Раздел 5. Производство полипропилена

Раздел 5 Производство полипропилена

Полипропилен (ПП) - один из наиболее экономически важных термопластичных материалов. Области применения ПП многочисленны: изготовление прозрачных или окрашенных пищевых упаковок, текстиля, автомобильных комплектующих, изделий медицинского назначения и товаров народного потребления.

Свойства ПП определяются процессом полимеризации и использованием катализаторов. Как показано на рисунке 5.1, мономерное звено молекулы ПП состоит из трех атомов углерода и шести атомов водорода.

Рисунок 5.1 - Структурная единица ПП

ПП представляет собой линейный полимер и относится к полиолефинам, метильная группа (CH ₃) является характерной. В зависимости от расположения метильных групп в основной цепи С-С различают несколько видов ПП (рисунок 5.2):

- атактический ПП (АПП (А)) с неравномерным расположением CH ₃;

- изотактический ПП (ИПП (В)) с CH ₃, расположенными на одной стороне углеродной цепи;

- синдиотактический ПП (СПП (С)) с чередующимися CH ₃.

Рисунок 5.2 - Молекулярные структуры АПП (А), ИПП (В), СПП (С)

Увеличение тактичности (регулярности расположения метильной группы) приводит к росту степени кристалличности, температуры плавления, прочности при растяжении, жесткости и твердости.

ИПП в настоящее время представляет большой интерес для промышленности (степень кристаллизации 40 % - 60 %). Некристаллический АПП используется в качестве эластомерных компонентов в ПП сополимерах. Производство СПП только недавно стала возможной благодаря развитию промышленности катализаторов. СПП характеризуется высокой эластичностью, несмотря на то, что СПП кристаллизуется медленнее и в той же степени, что и ИПП.

ПП не подвержен растрескиванию, хрупок как гомополимер (но ударопрочен в полимерных композициях), обладает более высокой размерной стабильностью при нагревании, чем полиэтилен, а также неустойчив к окислению. Такие параметры, как степень кристаллизации, температурный интервал плавления, прочность при растяжении, жесткость и твердость, возрастают с увеличением степени изотактичности. Воздействие кислорода и высокоэнергетического излучения приводит к охрупчиванию и разложению ПП. ПП светопроницаемы (ПП-пленка, например, очень прозрачна), неустойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения без стабилизации, гидрофобны, химически устойчивы к воздействию кислот, щелочей, солевых растворов, растворителей, спиртов, воды, фруктовых соков, молока, а также масел, жиров и моющих средств. ПП неустойчив к ароматическим и хлорированным углеводородам, бензолу, бензину и сильным окислителям.

ПП обладает достаточно высокой температурой плавления, низкой плотностью, хорошей прочностью и ударной вязкостью. Эти свойства зависят от степени кристаллизации и типа, уровня сомономера, входящего в состав продукта. В состав полипропиленовых изделий может включаться каучук, чтобы изменить их низкотемпературные свойства, или минеральные наполнители, стекловолокно, чтобы повысить крепость и размерную стабильность.

Общая схема производства ПП приведена на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 - Принципиальная схема получения ПП

В мировой практике в качестве сырья для производства ПП обычно используются пропилен пиролиза, пропилен нефтезаводских газов и пропилен, полученный дегидрированием индивидуального пропана.

5.1 Полипропилен, получаемый по газофазной технологии

Основные существующие газофазные технологии получения ПП отличаются способами перемешивания и отвода тепла реакции.

В целом газофазные процессы характеризуются (в силу отсутствия жидких сред и легкости регулирования содержания водорода и сомономеров) возможностью производства полимеров с широким диапазоном регулируемых молекулярных масс и содержанием сомономера, сокращением сроков перехода с марки на марку и пониженной энергоемкостью.

5.1.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Газофазная технология предполагает контакт газообразного пропилена с твердым катализатором (или катализатором, суспензированным в масле), который тщательно диспергирован в объеме сухого порошка полимера. В настоящее время распространение получили три основные газофазные технологии:

- полимеризация осуществляется в псевдоожиженном слое, перемешивание происходит потоком мономера, проходящим через слой полимерных частиц;

- используются реакторы с вертикальной конструкцией мешалки и удалением тепла реакции испарением жидкого пропилена;

- применяются горизонтальные многозонные цилиндрические реакторы, в которых отвод тепла организован за счет циркуляции и испарения жидкого мономера.

5.1.1.1 Газофазная технология с реактором с псевдоожиженным слоем

В реактор данного типа непрерывно поступают потоки катализатора, мономера и водорода, которые смешиваются в псевдоожиженном слое. Для реализации сополимеризации в технологическую схему включают второй реактор с кипящим слоем. Процесс протекает при температуре менее 88 °C и давлении ниже 4 МПа. На рисунке 5.4 представлена схема получения ПП по газофазной технологии в реакторе с псевдоожиженным слоем.

1 - газофазный реактор с псевдоожиженным слоем; 2 - газофазный реактор сополимеризации с псевдоожиженным слоем; 3 - компрессоры; 4 - холодильники; 5, 6 - циклоны; 7 - бункер очистки полимера

Рисунок 5.4 - Газофазная технология в реакторах с псевдоожиженным слоем

Для удаления остаточного содержания не прореагировавших мономеров полимер из реактора выгружается в бункер очистки полимера, продуваемый азотом.

5.1.1.2 Газофазная технология с вертикальным реактором

Реакторы, используемые для получения гомополимеров, блоксополимеров и статистических этилен-пропиленовых сополимеров, обычно характеризуются объемами 25, 50 или 75 м ³, они оборудованы винтовыми мешалками. Для получения гомополимеров достаточно использования первичного реактора, в который загружается катализатор, который должен быть хорошо диспергирован в порошковом слое во избежание образования уплотнений.

Реакции полимеризации протекают при температуре 70 °C - 80 °C и давлении 3 МПа, данные условия достаточны для поддержания газообразного состояния мономерной фазы в реакторе. Низкие концентрации водорода необходимы для осуществления контроля молекулярной массы полимера в широком диапазоне. Температура контролируется следующим образом: из верхней части реактора удаляется газообразный пропилен путем его конденсации с помощью охлаждающей воды, собранный пропиленовый конденсат возвращается обратно в реактор, где его испарение обеспечивает требуемое охлаждение, а также дополнительную аэрацию перемешиваемого порошкообразного слоя. На каждую тонну производимого ПП требуется порядка 6 т жидкого пропилена, который выпаривается в качестве охлаждающего агента.

На рисунке 5.5 представлена технологическая схема производства ПП.

1 - первичный реактор; 2 - сополимеризатор; 3 - компрессоры; 4 - холодильник; 5 - жидкостный насос; 6 - фильтры; 7 - первичный циклон; 8 - дезактивация/продувка

Рисунок 5.5 - Газофазная технология получения ПП в вертикальном реакторе

Дисперсная фаза и газ-носитель непрерывно поступают из первичного реактора непосредственно в циклон низкого давления. Пропиленовый газ-носитель из циклона направляется на рецикл в реактор после сжатия, сжижения и иногда дистилляции. Затем дисперсная фаза подается на продувку, где дезактиватор подавляет остаточную активность катализатора, азот удаляет следы пропилена из порошка. Отсюда порошок направляется в силос для стабилизации и гранулирования. Экструзия сопровождается отпариванием для удаления всех олигомеров и окисленных остатков из гранул для обеспечения товарных свойств.

5.1.1.3 Газофазная технология с горизонтальным реактором

Данная технология отличается использованием горизонтально расположенной мешалки, предназначенной для перемешивания слоя порошка в реакторе.

