Раздел 23. Производство триизобутилалюминия

Раздел 23 Производство триизобутилалюминия

23.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в производстве триизобутилалюминия

23.1.1 Получение триизобутилалюминия (высококонцентрированного)

Триизобутилалюминий (ТИБА) получают прямым синтезом из активного алюминия, изобутилена и водорода в реакторе смешения при температуре до 173 °С, давлении до 55 кгс/см ².

Процесс получения триизобутилалюминия состоит из следующих основных стадий:

- загрузка алюминиевого порошка, нагрев и набор давления водородом;

- синтез - совместная подача изобутилена и водорода;

- перегонка.

Схема получения триизобутилалюминия приведена на рисунке 23.1.

Рисунок 23.1 - Схема получения триизобутилалюминия (высококонцентрированного)

Алюминиевый порошок в чистом виде загружается непосредственно в реактор. Далее приступают к разогреву реактора. При достижении определенной температуры нагрева начинается подача водорода от компрессоров, которые служат источником давления процесса. В это время в реакционной массе происходит образование ДИБАГ. При достижении определенного давления в реакторе начинается совместная подача в реактор изобутилена и водорода. В реакторе происходит постоянное перемешивание реакционной массы мешалкой. Температура на этой стадии синтеза поддерживается подачей холодного или горячего теплоносителя во внутренний змеевик реактора. Совместная подача изобутилена и водорода прекращается при достижении уровня 85 % в реакторе. Далее производится выдержка реакционной массы в реакторе в течение 4 часов, т.к. изобутилен характеризуется низкой скоростью вступления в реакцию, по окончании выдержки реакционную массу охлаждают для снижения температуры стравливаемых газов на факел. Пары ТИБА из реактора конденсируются в теплообменнике и поступают в сепаратор, где сконденсированный ТИБА отделяется от газовой фазы и самотеком сливается в емкость. Перегонка ведется до остаточного уровня не менее 12 % в реакторе. Готовый продукт отправляется на узел хранения ТИБА. Один раз в три партии производится вывод загрязненной смеси алюмоорганических соединений из реактора по короткому отпуску в емкость, предназначенную для сбора жидких продуктов, содержащих алюминийалкилы, из всех аппаратов узла получения ТИБА. Далее загрязненная смесь разбавляется олефинами и отводится на узел нейтрализации и обезвреживания отходов производства линейных альфа-олефинов и алюмоорганических соединений.

Описание технологического процесса производства высококонцентрированного триизобутилалюминия приведено в таблице 23.1, перечень основного оборудования - в таблице 23.2.

Таблица 23.1 - Описание технологического процесса получения высококонцентрированного триизобутилалюминия

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Продукты и полупродукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Водород Изобутилен Алюминиевый порошок	Синтез ТИБА	Трибутилалюминий-сырец	Отходящие газы	Реактор
Трибутилалюминий-сырец	Перегонка	Трибутилалюминий	Отходящие газы Сточные воды	Реактор

Таблица 23.2 - Перечень основного оборудования процесса получения высококонцентрированного триизобутилалюминия

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор синтеза и дистилляции	Получение ТИБА	Высота общая - 5070 мм Диаметр - 2300 мм Расчетное давление - 7,974 МПа Расчетная температура - 260 °С
Компрессор	Подача этилена в реактор	Высота общая - 3380 мм Диаметр - 2320 мм Давление на нагнетании - 3,6/32/157 кгс/см 2 Температура - 40/40 °С

23.1.2 Совместное получение триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Схема совместного получения триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия приведена на рисунке 23.2.

Рисунок 23.2 - Схема совместного получения триизобутилалюминия эфирата триизобутилалюминия

Триизобутилалюминий (ТИБА) получают прямым синтезом активного алюминия, изобутилена и водорода в каскаде реакторов при температуре до 160 °С и давлении до 50 кгс/см ² по реакции:

Алюминиевый порошок на синтез подается в виде суспензии, состоящей из алюминия, ТИБА и толуола. Водород для синтеза ТИБА поступает от компрессоров, которые служат источником давления процесса синтеза.

Количество подаваемого сжиженного изобутилена зависит от количества активного алюминия в процессе.

В каскаде реакторов производится постоянное перемешивание реакционной массы.

Реакционная масса (ТИБА-сырец) из последнего реактора поступает через холодильник в аппараты, где происходит дегазация, из реакционной массы выделяются побочные продукты синтеза ТИБА - изобутан и непрореагировавшие в процессе изобутилен и водород. Газовая фаза через холодильник и сепаратор выводится на ФСД.

Дегазированный ТИБА-сырец в горизонтальных центрифугах проходит очистку от непрореагировавшего алюминия (шлама). Шлам производства ТИБА подвергается термическому обезвреживанию (сжиганию в печи). Очищенный ТИБА подается на производства потребителю, а также направляется на приготовление раствора эфирата ТИБА.

Раствор эфирата ТИБА представляет собой толуольный раствор комплексного соединения дифенилоксида (ДФО) и ТИБА. Расплавленный ДФО самотеком сливается в аппарат, где готовится раствор в толуоле с концентрацией до 50 % массовых. Раствор ДФО передавливается в аппараты с мешалками для приготовления раствора эфирата ТИБА.

