Раздел 62. Производство перфторкислот

Раздел 62 Производство перфторкислот

Электрохимическое фторирование диметилфталата (ДМФ) и его смеси с диметиловым эфиром перфторциклогександикарбоновой кислоты (ДМЭ ПФЦГДК) проводят в непрерывном режиме. Верхняя крышка электролизера снабжена патрубком для выхода газожидкостной смеси в фазоразделитель. Перемешивание содержимого электролизера обеспечивается внешней циркуляцией электролита по трубе, соединяющей нижнюю часть фазоразделителя с нижней крышкой электролизера.

В ходе процесса электрохимического фторирования ДМФ на катоде выделяется водород, на аноде образуются фторангидриды перфторированных кислот, карбонилфторид, фторуглероды. Газы, образующиеся в процессе электролиза, вместе с парами фтористого водорода и фторорганических соединений поступают сначала в прямой холодильники, затем в обратный, предназначенные для конденсации высококипящих продуктов электрохимического фторирования (ЭХФ) и фтористого водорода. Конденсат из холодильников сливается в ловушку. В ней происходит разделение конденсата на два слоя: верхний - фтористый водород с небольшим содержанием продуктов фторирования и нижний - высококипящие продукты фторирования (сырец) с растворенным в них фтористым водородом.

Фтористый водород по переливу возвращается в электролизную установку, сырец поступает в куб ректификационной колонны с целью выделения товарного продукта. Отбор товарной фракции ФОП производится при температуре верха колонн 72-76 °С до снижения массовой доли ФОП во флегме менее 78 %.

Для увеличения эффективности производства (снижения расходных коэффициентов по сырью и затрат электроэнергии на единицу продукции) ДФА ПФЦГДК возвращается в процесс в виде диметилового эфира (ДМЭ ПФЦГДК), который получается взаимодействием фракции ДФА ПФЦДГК с метанолом. Очистка электролизных газов предусмотрена двухступенчатой. Первая ступень - водная абсорбция в фазоразделителе. В фазоразделителе поглощается большая часть фтористого водорода и карбонилфторида, который гидролизуется до фтористого водорода и углекислого газа. Раствор плавиковой кислоты с массовой долей фтористого водорода до 15,0 % направляют в полиэтиленовую емкость (еврокуб) для дальнейшей утилизации. На второй ступени санитарной очистки в колонне происходят нейтрализация моноокиси фтора и окончательная очистка от фтористого водорода и карбонилфторида. Орошение колонны производится водным раствором с массовой долей карбоната калия (поташа) 11,0 % и массовой долей тиосульфата натрия 2,5 %. Санитарная очистка сдувок со всех аппаратов установки ЭХФ, за исключением сдувки с теплообменника узла электролиза, производится в колонне, орошаемой водным раствором едкого натра с массовой долей 0,5-5,0 %.

Принципиальная схема производства перфторкислот (ФОП) приведена на рисунке 62.1.

Рисунок 62.1 - Принципиальная схема производства перфторкислот (ФОП)

Описание технологического процесса приведено в таблице 62.1, перечень основного оборудования - в таблице 62.2.

Таблица 62.1 - Описание технологического процесса производства перфторкислот (ФОП)

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
Диметилфталат, HF	Подготовка и выдача сырья	Диметилфталат, HF		Емкости	Колонная нейтрализация
Диметилфталат, HF	Электролиз	Диметилфталат, HF, C7F12O(ФОП), C7F14(ПФМЦГ), C8F12O2 (ДФА ПФЦГДК)		Электролизер	Колонная нейтрализация
Сырец ЭХФ	Ректификация сырца	C7F12O(ФОП), C7F14(ПФМЦГ), C8F12O2 (ДФА ПФЦГДК)		Ректификационная колонна	Колонная нейтрализация

Таблица 62.2 - Перечень основного технологического оборудования производства перфторкислот

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Электролизёр	Электролиз	Прямоугольный аппарат с пирамидальной съемной крышкой и коническим днищем. В корпус электролизера вставлен пакет электродов с рамочным боковым токоприемником. Пакет состоит из двух полупакетов: анодного и катодного. Анодный изготавливается из 43 пластин никеля НП-2, катодный - из 44 стальных пластин размером 500 х 600 мм Вместимость - 360 дм 3 Рразр. - до 0,7 кгс/см 2 Тразр. - от минус 50 °С до 50 °С
Колонна ректификации	Ректификация сырца и выделение товарного ФА ПФЦГК(ФОП)	Состоит из 4 царг: Высота Н = 8000 мм Диаметр Д = 150 мм Насадка - спирали из стальной (12Х18Н9Т) проволоки Рразр. - до 0,7 кгс/см 2 Т разр. - от минус 30 °С до 140 °С
Фазоразделитель	Очистка электролизных газов	Вертикальный цилиндрический аппарат с плоским днищем и крышкой, состоит из двух царг. Рр. = до 0,07 МПа
Колонна абсорбционная	Санитарная очистка электролизных газов	Состоит из 4 царг: Н = 2560 мм Д = 400 мм Насадка - фторопластовая стружка Рразр. - до 0,7 кгс/см 2 Тразр. - от 10 °С до 40 °С
Колонна нейтрализации	Санитарная очистка сдувок	Состоит из 4 царг: Высота Н = 3100 мм Диаметр Д = 200 мм Насадка - стальные кольца Рашига Р разр. - до 0,7 кгс/см 2 Т разр. - от минус 30 °С до 50 °С

62.1 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве перфторкислот

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 62.3.

Таблица 62.3 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве перфторкислот (ФОП)

Наименование ресурса	Единицы измерения	Расход, на 1 т продукта
		Минимальный	Максимальный
Водород фтористый безводный	т/т	4,44	24,73
Диметилфталат ГОСТ 8728-88	кг/т	2336	8533,33
Электроэнергия		100000	100000
Энергия тепловая в паре	Гкал/т	1,25	1,33
Холод - минус 15 °С	Гкал/т	4,095	4,1
Холод - минус 35 °С	Гкал/т	69,846	236,29
Вода оборотная	м 3/т	60	60
Воздух сжатый	м 3/т	142	142
Азот газообразный	м 3/т	1000	1000

Выбросы в атмосферу при производстве перфторкислот (ФОП) приведены в таблице 62.4.

Таблица 62.4 - Выбросы в атмосферу при производстве перфторкислот (ФОП)

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
Фториды газообразные (гидрофторид, кремний тетрафторид) (в пересчете на фтор)	Мокрая очистка отходящих газов	2,784	31,354	-

Промышленные сточные воды направляются на станцию нейтрализации и далее передаются в сторонние организации.

В процессе производства перфторкислот (ФОП) технологических отходов не образуется.