Свежий мономер и сконденсированные рециркулирующие мономеры распыляют в верхней части реактора, обеспечивая охлаждение, в то время как несконденсированные мономеры и водород вводят для поддержания газового состава.

На рисунке 5.6 представлена схема получения ПП по газофазной технологии с горизонтальным реактором.

1 - горизонтальный реактор; 2 - бункер дезактивация и очистки полимера; 3 - компрессор; 4 - холодильник; 5 - накопитель/сепараторный бак

Рисунок 5.6 - Газофазная технология получения ПП в горизонтальном реакторе

Схема включает стадии дезактивации каталитического комплекса и продувки как в технологии с вертикальным реактором.

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.1, перечень основного оборудования - в таблице 5.2.

Таблица 5.1 - Описание технологического процесса производства ПП по газофазной технологии

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
Пропилен	Полимеризация пропилена	Пропилен		Реакторы	-
Порошок полипропилена	Грануляция полипропилена	Гранулированный полипропилен		Смесители	-

Таблица 5.2 - Перечень основного технологического оборудования производства ПП по газофазной технологии

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор полимеризации	Горизонтальный цилиндрический аппарат, предназначен для газофазной полимеризации пропилена	V = 273,2 м 3
Насос подачи катализатора	Для подачи катализатора	10 м 3/ч
Насос подачи триэтилалюминия	Для подачи ТЭА	0,017 м 3/ч
Насос подачи донора	Для подачи донора	0,005 м 3/ч
Масляный уловитель триэтилалюминия		V = 4,26 м 3
Насос подачи пропилена в реактор	Для подачи пропилена	673 м 3/ч
Рукавный фильтр газа	Вертикальный цилиндрический аппарат для дегазации порошка полипропилена	V = 72 м 3
Сепаратор паров реактора	Горизонтальный цилиндрический аппарат. Сепарация сконденсированного пропилена	V = 86 м 3
Ресивер и циклон отходящих газов реактора	Вертикальный циклонный аппарат, предназначен для извлечения частиц порошка из паров пропилена	Q = 5377 м 3/ч
Компрессор рециркулирующего газа реактора	Одноступенчатый центробежный компрессор для компримирования паров реактора и поддержания давления в системе реактор-сепаратор	Q = 22736 нм 3/ч
Мембранная установка извлечения пропилена	Извлечение пропилена из отходящего газа продувочной колонны на мембранных фильтрах	Q = 2115 кг/ч
Конденсатор паров реактора	Горизонтальный теплоообменый аппарат. Предназначен для конденсации паров реактора	V = 12,5/22,8 м 3
Реактор	Полимеризация пропилена	Цилиндрический вертикальный сосуд с расширенной верхней частью и газораспределительной плитой. Диаметр внутр. = 3500 мм Н = 16310 мм Прямая секция: Диаметр внутр. = 5728 мм Н = 8737 мм Расширенная секция: V = 308 м 3 t расч. = минус 36/160 °C Р расч. = 42,2 над плитой/43,25 кг/см 2 (изб.) под плитой Среда - углеводороды, полипропилен
Реактор	Полимеризация пропилена	Цилиндрический вертикальный сосуд с расширенной верхней частью. Прямая секция: Диаметр внутр. = 2438 мм Высота общ (с юбкой) = 32475 мм Высота = 15226 мм Расширенная секция: Диаметр внутр. = 4038 мм Высота = 7269 мм V общ. = 134,2 м 3 V ном. = 61,3 м 3 t расч. = минус 36/150 °С Р расч. (конус и выше) = 2,393 МПа (24,4 кгс/см 2)(изб.) Р расч. (над плитой) = 2,491 МПа (25,4 кгс/см 2) (изб.) Р расч. (под плитой) = 2,53 МПа (25,8 кгс/см 2)(изб.) Среда - углеводороды, азот, водород, порошок полипропилена, пропилен
Смеситель полимера	Компаундирование полипропилена	Число оборотов роторов: 280 об/мин Габариты - 12000 х 3000 х 2300 мм Производительность - 12500 кг/час Мощность электродвигателей: - главный привод смесителя - 2500 кВт; - вспомогательный привод смесителя - 55 кВт; - насос подачи смазочного масла в редуктор смесителя - 5,5 кВт; - насос подачи смазочного масла к подшипникам смесителя - 1,5 кВт; - насос возврата смазочного масла от подшипников смесителя - 1,5 кВт; - насос подачи смазочного масла в редуктор вспомогательного двигателя смесителя - 0,37 кВт
Смеситель полимера	Компаундирование полипропилена	Число оборотов роторов - 320 об/мин Габариты - 12000 х 3000 х 2300 мм Производительность - 12500 кг/час Мощность электродвигателей: - главный привод смесителя - 3000 кВт; - вспомогательный привод смесителя - 55 кВт; - насос подачи смазочного масла в редуктор смесителя - 5,5 кВт; - насос подачи смазочного масла к подшипникам смесителя - 1,5 кВт

5.1.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве ПП по газофазной технологии приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве ПП по газофазной технологии

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Пропилен	кг/т	1155,75	1174,15
Электроэнергия	/т	272,9	490,2
Теплоэнергия	Гкал/т	0,11	0,27
Топливо	кг у.т./т	20,3	45,2
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

В таблицах 5.4 и 5.5 представлена информация по выбросам и образованию отходов производства ПП по газофазной технологии.

Таблица 5.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПП по газофазной технологии

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	-	-	1,19	-
Азота оксид		-	0,20	-
Взвешенные вещества		-	0,069	-
Метан		0,011	0,014	0,013
Углерода оксид		0,044	0,22	0,13
Пропилен		0,0010	0,097	0,049
Этилен		0,0031	0,011	0,0082

Таблица 5.5 - Отходы, образующиеся при производстве ПП по газофазной технологии

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 минеральных масел трансмиссионных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,019	-
Отходы прочих минеральных масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,0037	-
Отходы масел минеральных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,056	-
Отходы прочих синтетических масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,0069	-
Тара полиэтиленовая, загрязненная негалогенированными органическими растворителями (содержание менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; производство нефтепродуктов		-	0,0022	-
Ткань фильтровальная из полимерных волокон при очистке воздуха отработанная	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; производство нефтепродуктов		-	0,0039	-
Лом и отходы черных металлов в виде изделий, кусков, содержащих пластмассовые фрагменты, в смеси	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; производство нефтепродуктов		-	0,00081	-
Тара из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; производство нефтепродуктов		-	0,038	-
Тара из черных металлов, загрязненная лакокрасочными материалами (содержание менее 5 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах [использование по назначению с утратой потребительских свойств в связи с загрязнением нефтепродуктами]		-	0,0019	-
Песок, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; производство нефтепродуктов		-	0,0038	-
Тара деревянная, утратившая потребительские свойства	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,14	-
Отходы упаковочного картона незагрязненного	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,022	-
Отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,051	-
Отходы полиэтиленовой тары незагрязненной	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; производство нефтепродуктов		-	0,0082	-
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,0040	-
Отходы зачистки емкостей сбора промливневых сточных вод производств полиэтилена и полипропилена	IV	Процесс зачистки от шлама	Размещение	-	0,043	-
Цеолит отработанный при осушке газов в том числе углеводородных	IV	Регламентная замена молекулярных сит процесса осушки углеводородов, азота, водорода	Размещение	-	0,066	-

5.2 Гранулированный гомополимер полипропилена, получаемый по газофазной технологии с горизонтальным реактором

Данная технология включает в себя процессы полимеризации, экструзии, и фасовки марочного гранулированного гомополимера.