Cо смежного производства поступает дополнительный объем ТИБА, который разбавляется толуолом до концентрации 35  60 % масс. и используется на приготовление раствора ТИБА, эфирата ТИБА.

Описание технологического процесса совместного производства триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия приведено в таблице 23.3, перечень основного оборудования - в таблице 23.4.

Таблица 23.3 - Описание технологического процесса совместного получения триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Продукты и полупродукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Алюминиевый порошок Толуол Изобутилен Водород	Производство ТИБА	Триизобутилалюминий Триизобутилалюминий конц.	Отходящие газы	Реактор Аппараты с мешалками
ТИБА ТИБА конц. Дифенилоксид	Производство эфирата ТИБА	Эфират ТИБА	Отходящие газы	Реактор Аппараты с мешалками

Таблица 23.4 - Перечень основного оборудования процесса совместного получения триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор	Синтез ТИБА	Объем: аппарат/рубашка - 2,0/0,2 м 3 Расчетное давление: аппарат/рубашка - 64/6,0 кгс/см 2 Расчетная температура: аппарат/рубашка - 150/150 °С
Аппарат с мешалкой и погружным насосом	Подача триизобутилалюминия на центрифугирование	Объем: 2,0 м 3 Расчетное давление: 6,0 кгс/см 2 Расчетная температура: 40 °С
Аппарат с мешалкой и погружным насосом	Прием ТИБА, приготовление раствора эфирата ТИБА	Объем - 12,0 м 3 Расчетное давление - 6,0 кгс/см 2. Расчетная температура - 40 °С
Аппарат с мешалкой и погружным насосом	Сборник концентрированного эфирата ТИБА в толуоле	Объем - 16,0 м 3 Расчетное давление - 6,0 кгс/см 2 Расчетная температура - 40 °С

23.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве триизобутилалюминия

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства высококонцентрированного триизобутилалюминия и совместного производства триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия приведены в таблице 23.5.

Таблица 23.5 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве высококонцентрированного триизобутилалюминия и совместном производстве триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Производство ТИБА высококонцентрированного
Изобутилен	кг/т	1700	1700
Порошок алюминиевый	кг/т	160	160
Водород	м 3/т	778	778
Электроэнергия		6632	7295
Теплоэнергия	Гкал/т	22	24
Вода оборотная	м 3/т	1400	1540
Топливный газ	кг.у.т./т	1598	1758
Холод	Гкал/т	0,37	0,407
Производство ТИБА
Изобутилен	кг/т	1344	1478,4
Порошок алюминиевый	кг/т	154,5	169,95
Толуол	кг/т	800	880
Водород	нм 3/т	900	990
Электроэнергия		1005	1106
Теплоэнергия	Гкал/т	2,074	2,281
Вода оборотная	м 3/т	210	231
Производство эфирата ТИБА
Изобутилен	кг/т	1199	1318,9
Водород	нм 3/т	850	935
Порошок алюминиевый АСД-Т	кг/т	135,5	149,05
ДФО	кг/т	128	140,8
ТИБА	кг/т	880	968
Электроэнергия		1004,94	1105,43
Теплоэнергия	Гкал/т	2,074	2,281
Вода оборотная	м 3/т	210	231

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве высококонцентрированного триизобутилалюминия, приведена в таблицах 23.6-23.8.

Таблица 23.6 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве высококонцентрированного триизобутилалюминия

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Азота диоксид	-	-	0,99	-
Азота оксид		-	0,16	-
Углерода оксид		-	0,99	-
Алюминия оксид		0,092	0,21	-
Изобутилен (изобутен)		6,92	39,6	-
Олефины С15-С18		2,91	4,18	-

Таблица 23.7 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве высококонцентрированного триизобутилалюминия

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
рН	Технологические сточные воды отводятся на очистку на биологические очистные сооружения	6,5	8,5	-
ХПК		0,012	0,036	-
* единица измерения - ед. рН

Таблица 23.8 - Отходы, образующиеся при производстве высококонцентрированного триизобутилалюминия

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
Отходы синтеза триэтилалюминия, содержащие алюминийалкилы	II	Синтез ТИБА	Термическое обезвреживание	-	45	-
Воды промывки оборудования, загрязненные гидроксидом алюминия	IV	Синтез ТИБА	Размещение на полигоне	-	2	-

Характеристика выбросов, отходов, образующихся при совместном производстве триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия, приведена в таблицах 23.9-23.10.

Таблица 23.9 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при совместном производстве триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Азота диоксид	-	-	13,01	-
Азота оксид		-	6,27	-
Углерода оксид		-	5,05	-
Метилбензол (толуол)		-	12,11	-
Изобутилен (изобутен)		-	4,89	-
Динил (смесь 25 процентов дифенила и 75 процентов дифенилоксида)		-	2,72	-

Таблица 23.10 - Отходы, образующиеся при совместном производстве триизобутилалюминия и эфирата триизобутилалюминия

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
Смесь отходов толуола и отходов замасленная	III	Синтез ТИБА	Термическое обезвреживание	-	250	-
Отходы зачистки технологического оборудования химических и нефтехимических производств, содержащие пирофорные вещества	III	Синтез ТИБА	Размещение на полигоне	-	20	-
Остатки от сжигания отходов производства алюминийорганических соединений, содержащие преимущественно оксид алюминия и углерод	III	Термическое обезвреживание	Размещение на полигоне	-	50	-