Раздел 60. Производство мономеров

Раздел 60 Производство мономеров

60.1 Описание технологических процессов производства хладонов

60.1.1 Описание технологических процессов производства тетрафторэтилена (мономера-4)

В основе промышленного способа получения тетрафторэтилена лежит пиролиз дифторхлорметана с присутствием гексафторпропилена с объемной долей от 4,7 до 8,9 % (0,09-0,16 кг гексафторпропилена на 1 кг дифторхлорметана). Полученная в процессе пиролиза многокомпонентная смесь направляется в закалочный холодильник типа "труба в трубе" с целью прекращения реакции разложения и снижения объемной доли выхода побочных продуктов. Дальнейшее охлаждение газов пиролиза до температуры от 100 до 140 °С происходит в холодильнике типа "труба в трубе", идентичном закалочному. Газы пиролиза после охлаждения подаются в увлажнитель для очистки от крупных частиц сажи.

Очищенный от сажи газ направляется в абсорберы, орошаемые водой для поглощения хлористого водорода и получения соляной кислоты. После поглощения основного количества хлористого водорода газы пиролиза поступают на дополнительную промывку от кислых составляющих сначала водой, а затем щелочным раствором. Отмытый от кислых составляющих пиролизат компримируется до давления 1,3-1,5 МПа и после отделения влаги поступает в колонну концентрирования, где происходит дополнительное отделение влаги и, частично, хладона-22, остающихся в кубе колонны. Кубовые из колонны концентрирования поступают в колонну на выделение возвратного хладона-22.

Возвратный хладон-22 направляется в расходные емкости или непосредственно на узел пиролиза. Кубовый остаток из колонны возвратного хладона-22, состоящий из высококипящих компонентов (хладоны-124, 124А, С318, 226, 326 и т.д.), через расходные емкости направляется на переработку.

Пиролизат из колонны концентрирования направляется на осушку цеолитом, ингибирование и конденсацию. Сконденсированный пиролизат собирается в расходные емкости.

Разделение тетрафторэтилена (ТФЭ) и возвратного хладона-22 из пиролизата производится методом ректификации.

В первой (отдувочной) колонне происходит отделение ТФЭ от низкокипящих соединений - мономера-2, углекислого газа, хладона-23 и части хладона-32. Мономер-4 с примесью низкокипящих соединений с верхней части отдувочной колонны направляется на сжигание. Затем на основной ректификационной колонне производится выделение чистого тетрафторэтилена с выдачей его в производство фторполимеров.

После основной ректификационной колонны кубовый остаток направляется на доотдувочную колонну для выделения оставшегося тетрафторэтилена (М-4) и трифторэтилена (М-3Н). В зависимости от содержания трифторэтилена (М-3Н) мономер-4 направляется либо в газгольдер, либо на УТО.

Кубовый остаток из второй отдувочной колонны поступает в колонну выделения возвратного хладона-22.

Схема производства тетрафторэтилена (мономера-4) приведена на рисунке 60.1.

Рисунок 60.1 - Схема производства тетрафторэтилена (мономера-4)

Описание технологического процесса приведено в таблице 60.1, перечень основного оборудования - в таблице 60.2.

Таблица 60.1 - Описание технологического процесса производства тетрафторэтилена (мономера-4)

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Хладон-22	Пиролиз хладона-22 (дифторхлорметана)	М-4, М-6, С-318, хл-22, хл-12, HCl		Печь пиролиза	Скруббер
Пиролизат, вода, NaOH	Абсорбция хлористого водорода с нейтрализацией газов пиролиза от кислых составляющих	М-4, М-6, С-0318, хл-22, хл-12, HCl	Отработанный щелочной раствор	Абсорбционные колонны	Скруббер
Пиролизат	Компримирование, концентрирование, осушка и конденсация пиролизата	М-4, М-6, С-318, хл-22, хл-12	Отход цеолита	Компрессор, Ректификационная колонна Осушитель	Скруббер
Пиролизат	Ректификация газов пиролиза	М-4, М-6, С-318, хл-22, хл-12	Кольца рашига	Ректификационные колонны	Скруббер
Кубовые остатки колонны концентрирования	Выделение возвратного хладона-22	М-4, М-6, С-318, хл-22, хл-12		Ректификационная колонна	Скруббер
Кубовые остатки колонны выделения чистого тетрафторэтилена	Доотдувка тетрафторэтилена из кубовых остатков	М-4, М-6, С-318, хл-22, хл-12		Ректификационные колонны	Скруббер