5.2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Реактор полимеризации представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат с перемешивающим устройством, в котором протекает непрерывный процесс полимеризации пропилена в газовой фазе. Реактор заполнен порошком полимера, который непрерывно перемешивается горизонтальной мешалкой.

Катализатор и смесь сокатализатора (ТЭА) с донором подаются в первую зону реактора. Порошок полипропилена периодически, по сигналу уровнемера, выгружается из реактора и направляется для удаления остатков пропилена и деактивации сокатализатора ТЭА. Для регулирования молекулярной массы полипропилена подается необходимое количество водорода.

Для проведения полимеризации и снятия избыточного тепла в реактор подаётся жидкий пропилен. Снятие тепла осуществляется за счет испарения пропилена. Газообразный пропилен отводится из центральной части реактора через конденсатор паров реактора в сепаратор, в котором происходит разделение на жидкий и газообразный. В этот же сепаратор подается свежий пропилен. Жидкий пропилен направляется из сепаратора обратно в реактор полимеризации.

Порошок полимера из рукавного фильтра (в котором происходит отделение унесенного из реактора пропилен из пор порошка, за счет снижения давления) поступает в продувочную колонну. Для удаления остатков пропилена из порошка и дезактивации ТЭА в колонну подается "влажный азот". Дезактивированный и дегазированный порошок снизу колонны направляется в секцию экструзии. Газ с верха продувочной колонны отводится в мембранную установку на разделение пропилена и азота.

В секции экструзии деактивированный и дегазированный порошковый полипропилен из продувочной колонны смешивается с необходимыми добавками, затем расплавляется и гранулируется в экструдере. В экструдере расплав полимера продавливается через фильтрующие сетки, а затем через фильеру в гранулятор, где вращающиеся на кассете ножи нарезают полимер на гранулы. Гранулы охлаждаются водой и застывают. Вода с гранулами полимера проходит через водоотделительное сито, а затем на сушку в центрифугу. Товарные гранулы полипропилена направляются в гомогенизатор.

Из гомогенизатора партия полипропилена направляется в элютриатор, где товарная продукция проходит обработку воздухом для очистки от пыли и волокон, откуда далее направляется в силоса хранения.

Товарные гранулы полимера могут направляется до конечного пользователя следующими способами: в мешках по 25 кг, насыпью в контейнерах. Для отгрузки насыпью в контейнерах, гранулы подаются из силоса хранения в контейнеры, для упаковки в мешки применяются передвижные фасовочные машины. На рисунке 5.7 представлена схема получения гранулированного гомополимера ПП по газофазной технологии с горизонтальным реактором.

Рисунок 5.7 - Газофазная технология получения гранулированного гомополимера полипропилена в горизонтальном реакторе

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.6, перечень основного оборудования - в таблице 5.7

Таблица 5.6 - Описание технологического процесса производства гранулированного гомополимера ПП по газофазной технологии

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
Пропилен	Полимеризация пропилена	Порошок полипропилена		Реакторы	-
Порошок полипропилена	Грануляция полипропилена	Гранулированный полипропилен		Экструдеры	-

Таблица 5.7 - Перечень основного технологического оборудования производства гранулированного гомополимера ПП по газофазной технологии

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор полимеризации	Горизонтальный цилиндрический аппарат, предназначен для газофазной полимеризации пропилена.	V = 273,2 м 3
Насос подачи катализатора	Для подачи катализатора	10 м 3/ч
Насос подачи триэтилалюминия	Для подачи ТЭА	0,017 м 3/ч
Насос подачи донора	Для подачи донора	0,005 м 3/ч
Насос подачи пропилена в реактор	Для подачи пропилена	673 м 3/ч
Рукавный фильтр газа	Вертикальный цилиндрический аппарат для дегазации порошка полипропилена.	V = 72 м 3
Сепаратор паров реактора	Горизонтальный цилиндрический аппарат. Сепарация сконденсированного пропилена.	V = 86 м 3
Конденсатор паров реактора	Горизонтальный теплообменный аппарат. Предназначен для конденсации паров реактора.	V = 12,5/22,8 м 3
Компрессор рециркулирующего газа реактора	Одноступенчатый центробежный компрессор для компримирования паров реактора и поддержания давления в системе реактор-сепаратор.	Q = 22736 нм 3/ч
Мембранная установка извлечения пропилена	Извлечение пропилена из отходящего газа продувочной колонны на мембранных фильтрах.	Q = 2115 кг/ч
Экструдер	Двушнековый горизонтальный аппарат для плавления порошка полипропилена и добавок с последующей грануляцией.	Q = 31,25 тн/ч
Гомогенизатор	Вертикальный цилиндрический аппарат для перемешивания гранул полипропилена.	V = 623 м 3
Силос хранения	Вертикальный цилиндрический аппарат для хранения гранул полипропилена.	V = 623 м 3
Колонна продувки	Вертикальная цилиндрическая продувочная колонна. Аккумулирование и продувка порошка полипропилена от остаточных углеводородов.	V = 320 м 3

ГАРАНТ:

Нумерация разделов приводится в соответствии с источником

5.2.1 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве гранулированного гомополимера по газофазной технологии с горизонтальным реактором приведены в таблице 5.8.

Таблица 5.8 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве гранулированного гомополимера ПП по газофазной технологии с горизонтальным реактором

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Пропилен	кг/т	1005,9	1022,7
Электроэнергия	/т	237,32	254,14
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

В таблицах 5.9 и 5.10 представлена информация по выбросам и образованию отходов производства гранулированного гомополимера ПП по газофазной технологии с горизонтальным реактором.

Таблица 5.9 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве гранулированного гомополимера ПП по газофазной технологии с горизонтальным реактором

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
Взвешенные вещества		-	0,126	-
Углерода оксид		-	0,436	-
Пропилен		-	0,175	-

Таблица 5.10 - Отходы, образующиеся при производстве гранулированного гомополимера ПП по газофазной технологии с горизонтальным реактором

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 минеральных масел трансмиссионных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,019	-
Отходы прочих минеральных масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,0037	-
Отходы масел минеральных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,056	-
Отходы прочих синтетических масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,0276	-
Тара полиэтиленовая, загрязненная негалогенированными органическими растворителями (содержание менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; Производство нефтепродуктов		-	0,0134	-
Ткань фильтровальная из полимерных волокон при очистке воздуха отработанная	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; Производство нефтепродуктов		-	0,0039	-
Лом и отходы черных металлов в виде изделий, кусков, содержащих пластмассовые фрагменты, в смеси	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; Производство нефтепродуктов		-	0,0024	-
Тара из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; Производство нефтепродуктов		-	0,038	-
Тара из черных металлов, загрязненная лакокрасочными материалами (содержание менее 5 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах [Использование по назначению с утратой потребительских свойств в связи с загрязнением нефтепродуктами]		-	0,0019	-
Песок, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; Производство нефтепродуктов		-	0,0038	-
Тара деревянная, утратившая потребительские свойства	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,14	-
Отходы упаковочного картона незагрязненного	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,022	-
Отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,051	-
Отходы полиэтиленовой тары незагрязненной	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах; Производство нефтепродуктов		-	0,0280	-
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах		-	0,0040	-
Отходы зачистки емкостей сбора промливневых сточных вод производств полиэтилена и полипропилена	IV	Процесс зачистки от шлама	размещение	-	0,043	-
Цеолит отработанный при осушке газов в том числе углеводородных	IV	Регламентная замена молекулярных сит процесса осушки углеводородов, азота, водорода	размещение	-	0,066	-

5.3 Полипропилен, получаемый по суспензионной технологии в растворителе

5.3.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Процесс получения полипропилена - суспензионный в среде углеводородного растворителя нефраса с применением нанесенного титаномагниевого катализатора, донора и сокатализатора - триэтилалюминия (ТЭА), в качестве регулятора молекулярной массы используется водород (см. рисунок 5.8). Порошок полипропилена отделяется от нефраса на центрифуге, сушится горячим азотом и пневмотранспортом подается на установку гранулирования полипропилена. Отработанный нефрас очищается от примесей на узле регенерации растворителей и возвращается на полимеризацию.

