эксплуатации исключается первичное отстаивание сточных вод. Таким образом, технологическая схема установок, сконструированных по указанному методу, сводится к задержанию крупных отбросов на решетке или решетке-дробилке, аэрации с активным илом и отстаиванию для задержания активного ила.
Установки производительностью 200—700 м'/сут работают по методу аэрации с аэробной стабилизацией активного ила. В этом случае сточные воды очищаются в аэротенке с обычными для городских сооружений нагрузками, но без первичного отстаивания, а непрерывно прирастающий активный ил (избыточный) удаляется в аэробные стабилизаторы, где подвергается обработке1.
1 Гигиена [и санитария, 1970, № 2, с. |22.
