Раздел 22. Производство триэтилалюминия

Раздел 22 Производство триэтилалюминия

22.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в производстве триэтилалюминия

22.1.1 Получение триэтилалюминия из этилена

Триэтилалюминий (ТЭА) образуется в результате двухступенчатой реакции между алюминием, этиленом и водородом с образованием промежуточного продукта диэтилалюминийгидрида (ДЭАГ).

Процесс получения триэтилалюминия из этилена состоит из следующих основных стадий:

- подготовка сырья;

- синтез;

- дистилляция.

Схема получения триэтилалюминия из этилена приведена на рисунке 22.1.

Рисунок 22.1 - Схема получения триэтилалюминия из этилена

Для получения ТЭА используется реактор - аппарат с мешалкой и двумя внутренними змеевиками, в который подается холодный или горячий теплоноситель в зависимости от стадии процесса. В реактор загружается алюминиевый порошок, включается в работу мешалка и начинается разогрев реактора. При достижении температуры реакции начинается подача водорода. При достижении рабочего давления начинается совместная подача в реактор этилена и водорода. Для снятия тепла экзотермической реакции на этой стадии в змеевики реактора подается холодный теплоноситель. После окончания синтеза реакционную массу охлаждают и стравливают давление на факел. Для удаления механических примесей производят дистилляцию полученного продукта. Готовый товарный триэтилалюминий откачивают на узел хранения товарного продукта. Один раз в три партии производится вывод загрязненной смеси алюмоорганических соединений из реактора по короткому отпуску в емкость.

Описание технологического процесса производства триэтилалюминия из этилена приведено в таблице 22.1, перечень основного оборудования - в таблице 22.2.

Таблица 22.1 - Описание технологического процесса получения триэтилалюминия из этилена

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	Подготовка сырья	Водород	Отходящие газы	Компрессор
Водород Этилен Алюминиевый порошок	Синтез ТЭА	Триэтилалюминий	Отходящие газы Сточные воды	Реактор
Триэтилалюминий	Дистилляция	Триэтилалюминий	Отходящие газы Сточные воды	Реактор

Таблица 22.2 - Перечень основного оборудования процесса получения триэтилалюминия из этилена

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор синтеза и дистилляции	Получение триэтилалюминия в результате реакции между алюминием, этиленом и водородом	Общая высота - 5070 мм Диаметр - 2300 мм Расчетное давление - 7,974 МПа, Расчетная температура - 260 °С
Компрессор	Подача этилена в реактор	Общая высота - 3380 мм Диаметр - 2320 мм Давление на нагнетании - 3,6/32/157 кгс/см 2 Температура - 40/40 °С

22.1.2 Получение триэтилалюминия из изобутилена

Процесс получения триэтилалюминия из изобутилена состоит из следующих основных стадий:

- синтез триизобутилалюминия;

- синтез триэтилалюминия;

- дистилляция триэтилалюминия.

Схема получения триэтилалюминия из изобутилена приведена на рисунке 22.2.

Рисунок 22.2 - Схема получения триэтилалюминия из изобутилена

Первой стадией получения триэтилалюминия из изобутилена является синтез триизобутилалюминия (ТИБА). Процесс получения триизобутилалюминия начинается с приготовления суспензии алюминия в триизобутилалюминии, которая поступает в реактор, куда последовательно подают водород и изобутилен. Следующим этапом технологического процесса являются синтез триэтилалюминия и отделение изобутилена от этилена, который начинается с приготовления суспензии ацетилацетоната никеля в триизобутилалюминии. Синтез триэтилалюминия (ТЭА) осуществляется непрерывным методом в реакторах.

В реактор непрерывно подается этилен, одновременно с этиленом непрерывно подается суспензия ацетилацетоната никеля в ТИБА. Из реактора продукты реакции и избыток этилена непрерывно поступают в сепаратор, где происходит разделение жидкой и газовой фаз. Для удаления из триэтилалюминия растворенных газов проводится дегазация ТЭА.

Из реактора продукты реакции и избыток этилена непрерывно поступают в сепаратор, где происходит разделение жидкой и газовой фаз. Для удаления из триэтилалюминия растворенных газов проводится дегазация ТЭА. После прохождения сепаратора и отделения от жидкой фазы газовая смесь направляется в колонну ректификации. Компримирование проводится в два этапа. После прохождения второй ступени компримирования этилен-изобутиленовая смесь подается на газоразделение в колонну ректификации, где происходит отделение изобутилена от этилена, этилен, в качестве возвратного, поступает в реактор.

Дистилляция ТЭА проводится в колонне тарельчатого типа под вакуумом. Процесс дистилляции носит периодический характер и, как правило, проводится в несколько этапов.

Описание технологического процесса производства триэтилалюминия из изобутилена приведено в таблице 22.3, перечень основного оборудования - в таблице 22.4.