Получение порошка полипропилена осуществляется на технологической линии, где возможно получение как гомополимера, так и сополимера пропилена с этиленом.

Процесс получения порошка полипропилена состоит из следующих основных стадий:

- приготовление каталитического комплекса;

- полимеризация пропилена или сополимеризация пропилена с этиленом;

- отделение суспензии полимера;

- сушка порошка полипропилена;

- отделение атактического полипропилена и очистка нефраса;

- гранулирование порошка полипропилена;

- расфасовка и упаковка.

Приготовление катализаторного комплекса

Для приготовления катализаторного комплекса (ТМК + ТЭА + донор) в емкость загружаются расчетные количества реагентов:

- нефрас с узла регенерации растворителей;

- раствор триэтилалюминия (ТЭА) в нефрасе (является сокатализатором и дополнительно служит для очистки нефраса и пропилена от влаги);

- раствор донора в нефрасе (регулирует степень изотактичности полипропилена);

- титаномагниевый катализатор (ТМК) из контейнера.

По окончании загрузки ТМК в емкость подается на форобработку пропилен, выполняющий роль инициатора катализаторного комплекса. После обработки пропиленом суспензия катализаторного комплекса направляется в расходные емкости, откуда подается дозировочными насосами в реакторы полимеризации.

Полимеризация пропилена

Процесс полимеризации осуществляется последовательно в двух реакторах с предварительной полимеризацией в форполимеризаторе. Полученная суспензия полимера в нефрасе с низа реактора выгружается во вторичный реактор и далее поступает в дегазаторы для удаления непрореагировавшего пропилена. Отделение пропилена происходит за счет снижения его растворимости в нефрасе при снижении давления до 0,04 МПа (0,4 кгс/см ²). Сконденсировавшийся нефрас из конденсатора сливается обратно в дегазатор. Дегазатор - цилиндрическая вертикальная емкость с мешалкой. Температура в дегазаторе поддерживается в пределах 50 °C - 60 °C. Насосом осуществляется откачка суспензии в буферную емкость.

Центрифугирование суспензии полипропилена

Суспензия полипропилена из буферной емкости подается в центрифугу. Центрифуга отделяет влажный изотактический полимер от нефраса, содержащего растворенную фракцию атактического полимера. Нефрас поступает в сборник, откуда насосом направляется в отделение регенерации растворителей. После регенерации нефрас поступает в сборник, откуда насосом направляется в первичные реакторы полимеризации (рецикл растворителя). Влажный полимер выгружается в бункер и шнеком подается на первую ступень сушки.

Сушка порошка полипропилена

Процесс сушки полимера осуществляется горячим азотом в двухступенчатом сушильном агрегате: 1-я ступень - пневматическая сушилка, 2-я ступень - двухкамерная сушилка "кипящего" слоя. Каждая из ступеней сушки имеет свой независимый замкнутый контур циркуляции теплоносителя (азота). Влажный полимер со шнека подается в пневматическую сушилку. Поток горячего азота, подаваемый снизу, испаряет большую часть нефраса и доставляет порошок полимера в параллельно работающие циклоны, в которых происходит разделение фаз. Твердая фаза (полимер) секторными питателями подается на вторую ступень сушки - сушилку "кипящего слоя". Поток горячего теплоносителя, насыщенный парами нефраса, поступает на очистку в скруббер. В скруббере происходит охлаждение теплоносителя и его очистка от паров нефраса. Очищенный азот из скруббера возвращается, предварительно нагреваясь в теплообменнике в пневматическую сушилку. Пневмотранспортом сухой порошок полимера доставляется к складским емкостям установки гранулирования.

Отделение нефраса от атактического полимера

Нефрас, содержащий растворенный атактический полипропилен, пропилен, не вступивший в реакцию, воду, изотактический полипропилен, высококипящие олигомеры подаются в выпарные аппараты для отделения атактического полипропилена. Пары нефраса, не вступивший в реакцию пропилен, высококипящие олигомеры поступают в ректификационную колонну. В колонне происходит отделение нефраса от олигомеров и остатков атактического полимера, унесенного с парами растворителя.

Гранулирование полипропилена

Технологический процесс производства товарного полипропилена состоит из следующих подстадий:

- прием и сортировка порошка полипропилена для создания необходимого запаса порошка;

- транспортировка порошка на линии экструзии;

- получение стабилизированного полипропилена методом экструзии;

- холодная гомогенизация гранулированного полипропилена;

- хранение, расфасовка, отгрузка товарного полипропилена.

Технологическая схема данного процесса представлена на рисунке 5.8.

1, 4 - смесители-диспергаторы; 2, 3 - мерники; 5 - форполимеризатор; 6, 7 - полимеризаторы; 8 - дегазатор; 9 - центрифуга; 10 - питатель; 11 - вентилятор; 12 - калорифер; 13 - труба-сушилка; 14 - бункер; 15 - сушилка в кипящем слое; 16 - промежуточная емкость

Рисунок 5.8 - Схема получения ПП по суспензионной технологии в растворителе

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.11, перечень основного оборудования - в таблице 5.12.

Таблица 5.11 - Описание технологического процесса производства ПП по суспензионной технологии в растворителе

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
Пропилен, этилен, нефрас, комплексный катализатор, состоящий из триэтилалюминия, титаномагниевого катализатора и донора	Полимеризация пропилена и сополимеризация пропилена с этиленом в среде растворителя в присутствии комплексного катализатора с дальнейшей грануляцией на двушнековых экструдерах	Порошок полипропилена, атактический полипропилен		Реакторы полимеризации	Узел очистки сточных вод
Порошок полипропилена, добавки, перекисные инициаторы	Грануляция полипропилена	Гранулят		Двушнековые экструдеры	Газоочистные установки

Таблица 5.12 - Перечень основного технологического оборудования производства ПП по суспензионной технологии в растворителе

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реакторы полимеризации	Полимеризация	Вертикальная цилиндрическая емкость с рубашкой и мешалкой. V = 71,6 м 3 Вертикальная цилиндрическая емкость с рубашкой и мешалкой V = 42,9 м 3
Вертикальная тарельчатая колонна	Выделение тяжелых фракций и олигомеров	V = 113,2 м 3 Сетчатые тарелки - 26 V = 167 м 3 Сетчатые тарелки - 50
Вертикальная тарельчатая ректификационная колонна	Очистка нефраса от воды
Двухшнековый экструдер	Экструдирование	Диаметр шнеков - 160 мм, производительность - 2-3 т/ч. Диаметр шнеков - 170 мм, производительность - 4-5 т/ч. Диаметр шнеков - 177 мм, производительность - до 11 т/ч

5.3.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве ПП по суспензионной технологии в растворителе приведены в таблице 5.13.

Таблица 5.13 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве ПП по суспензионной технологии в растворителе

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Пропилен	кг/т	1019	1024
Электроэнергия	/т	507,6	524,3
Пар	Гкал/т	0,79	0,81
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

В таблицах 5.14-5.16 представлена информация по выбросам, сбросам и образованию отходов производства ПП по суспензионной технологии в растворителе.

