Раздел 1. Общая информация об отрасли химической промышленности

Раздел 1. Общая информация об отрасли химической промышленности

Химическая промышленность - отрасль, включающая в себя производство продукции из различных видов сырья путем ее химической переработки.

Химическая промышленность России - одна из базовых отраслей экономики страны. Предприятиями химпрома РФ выпускается более 70 тыс. наименований различной продукции. Основные потребители этих товаров - сельское хозяйство, металлургия, машиностроение, легкая промышленность. Химический комплекс страны сам потребляет более 25 % производимой им продукции.

Производство твердых и других неорганических химических веществ можно разделить на три основные группы.

1. Первая группа - это продукция, производимая из руды или других природных источников. К данной группе относят рассол хлористого натрия, известняк, кальцинированную соду, продукцию на основе титановых и фосфатных руд.

2. Вторая группа объединяет продукцию, производимую из вторичных ресурсов, например, хлорид цинка, получаемый из цинкосодержащего металлолома, фторид алюминия и кремнефторид натрия, производимые из кремнефтористоводородной кислоты, или сульфат натрия, получаемый как отход в некоторых производствах (например, производствах хромсодержащих соединений).

3. К третьей группе относят продукцию, получаемую из разработанных источников, например, кормовые фосфаты, получаемые из фосфорной кислоты, цеолиты, получаемые при производстве силиката натрия и растворов алюмосиликатов, сажа, сопутствующая нефтехимическим производствам, конверсионный мел от производства удобрений азотнокислотным разложением фосфатного сырья и другие.

Твердые неорганические вещества используются в различных отраслях промышленности, так, производство сульфата натрия из природного сырья дает продукт, содержащий от 0,5 до 10 % примесей, что зависит от технологии переработки сложного по составу природного сырья, а также от требований, предъявляемых потребителями продукции, среди которых наиболее качественный продукт использует промышленность моющих средств. На основе сульфата натрия получают сульфид натрия, бисульфат натрия, товары бытовой химии. Сульфат и бисульфат натрия используются при изготовлении чистящих и технических моющих средств. Основные его потребители - предприятия химической, целлюлозно-бумажной и стекольной промышленности.

Отраслевой состав химической промышленности приведен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Отраслевая структура химической промышленности

Одной из значительных и ключевых составляющих химического комплекса РФ является производство водорода, хлора и гидроксида натрия или так называемое хлорщелочное производство, которое позволяет одним из трех электрохимических методов одновременно получать сразу три химических вещества и продукта: водород, хлор и гидроксид натрия (натр едкий, каустическая сода, каустик, натриевая щелочь). На рисунках 1.2-1.5 приведены данные об объемах производства, импорта и экспорта хлора и каустической соды.

Рисунок 1.2 - Производство хлора в России в 2012-2018 годах (по данным Федеральной службы государственной статистики)

Рисунок 1.3 - Экспорт и импорт хлора в 2012-2019 годах (по данным Таможенной статистики внешней торговли Российской Федерации; International Trade Centre Trade map)

Рисунок 1.4 - Производство каустической соды в России в 2012-2018 годах (по данным Федеральной службы государственной статистики)

Рисунок 1.5 - Экспорт и импорт каустической соды в 2012-2019 годах (по данным Таможенной статистики внешней торговли Российской Федерации; International Trade Centre Trade map)

Производство каустической соды и хлора в России осуществляют более 10 компаний, при этом основный объем производства полимера - поливинилхлорида (ПВХ) - с использованием хлора собственного производства приходится только на 3 предприятия. Едкий натр, водород и хлор вырабатываются тремя разными электрохимическими методами. Два из них - электролиз с твердым катодом (диафрагменный и мембранный методы), третий - электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод). В мировой производственной практике и в Российской Федерации реализованы все три метода получения хлора и каустика с явной и устойчивой тенденцией к увеличению доли мембранного электролиза.

Российские производители хлора и каустика прорабатывают возможности перехода на мембранный метод электролиза, но реализация данных проектов требует определенных технических решений и значительных материальных затрат, поэтому в настоящий момент их усилия направлены на оптимизацию действующего на большинстве из них диафрагменного электролиза, а также на модернизацию ртутного метода электролиза.

Таким образом, в настоящее время на предприятиях РФ реализованы все три электрохимических метода производства водорода, хлора и гидроксида натрия: диафрагменный, мембранный и ртутный электролиз насыщенных растворов хлорида натрия.

Кроме того, в настоящее время в промышленном масштабе в Российской Федерации реализована технология производства соляной кислоты методом взаимодействия хлора и водорода с последующей абсорбцией образующегося хлорида водорода водой с получением соляной кислоты.

1.1 Основные экологические проблемы

Одним из существенных факторов, определяющих величину негативного воздействия на водные объекты, является неспособность обеспечить достаточный уровень очистки всего объема образующихся сточных вод.

Отличительной чертой производства неорганических веществ является высокая энергоемкость. При обработке сырья, например, перевода компонента в оксид, очень часто применяют обжиг.

Основными воздействиями на окружающую среду, связанными с крупнотоннажным производством твердых и других неорганических химикатов, являются выбросы: газы, пары и пыль химических соединений.

В зависимости от агрегатного состояния содержащихся в них примесей выбросы химических предприятий подразделяются на:

- газообразные и парообразные (SO ₂, СО, NO _X H ₂S, CS ₂, NH ₃, углеводороды, фенолы и т.д.);

- жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей, растворы жидких металлов и их солей, органические соединения);

- твердые (органические и неорганические пыли, сажа, смолистые вещества, свинец и его соединения и т.д.);

- смешанные; выбросы химических предприятий содержат чаще всего одновременно несколько групп веществ.

Организованные выбросы поступают в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и другие трубопроводы; неорганизованные выбросы попадают в атмосферу как ненаправленные потоки газа в результате нарушений герметичности аппаратуры, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки сырья, выгрузки и хранения продукции.