Таблица 60.2 - Перечень основного технологического оборудования производства тетрафторэтилена (мономера-4)

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор пиролиза	Для проведения реакции получения тетрафторэтилена (мономера-4)	Н = 4500 мм
Абсорбционная колонна	Для улавливания хлористого водорода, фтористого водорода	Н = 6600 мм
Колонна ректификационная	Выделение возвратного хладона-22	Тарельчатая: Д = 1000 мм Н = 15950-18470 мм Рр = 0,8 МПа Н куба = 1500 мм V = 11 м 3
Колонна ректификационная	Доотдувка тетрафторэтилена	Нижняя часть колонны высотой 3000 мм с эллиптическим днищем. Внутри колонны - 30 тарелок с колпачками Р р. = 1,6 МПа Д = 500 мм Н = 15660 мм Н куба = 1500 мм
Конденсатор	Для конденсации тетрафторэтилена (мономера-4) при выводе его в сборник	P = 16 кгс/см 2

Таблица 60.3 - Перечень природоохранного оборудования производства тетрафторэтилена (мономера-4)

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Скруббер	Подготовка технологического оборудования к ремонту	Вертикальный цилиндрический аппарат с приварным плоским днищем и съемной плоской крышкой. Внутри аппарата насадка - кольца Рашига: Д = 500 мм Н = 4120 мм Р р. = 0,01 МПа

60.1.2 Описание технологических процессов производства дифторэтена (мономера-2)

Высокотемпературное разложение Х 142в с последующей очисткой и нейтрализацией газов пиролиза, ректификацией сырца с выделением готового продукта.

Принципиальная схема производства мономера-2 приведена на рисунке 60.2.

Рисунок 60.2 - Принципиальная схема производства мономера-2

Описание технологического процесса приведено в таблице 60.4, перечень основного оборудования - в таблице 60.5.

Таблица 60.4 - Описание технологического процесса производства мономера-2

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Хладон-142в	Высокотемпературное разложение	Пиролизат: мономер-2, хладон-142в, мономер-1, хладон-32, хладон-152, мономер-3Н, мономер-3Cl Фтористый и хлористый водород Инерты	Фторхлорорганические и хлорорганические соединения	Печь пиролиза
Пиролизат: мономер-2, хладон-142в, мономер-1, хладон-32, хладон-152, мономер-3Н, мономер-3Cl Фтористый и хлористый водород Инерты	Абсорбция хлористого водорода и фтористого водорода из газов пиролиза	Мономер-2, Хладон-142в, мономер-1, хладон-32, хладон-152, мономер-3Н, мономер-3Cl, соляная кислота, отработанный щелочной раствор	Фторхлорорганические и хлорорганические соединения	Колонны очистки и нейтрализации
Мономер-2, хладон-142в, мономер-1, хладон-32, хладон-152, мономер-3Н, мономер-3Cl	Разделение тяжелокипящих продуктов от легкокипящих	Мономер-2, хладон-143а, хладон-152, хладон-142в	Фторхлорорганические соединения	Колонна ректификации

Таблица 60.5 - Перечень основного технологического оборудования производства мономера-2

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Печь пиролиза	Высокотемпературное разложение	Трубка из трех элементов, заключенных в кирпичную кладку
Колонна ректификации	Разделение продуктов	Колонна тарельчатая: Н = 15630 мм D = 600 мм

60.1.3 Описание технологических процессов производства мономера-3 (мономера-3)

М-3 получается дегалоидированием Х 113 цинковым порошком в водной среде с постоянным перемешиванием. С последующим компримированием, конденсацией и ректификацией с выделением готового продукта.

Принципиальная схема производства мономера-3 приведена на рисунке 60.3.

Рисунок 60.3 - Принципиальная схема производства мономера-3

Описание технологического процесса приведено в таблице 60.6, перечень основного оборудования - в таблице 60.7.