Таблица 5.14 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПП по суспензионной технологии в растворителе

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	-	-	0,11	-
Азота оксид		-	0,018	-
Взвешенные вещества		-	0,20	-
Серы диоксид		-	0,0054	-
Углерода оксид		-	0,19	-
Углеводороды предельные C6-C10		-	2,95	-
Пропилен		-	2,95	-
Этилен		-	0,052	-
Минеральное масло		-	0,020	-
В периметр технологии не включены источники выбросов от парков хранения исходного сырья, готовой продукции, эстакад и факельных систем.

Таблица 5.15 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве ПП по суспензионной технологии в растворителе

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	В сеть химзагрязненной канализации (ХЗК) предприятия, далее в централизованную систему водоотведения	-	0,21	-
Нефтепродукты (нефть)		-	0,019	-
Взвешенные вещества		0,032	1,18	0,60
ХПК		0,15	2,70	1,42

Таблица 5.16 - Отходы, образующиеся при производстве ПП по суспензионной технологии в растворителе

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	IV	Очистка нейтрализованных стоков	Обезвреживание	-	1,03	-
Отходы грануляции полипропилена	IV	Полимеризация пропилена	Утилизация	0,15	0,19	0,17
Золы и шлаки от инсинераторов и установок термической обработки отходов	IV	Термическое обезвреживание углеводородных отходов	Обезвреживание	0,15	0,32	0,21
Отходы минеральных масел индустриальных	III	Замена индустриальных масел	Утилизация	-	0,63	-
Отходы минеральных масел компрессорных	III	Замена масел компрессорных	Утилизация	-	0,31	-
Отходы минеральных масел трансмиссионных	III	Замена масел трансмиссионных	Утилизация	-	0,056	-
Отходы минеральных масел трансформаторных, не содержащих галогены	III	Замена масел трансформаторных	Утилизация	-	0,26	-

5.4 Полипропилен, получаемый по суспензионной технологии в пропилене

В настоящее время при производстве ПП в мире и в России самым распространенным способом является полимеризация пропилена суспензионным методом в петлевом реакторе в жидком пропилене.

Появление и дальнейшее совершенствование нанесенных катализаторов IV поколения повысило энергоэффективность и снизило прямые производственные затраты ранее внедренных суспензионных процессов. Появление высокоэффективных каталитических систем IV поколения с активностью более 20 кг полипропилена на 1 г катализатора позволило разработать упрощенный процесс полимеризации в жидком мономере (пропилене).

5.4.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Технологический процесс производства полипропилена позволяет получать широкий ассортимент полипропилена, его статсополимеров и блоксополимеров с этиленом и бутеном (бутиленом). Процесс суспензионной полимеризации пропилена при низком давлении протекает по анионно-координационному механизму.

Полимеризация пропилена проводится в условиях относительно невысокого давления и температуры в присутствии усовершенствованной каталитической системы Циглера - Натта (высокоэффективный титаномагниевый катализатор). Тепло реакции отводится охлаждающей водой, циркулирующей в рубашках петлевых реакторов и теплообменниках.

В качестве сокатализатора (активатора) применяется триэтилалюминий (ТЭА). Кроме того, в состав каталитического комплекса входит донор, который позволяет регулировать изотактичность полимера, т.е. соотношение изотактического и атактического полимера.

Нижняя граница содержания атактического полимера в изотактическом полимере должна обеспечивать легкость переработки полимера, а верхняя граница содержания атактического полипропилена определятся требованиями к качеству полимера. Повышение содержания атактического полипропилена ухудшает показатели прочности полимера.

Технологический процесс получения полипропилена состоит из следующих основных стадий:

а) прием, хранение и подача сырья и материалов;

б) приготовление каталитического комплекса;

в) полимеризация, состоящая из следующих технологических стадий:

1) форполимеризация;

2) полимеризация в петлевых реакторах;

г) дегазация, отпаривание и сушка, состоящая из следующих технологических стадий:

1) дегазация мономеров при высоком давлении;

2) регенерация пропилена и водорода при высоком давлении;

3) дегазация мономеров при низком давлении;

д) добавление бензоата натрия;

е) отпаривание полимера;

ж) гранулирование порошка полипропилена.

Принципиальная технологическая схема полимеризации пропилена в петлевом реакторе с предварительным контактом катализатора и пропилена в реакторе предварительной полимеризации представлена на рисунке 5.9.

1, 2, 6 - фильтры; 3 - предконтактная емкость; 4 - реактор форполимеризации; 5 - петлевой реактор; 7, 8, 9 - насосы; 10, 11, 12, 13 - теплообменные аппараты; 14, 15 - расходные емкости

Рисунок 5.9 - Схема получения ПП по суспензионной технологии в пропилене

Активированный катализатор из емкости предварительного контакта (смесь катализатора, донора и ТЭАЛ) поступает в смесители, где он смешивается с охлажденным пропиленом и подается в реактор предполимеризации, предназначенный для предварительной полимеризации пропилена на поверхности катализатора.

Полимеризация небольшого количества пропилена происходит при контролируемых условиях: температуре 20 °C, давлении 3,4 МПа (максимально 5,6 МПа) и времени форполимеризации 10 мин. При форполимеризации формируются активные центры полимера вокруг частиц катализатора, что предотвращает измельчение частиц катализатора во время основной полимеризации. Форполимеризация производится в предполимеризационном реакторе, где на каждый грамм подаваемого катализатора полимеризуется только 200-300 г пропилена. Цель форполимеризации - постепенно капсулировать или создать оболочку вокруг частицы катализатора. Эта оболочка защищает катализатор, когда он поступает в петлевой реактор полимеризации.

Капсулированный катализатор из реактора форполимеризации выводится в контурный петлевой реактор. Поток пропилена подается в петлю реактора.

Процесс полимеризации для производства гомополимера, статсополимера и тройного сополимера протекает в петлевых реакторах. Количество реакторов определяется производительностью установки и временем полимеризации.

Условия полимеризации для гомополимеров и статсополимеров:

- температура - 70 °C;

- давление -3,4-4,3 МПа;

- время полимеризации - 1-1,5 ч (при максимальной нагрузке);

- концентрация суспензии - 50 % - 60 % от массы.

Для получения тройного сополимера необходимо обеспечить меньшую температуру полимеризации 60 °C с учетом повышенной химической активности. Другие рабочие параметры остаются неизменными.

Для получения статсополимера в петлевые реакторы с постоянным расходом подается этилен. Этилен подается в газообразном виде и смешивается с жидким пропиленом перед введением его в петлевой реактор.

Для получения тройного сополимера бутен-1 подается в петлевые реакторы с основным потоком пропилена, бутен-1 смешивается с пропиленом, поступающим перед подачей пропилена на осушку и в емкость подачи пропилена, из которой смесь пропилена и бутена-1 в требуемом по материальному балансу соотношении подается в петлевые реакторы.

Общее количество мономеров определяется в соответствии с заданным соотношением этилена к бутену-1 в полимере и общей производительностью.

Тепло реакции отводится охлаждающей водой, циркулирующей в рубашках петлевых реакторов и теплообменниках.

Для прекращения реакции в случаях произошедших инцидентов в нижнюю часть реактора в несколько точек подается подавляющий агент - смесь оксида углерода с азотом (2 % CO + 98 % N ₂).

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.17, перечень основного оборудования - в таблице 5.18, перечень природоохранного оборудования - в таблице 5.19.