Таблица 22.3 - Описание технологического процесса получения триэтилалюминия из изобутилена

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 Алюминий средней дисперсности с добавлением титана	Синтез ТИБА	Триизобутилалюминий	Отходящие газы Сточные воды	Реактор
Триизобутилалюминий Этилен Никельацетилацетонат	Синтез ТЭА	Триэтилалюминий-сырец	Отходящие газы Сточные воды	Реактор
Триэтилалюминий-сырец	Дистилляция	Триэтилалюминий	Отходящие газы Сточные воды	Колонна дистилляции

Таблица 22.4 - Перечень основного оборудования процесса получения триэтилалюминия из изобутилена

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор	Синтез триизобутилалюминия	Вертикальный цилиндрический сосуд с масляной рубашкой: Расчетное давление - 21,6 МПа Расчетная температура - 250 °С
Реактор	Синтеза триэтилалюминия	Вертикальный цилиндрический сосуд с турбинной мешалкой и масляной рубашкой: Расчетное давление - 3,4 МПа Расчетная температура - 250 °С
Колонна дистилляции	Дистилляция ТЭА	Колонна с 10 тарелками: Расчетное давление: вакуум - 1,6 МПа Расчетная температура - 250 °С

22.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве триэтилалюминия

22.2.1 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве триэтилалюминия из этилена

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства триэтилалюминия из этилена приведены в таблице 22.5.

Таблица 22.5 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве триэтилалюминия из этилена

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Этилен	кг/т	-	1020
Алюминиевый порошок	кг/т	-	292
Водород технический	м 3/т	-	900
Электроэнергия		10925	12017,5
Теплоэнергия	Гкал/т	27	29,7
Топливный газ	кг.у.т./т	1,137	1,25
Вода охлаждающая	м 3/т	2440	2684

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве триэтилалюминия из этилена, приведена в таблицах 22.6-22.8.

Таблица 22.6 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве триэтилалюминия из этилена

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	-	-	1,32	-
Азота оксид		-	0,22	-
Углерода оксид		-	1,32	-
Динил (смесь 25 процентов дифенила и 75 процентов дифенилоксида)		-	0,063	-
Изобутилен (Изобутен)		-	9,21	-
Олефины С15-С18		-	3,89	-
Алюминия оксид (в пересчете на алюминий)		-	0,123	-

Таблица 22.7 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве триэтилалюминия из этилена

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 отводятся на очистку на биологические очистные сооружения	6,5	9,0	-
ХПК		0,16	0,48	-
* единица измерения - ед. рН

Таблица 22.8 - Отходы, образующиеся при производстве триэтилалюминия из этилена

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	Реактор синтеза	Термическое обезвреживание	-	12855	-
Воды промывки оборудования производства триизобутилалюминия, загрязненные гидроксидом алюминия	IV	Оборудование производства	Размещение на полигоне	-	112	-

22.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве триэтилалюминия из изобутилена

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства триэтилалюминия из изобутилена приведены в таблице 22.9.

Таблица 22.9 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве триэтилалюминия из изобутилена

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Изобутилен	кг/т	980	1064
Алюминий средней дисперсности с добавлением титана (АСД-Т)	кг/т	252	270
Водород	м 3/т	1140	1140
Этилен	кг/т	-	1100
Никельацетилацетонат (NiAA)	кг/т	6,5	6,8
Пар	Гкал/т	-	5,2
Оборотная вода	м 3/т	3782	6052
Электроэнергия		5874	7300
Азот	м 3/т	1104	3385
Воздух	м 3/т	250	1068

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве триэтилалюминия из изобутилена, приведена в таблицах 22.10-22.12.

Таблица 22.10 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве триэтилалюминия из изобутилена

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
Диалюминий триоксид (в пересчете на алюминий)	-	-	0,54	-
Углеводороды предельные C1-C5 (исключая метан)		-	0,04	-
Углеводороды предельные C6-C10		-	105	-
Этилен		-	14	-
Метилбензол (толуол)		-	0,01	-
Изобутилен (изобутен)		-	30	-

Таблица 22.11 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве триэтилалюминия из изобутилена

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Алюминий	Технологические сточные отводятся на очистку на биологические очистные сооружения	-	15,3	-
Нефтепродукты (нефть)		-	3,5	-

Таблица 22.12 - Отходы, образующиеся при производстве триэтилалюминия из изобутилена

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 (осадок) механической очистки нейтрализованных стоков производств органического синтеза	4	Оборудование производства	Термическое обезвреживание	-	266	-
Отходы минеральных масел трансформаторных, не содержащих галогены	3	Оборудование производства	Термическое обезвреживание
Отходы прочих минеральных масел (вазелиновое масло)	3	Оборудование производства	Термическое обезвреживание
Отходы минеральных масел индустриальных (диатермическое масло)	3	Оборудование производства	Термическое обезвреживание	-	33	-