Таблица 60.6 - Описание технологического процесса производства мономера-3

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Х 113, цинковый порошок	Отщепление хлора	Сырец: М-3, Х-113, Х-123, Х-114	Фторхлорорганические и хлорорганические соединения	Реактор синтеза
Сырец: М-3, Х-113, Х-123, Х-114, перфторбутин, М-3Н	Разделение тяжелокипящих продуктов от легкокипящих	М-3, Х-113, Х-123	Фторхлорорганические соединения	Колонны ректификации

Таблица 60.7 - Перечень основного технологического оборудования производства мономера-3

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор синтеза	Дегалоидирование	Вертикальный цилиндрический аппарат. V = 6 м 3
Компрессор	Сжатие и транспортировка газа	С водяным охлаждением, мембранный. Производительность = 60 м 3/ч
Колонна ректификации	Разделение продуктов	Колонна тарельчатая: Н = 15630 мм D = 600 мм

60.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве мономеров

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 60.8.

Таблица 60.8 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве мономеров

Наименование ресурса	Единицы измерения	Расход, на 1 т продукта
		Минимальный	Максимальный
Мономер-4
Дифторхлорметан (хладон-22)	т/т	2,07	2,697
Натр едкий очищенный марка А	т/т	0,01	0,012
Триэтиламин технический	кг/т	0,79	2,12
Цеолит NaA марка А	кг/т	0,04	0,22
Электроэнергия		1750	2093
Энергия тепловая, пар	Гкал/т	2,7	3,8
Холод - минус 15 °С	Гкал/т	0,81	1,41
Холод - минус 35 °С	Гкал/т	1,49	2,15
Вода оборотная	м 3/т	102	136
Воздух сжатый	м 3/т	128	471
Азот газообразный	м 3/т	52	173
Мономер-2
Х 142в	т/т	2,01	2,03
Натр едкий	т/т	0,01	0,017
Электроэнергия		4150	4180
Пар	Гкал/т	2,17	2,2
Вода производственная	м 3/т	600	750
Холод - минус 15 °С	Гкал/т	0,6	0,7
Холод - минус 40 °С	Гкал/т	0,95	0,98
Мономер-3
Х 113	т/т	0,695	0,7
Цинковый порошок	т/т	1,86	1,9
Электроэнергия		125	130
Пар	Гкал/т	1,9	2
Вода производственная	м 3/т	580	590
Холод - минус 15 °С	Гкал/т	0,6	0,65
Холод - минус 40 °С	Гкал/т	0,34	0,36

Выбросы в атмосферу при производстве мономеров приведены в таблице 60.9.

Таблица 60.9 - Выбросы в атмосферу при производстве мономеров

Наименование	Метод очистки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Мономер-4
Хлористый водород	Абсорбция	0,0046	0,311	-
Дифторхлорметан (фреон-22)	Абсорбция, термическое обезвреживание	1,05	8,69	-
Тетрафторэтилен	Абсорбция, термическое обезвреживание	0,97	3,66	-
Гексафторпропилен	Абсорбция, термическое обезвреживание	0,18	0,349	-
Мономер-2
Хлористый водород	Мокрая очистка	0,3	0,82	-
Дифторэтен (мономер-2)	Мокрая очистка	11,9	84,5	-
Мономер 3
Трифтортрихлорэтилен (мономер-3)	Мокрая очистка	3,97	4	-
Трифтортрихлорэтан (хладон-113)	Мокрая очистка	0,93	3,63	-
Дифторэтен (мономер-2)	Мокрая очистка	0,041	5,37	-

Таблица 60.10 - Сбросы в водный объект при производстве мономеров

Наименование	Метод очистки, повторного использования	Масса сбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Производство мономеров (М-2, М-3, М-4)
Хлорид-анион (хлориды)	Сбросы от производств хладонов (22, 113, 142в) и мономеров (М-2, М-3, М-4)	0,9	-	-
Фторид-анион		0,05	-	-

В процессе производства мономеров образуется ряд отходов, информация о которых приведена в таблице 60.11.

Таблица 60.11 - Отходы при производстве мономеров

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Мономер-4
Цеолит отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязненный опасными веществам	V	Осушитель	размещение (в части захоронения)	-	-	0,23
Изделия керамические производственного назначения, утратившие потребительские свойства, малоопасные	IV	Ректификационная колонна	размещение (в части захоронения)	-	-	13,3
Мономер-3
Катализатор на основе оксида цинка отработанный	III	Каталитический процесс, сопровождающийся снижением или потерей каталитической активности	Размещение на участке размещения отходов 3-4 классов опасности	-	-	230