Таблица 5.17 - Описание технологического процесса производства ПП по суспензионной технологии в пропилене

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
Пропилен Каталитический комплекс Водород	Полимеризация пропилена	Суспензия порошка полипропилена в пропилене		Реактор предполимеризации, петлевые реактора полимеризации, циркуляционные насосы петлевых реакторов
Суспензия порошка полипропилена в пропилене	Дегазация полимера	Полипропилен порошок со следами углеводородных газов	Сдувки несконденсированных углеводородных газов	Испарительная емкость с мешалкой, рукавный фильтр рециркулирующего газа, компрессор рециркулирующего газа, скруббер вторичного пропилена, скруббер пропилена низкого давления	Узел компримирования и конденсации отходящих газов с последующей откачкой в сырьевые емкости хранения ППФ
Полипропилен порошок со следами углеводородных газов	Отпаривание и сушка полимера	Полипропилен порошок	Сдувки парогазовой смеси (смесь углеводородных газов и водяного пара)	Отпарной аппарат, сушилка кипящего слоя	Комплектная установка осушки отходящих газов и узел компримирования и конденсации отходящих газов с последующей откачкой в сырьевые емкости хранения ППФ
Полипропилен порошок	Экструзия	Полипропилен гранулят	Выбросы азота, воздуха со следами пыли полипропилена от пневмотранспорта	Экструдер, гранулятор подводный, центробежная сушилка, вибросито	Рукавный фильтр

Таблица 5.18 - Перечень основного технологического оборудования производства ПП по суспензионной технологии в пропилене

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор преполимеризации	Медленное образование оболочки из полипропилена вокруг частиц катализатора	Vкор. = 1,81 м 3
Реактор полимеризации	Прием полимера с пропиленом для диспергирования в суспензию	Vкор. = 98 м 3
Реактор полимеризации	Для реакции полимеризации	V = 36 - 98 м 3
Фильтр рециклового газа	Фильтрация рециклового газа	Vкор. = 56 м 3
Компрессор рециклового газа	Нагнетание рециклового газа	Q = 3982-4217 м 3/ч
Отпарной аппарат	Для обработки паром движущегося слоя полимера	Vкор. = 60 м 3
Реактор преполимеризации	Реактор газофазной полимеризации	Vкор. = 186,5 м 3
Фильтр среднего давления	Для отделения твердой фазы от газа	Vкор. = 17 м 3
Колонна отпарки этилена	Для разделения водорода, этилена и этана от пропилена и пропана	V = 20,21 м 3
Компрессор рециклового газа	Для нагнетания рециркуляционного газа	Q = 43000 м 3/ч
Конденсатор пропилена	Для конденсации пропилена и возвращения его в производство	V = 9,93 м 3
Компрессор отходящих газов отпарного аппарата	Для отсасывания отходящих газов (углеводороды и пар) и сжатия до 0,4 мпа (изб.)	Q = 1300 м 3/ч
Сдувка сушилки	Для сжатия рециклового газа	Q = 17882 м 3/ч
Компрессор холодильной установки	Для нагнетания газообразного	Q = 2289 м 3/ч
Реактор форполимера	Предварительная полимеризация	V = 0,66 м 3
Циркуляционный насос петлевого реактора	Циркуляция суспензии в предполимеризационном реакторе	Производительность - 250-7000 м 3/ч
Питающий резервуар пропилена	Расходная емкость пропилена	V = 51,1 м 3
Испарительная емкость с мешалкой	Испарение жидкого мономера для дальнейшей его регенерации	V = 5,25 м 3
Насос подачи пропилена	Подача пропилена в процесс из расходной емкости	Производительность - 90-110 м 3/ч
Рукавный фильтр рециркулирующего газа	Отделение порошка полимера от остаточных количеств	V = 14,3 м 3
Скруббер вторичного пропилена	Рекуперация пропилена	V = 17 м 3
Скруббер пропилена низкого давления	Очистка возвратного пропилена от следов тэала# перед подачей в компрессор	V = 6,8 м 3
Отпарной аппарат c мешалкой	Дезактивация в полимере остатков компонентов каталитического комплекса; очистка полимера от остатков мономеров	V = 14,7 м 3
Сушилка кипящего слоя	Осушка порошка полимера	V = 13 м 3
Экструдер	Гомогенизация, расплавление, экструдирование смеси порошка полипропилена с различными добавками и получения товарного стабилизированного полипропилена	Производительность - 25-40 т/ч
Гранулятор подводный	Гранулирование экструдата	Производительность - 25 т/ч
Центробежная сушилка	Обезвоживание и сушка гранул полипропилена	Производительность - 25 т/ч
Вибросито	Классификация гранул полипропилена по размеру	Производительность - 25 т/ч
Скруббер отпарного аппарата	Удаление остатков углеводородов из парогазовой смеси отпарного аппарата	V = 11,1 м 3
Скруббер сухой очистки	Очистка азота от воды и остаточного порошка для возврата в систему горячего азота для сушки полимера	V = 13,4 м 3
Газодувка сушилки полимера	Подача горячего азота в сушилку кипящего слоя	Производительность - 7385 м 3/ч

Таблица 5.19 - Перечень природоохранного оборудования производства ПП по суспензионной технологии в пропилене

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Технологические характеристики
Установка осушки отходящих газов	Осушка отходящих газов с узла отпаривания и осушки порошка	Производительность - 570-720 м 3/ч
Узел компримирования и конденсации отходящих газов	Компримирование и конденсация отходящих газов с последующей откачкой в сырьевые емкости хранения ппф	Производительность - 1200 м 3/ч
Фильтр 5 системы вытяжной вентиляции (обеспыливания)	Очистка воздуха из системы обеспыливания перед сбросом в атмосферу	Производительность - 3000 м 3/ч
Фильтр системы вакуумной очистки (обеспыливания)	Очистка воздуха из системы вакуумной очистки перед сбросом в атмосферу	Производительность - 300 м 3/ч

5.4.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве ПП по суспензионной технологии в пропилене приведены в таблице 5.20.

Таблица 5.20 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве ПП по суспензионной технологии в пропилене

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Пропилен	кг/т	1002	1175
Электроэнергия	/т	257,0	329,9
Пар	Гкал/т	0,13	0,26
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

В таблицах 5.21-5.23 представлена информация по выбросам, сбросам и образованию отходов производства ПП по суспензионной технологии в пропилене.

Таблица 5.21 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПП по суспензионной технологии в пропилене

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
Взвешенные вещества	-	0,058	0,64	0,25
Углерода оксид		0,20	0,28	0,24
Углеводороды предельные C1-C-5 (исключая метан)		0,0098	0,064	0,011
Пропилен		0,058	0,11	0,078
Формальдегид		0,0011	0,0014	0,0012
Ацетон		0,022	0,028	0,025
Кислота уксусная		0,19	0,42	0,28
Минеральное масло		0,015	0,019	0,017
Сольвент нафта		0,0031	0,0053	0,0042

Таблица 5.22 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве ПП по суспензионной технологии в пропилене

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Взвешенные вещества	Стоки передаются на очистку	-	0,0058	0,0036
ХПК		0,00014	0,0029	0,0019
pH (ед.)		6,5	8,5	-

Таблица 5.23 - Отходы, образующиеся при производстве ПП по суспензионной технологии в пропилене

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
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,0041	0,018	0,011
Олигомеры при отпарке порошка полипропилена в его производстве	III	Отпарка порошка полипропилена	Реализация на сторону для вторичной переработки	-	0,074	-
Отходы антифризов на основе этиленгликоля	III	Замена антифриза	Реализация на сторону для вторичной переработки	-	0,036	-
Отходы бумаги и мешки бумажные с полиэтиленовым слоем незагрязненные	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,00030	-
Отходы минеральных масел моторных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,020	-
Отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных форма	Утилизация	-	0,018	-
Отходы полиэтиленовой тары незагрязненной	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,0042	0,013	0,0081
Отходы прочих минеральных масел	III	Замена масел	Реализация на сторону для вторичной переработки	-	0,411047441	-
Отходы прочих синтетических масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,013	0,032	0,022
Отходы прочих теплоизоляционных материалов на основе минерального волокна незагрязненные	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,0049	-
Отходы синтетических масел компрессорных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,056	-
Отходы упаковочного картона незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0043	-
Песок, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,00024	-
ПП-1 (гранулы крупная и мелкая фракции, просыпи)	V	Вибросито	Реализация на сторону для вторичной переработки	0,10	0,39	0,26
ПП-1А (арбитражные пробы)	V	Лаборатория производственного контроля	Реализация на сторону для вторичной переработки	0,14	0,31	0,22
ПП-2 (отходы порошка полипропилена)	V	Аварийные емкости	Реализация на сторону для вторичной переработки	0,34	1,07	0,77
ПП-3 (агломераты, куски, спеки, "лепешки")	V	Экструдер	Реализация на сторону для вторичной переработки	0,17	0,27	0,22
ПП-4 (смесь различных форм отходов полимера: гранул, порошка, стружки, агломератов, пыли и аддитивов)	V	Экструдер, фильтр системы обеспыливания, фильтр системы пылеуборки, смеситель, дозаторы добавок и др.)	Реализация на сторону для вторичной переработки	-	0,28	-
ПП-5 (смесь различных форм отходов полимера: гранул, порошка, стружки, агломератов, пыли и аддитивов, содержащая свободную воду)	V	Переливное устройство на сбросе конденсата со следами крошки полимера из колонны сушилки полимера, фильтр емкости гранводы	Реализация на сторону для вторичной переработки	-	0,13	-
Смесь масел минеральных отработанных, не содержащих галогены, пригодная для утилизации	III	Замена масел	Реализация на сторону для вторичной переработки	-	0,065	-
Тара деревянная, утратившая потребительские свойства, незагрязненная	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,037	-
Тара из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,012	-
Цеолит отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязненный опасными веществами	V	Замена отработанной загрузки	Передача другим хозяйствующим субъектам для утилизации	0,0041	0,018	0,011

5.5 Полипропилен из пропан-пропиленовой фракции, получаемый по суспензионной технологии

Для производства полипропилена требуется пропилен высокой степени чистоты, который получают из пропан-пропиленовой фракции (ППФ). На этих предприятиях установки выделения пропилена из пропан-пропиленовой фракции входят в состав производства ПП и размещены на одной производственной площадке.

5.5.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Данная технология заключается в очистке пропан-пропиленовой или пропиленовой фракции от балластных компонентов и примесей, входящих в их состав, и состоит из следующих стадий:

Стадия отделения тяжелой (высококипящей) фракции

В колонне отделения тяжелой фракции углеводородов (бутан-бутиленовой фракции) происходит разделение пропан-пропиленовой фракции за счет процесса ректификации. Из куба колонны в виде жидкости выводится бутан-бутиленовая фракция (ББФ), с верха в виде паров - ППФ с примесями (С ₂, СО, СО ₂, Н ₂S, СОS, меркаптанов и т.п.).

Стадия гидролиза СОS

ППФ подогревается до температуры 150 °C и направляется в реактор каталитического гидролиза СОS. Катализатор представляет собой оксид платины на носителе Al ₂О ₃.

После охлаждения до 40 °C ППФ направляется далее - на блок щелочной очистки от сернистых соединений, СО ₂ и меркаптанов.

Стадия щелочной очистки от сернистых соединений, СО ₂ и окисления меркаптанов

На этой стадии можно выделить два основных процесса:

- поглощение сероводорода, диоксида углерода и меркаптанов раствором щелочи;

- каталитическое окисление меркаптанов до дисульфидов.

Поглощение сероводорода и диоксида углерода происходит при пропускании ППФ через слой раствора едкого натра, затем ППФ направляется на стадию отделения легкой фракции углеводородов (сухого газа).

Стадия отделения легкой фракции углеводородов (сухого газа)

В колонне отделения легкой фракции происходит разделение легких углеводородов и ППФ ректификацией. Из куба колонны в виде жидкости отводится ППФ, с верха - сухой газ.

Стадия разделения пропана и пропилена

Разделение пропана и пропилена происходит ректификацией. Из куба колонны в виде жидкости выводится пропан, с верха - пары пропилена.

Стадия осушки пропилена

Процесс осушки представляет собой поглощение влаги из пропилена при пропускании его через слой молекулярных сит (цеолитов), которые обладают высокой влагоемкостью.

После стадии осушки пропилен должен соответствовать по своим качественным показателям товарному пропилену.

Полимеризация пропилена

Жидкий пропилен с отделения подготовки сырья поступает в колонну, заполненную адсорбентом Selecsorb COS, где происходит поглощение COS. С низа колонны жидкий пропилен через фильтр поступает в питательную емкость полимеризации. Каталитическая система состоит из твердого катализатора (TiCl4 - MgCl2), сокатализатора триэтилалюминия (ТЭАЛа), стереорегулирующего агента Донора-С. Твердый катализатор диспергируется в смеси масла и консистентной смазки. Готовая суспензия в виде пасты периодически выдавливается в дозировочные гидроцилиндры, откуда подается в емкость предварительного контакта (секция 200), туда же подается и сокатализатор триэтилалюминий (ТЭАЛ). Секция 200: в секции 200 происходят следующие процессы: предварительное контактирование компонентов каталитической системы в емкости предконтакта; предварительная полимеризация в мягких условиях с низкими скоростями в одноконтурном реакторе; реакция полимеризации пропилена в контурном петлевом реакторе трубчатого типа; Секция 300: выходящая из реактора суспензия (60 % порошка полипропилена и 40 % смеси пропилена и пропана) поступает в испарительный трубопровод, а затем в мешочный фильтр высокого давления. В фильтре высокого давления удаляется основная масса непрореагировавшего пропилена, который проходит очистку от мелкой фракции полимера в колонне промывки газообразного пропилена.

Газовый поток с верха колонны выводится в конденсатор-холодильник. Из холодильника-конденсатора жидкий пропилен поступает в питательную емкость полимеризации. Полимер из нижней части фильтра высокого давления направляется в рукавный фильтр, являющийся основным аппаратом узла дегазации, где происходит окончательное удаление пропилена из порошка. Пропилен, пройдя промывку от следов порошка полимера и окончательную нейтрализацию остатков ТЭАЛа в колонне с нейтрализующей смесью масла и Атмера-163, компримируется компрессором и подается в колонну промывки газообразного пропилена. Порошок полипропилена из нижней части рукавного фильтра самотеком поступает в пропариватель секции 500. Секция 500: пропариватель предназначен для дезактивации катализатора и отпарки остаточных углеводородов, содержащихся в полимере.

В пропаривателе полимер находится в псевдоожиженном слое. Водяной пар в пропариватель подается двумя основными потоками. Верхний поток поступает под первую распределительную решетку и предназначен для обработки полимера и создания псевдоожиженного слоя. Нижний поток пара подается под вторую распределительную решетку и предназначен для облегчения выгрузки полимера из пропаривателя. Влажный полимер из пропаривателя самотеком поступает в сушилку для сушки полимера горячим азотом в режиме псевдокипящего слоя. Из сушилки D-502 полипропилен выгружается в систему транспортировки на грануляцию. Грануляция полипропилена.

Гранулирование полипропилена применяется с целью облегчения расфасовки, транспортировки и улучшения условий дальнейшей переработки полипропилена в изделия. Для предотвращения различных видов деструкции в полипропилен вводятся добавки - стабилизаторы или смесь стабилизирующих добавок (клиентскую смесь), согласно рецептуре стабилизации. Технологический процесс получения гранулированного полипропилена из порошка состоит из следующих стадий: транспортировка порошка полипропилена от границ отделения полимеризации в силосы приема и хранения; приготовление смеси "Мастер" из порошка полипропилена и стабилизаторов/клиентской смеси; смешение "Мастера" и порошка полипропилена и дозирование смеси в загрузочную воронку экструдера; экструзия и гранулирование; сушка, классификация гранул и транспортировка их в силосы хранения и гомогенизации. Расфасовка полипропилена. Заполненный силос переключают на гомогенизацию полипропилена (усреднение характеристик за счет перемешивания гранул). Гомогенизированный полимер направляют в питательные бункеры отгрузки в зависимости от назначения: отгрузка автомобильными цистернами; затаривание в мешки.

Процесс производства товарного пропилена отличается практически безотходной технологией (незначительное количество подтоварной воды сбрасывается в промканализацию), все побочные продукты: ББФ, сухой газ, фракция пропановая - используются как компоненты продукции или как готовая продукция. Принципиальная схема производства приведена на рисунке 5.10.

Рисунок 5.10 - Схема получения ПП из ППФ по суспензионной технологии

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.24, перечень основного оборудования - в таблице 5.25.

Таблица 5.24 - Описание технологического процесса производства ПП из ППФ по суспензионной технологии

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
ППФ	Отделение тяжелой фракции	Основной ППФ, побочный ББФ		Емкость кондиционного сырья, емкости некондиционного сырья, емкость очищенного сырья, колонна отделения тяжелой фракции, насос подачи сырья
ППФ	Гидролиз COS	ППФ		Реактор гидролиза COS
ППФ	Щелочная очистка	ППФ очищенный от сероводорода		Емкость защелачивания ППФ, экстракционная колонна меркаптанов
ППФ	отделение легкой фракции	Основной продукт - ППФ, побочный - сухой газ (этан и этилен)		Колонна отделения легкой фракции (1-я ступень), колонна отделения легкой фракции (2-я ступень)
ППФ	разделение пропана и пропилена	Основной - пропилен, побочный - пропан		Колонна отделения пропана (1-я ступень), колонна отделения пропана (2-я ступень), Компрессор пропилена блока разделения пропана и пропилена
Пропилен	Осушка пропилена	Пропилен		Колонна осушки пропилена
Масло, вазелин, катализатор	Приготовление катализаторной пасты	Масло, вазелин, катализатор		Емкость для приготовления катализаторной пасты, Агрегат дозирования катализаторной пасты в аппарат предварительного контакта
Пропилен	Полимеризация пропилена	Основной - полипропилен, непрореагирововавший пропилен возвращается обратно в процесс		Предполимеризатор Контурный реактор полимеризации
Пропилен	Дегазация полипропилена и рекуперация пропилена	Основной - полипропилен, пропилен возвращается обратно в процесс		Мешочный фильтр высокого давления Емкость питания реактора Полимеризации Отпарной аппарат порошка полипропилена Сушилка порошка ПП с псевдоожиженным слоем Блок компрессии циркулирующего пропилена
Полипропилен, стабилизирующие добавки	Гранулирование (экструзия)	Стабилизированный полипропилен		Смеситель порошка ПП с добавками Экструдер с гранулирующей головкой мод.	ГОУ: Рукавный фильтр, разгрузочный бункер, вентилятор, вентилятор
Полипропилен	Гомогенизация	Стабилизированный полипропилен		Емкость (силос) смешения и хранения гранулята ПП
Полипропилен	Расфасовка	Стабилизированный полипропилен		Фасовочная линия

Таблица 5.25 - Перечень основного технологического оборудования производства ПП из ППФ по суспензионной технологии

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Насос подачи сырья	Насос подачи сырья из емкости кондиционного сырья на очистку	Вертикальный консольный м/ступенчатый центробежный насос, расчетные параметры: Q = 40 м 3/час Н = 350 м Н20Р нагн. = 50 кгс/см 2 Трасч. = - 45/+ 90 °С Перекач. среда - ППФ (жид.) Эл. двигатель: N = 37 кВт n = 2960 об/мин U = 380в - 50Hz
Колонна отделения тяжелой фракции	Отделение тяжелой фракции из ППФ	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами, тарельчатой насадкой и цилиндрической опорой. V = 25 м 3 Рабочая среда - углеводороды (пар + жид.) Ррасч. = 22,5 кгс/см 2 Трасч. = - 45/+ 150 °С Тарелки - ситчатые Количество тарелок - 20 шт. G = 11750 кг
Реактор гидролиза СОS	Гидролиз СОS	Горизонтальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами, заполненный катализатором V = 11,2 м 3 Рабочая среда - ППФ Ррасч. = 22,5 кгс/см 2 Трасч. = - 45/+ 250 °С G = 6400 кг
Экстракционная колонна меркаптанов	Очистка от меркаптанов	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами, тарельчатой насадкой и цилиндрической опорой V = 17,7 м 3 Рабочая среда - углеводороды + щелочь Р расч. = 40 кгс/см 2 Трасч. = - 45/+ 90 °С Тип тарелок - ситчатые Количество тарелок - 7 шт. G = 9600 кг
Колонна отделения легкой фракции от ППФ (1-я ступень)	Отделение легкой фракции из ППФ	Тип тарелок - ситчатые Количество тарелок - 7 шт. G = 9600 кг
Колонна отделения легкой фракции от ППФ (2-я ступень)	Отделение легкой фракции из ППФ	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами и тарельчатой насадкой V = 2,6 м 3 Рабочая среда - ППФ + легкая фракция Р расч. = 33,5 кгс/см 2 Т расч. = - 45/+ 90 °С Тарелки - ситчатые Количество тарелок - 12 шт.
Колонна отделения пропана (1-я ступень)	Отделение пропана	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами и тарельчатой насадкой и цилиндрической опорой V = 494 м 3 Рабочая среда - ППФ Р расч. = 13 кгс/см 2 Т расч. = - 45/+ 90 °С Тарелки - ситчатые Количество тарелок - 98 шт.
Колонна отделения пропана (2-я ступень)	Отделение пропана	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами и тарельчатой насадкой и цилиндрической опорой V = 551 м 3 Рабочая среда - ППФ Р расч. = 13 кгс/см 2 Трасч. = - 45/+ 60 °С Тарелки - ситчатые Количество тарелок - 114 шт. G = 105700 кг
Колонна осушки пропилена	Осушка пропилена	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами и насадкой из молекулярных сит (цеолитов) V = 5,17 м 3 Рабочая среда - пропилен (жид.) Р расч. = 35 кгс/см 2 Т расч. = - 45/+ 90 °С
Компрессор пропилена блока разделения пропана и пропилена	Повышение давления пропилена после блока осушки	Автоматизированный агрегат на базе одноступенчатого центробежного компрессора RТ-35 Q = 227000 кг/час, (на приеме) n ротора - 12165 об/мин Nпотр. = 2274 квт Р всас. = 10 кгс/см 2 Т всас. = 19 °С, р нагн. = 17 кгс/см 2, t нагн. = 38,5 °С Перекач.среда - пропилен Эл. двигатель: МС-001, N = 2400 кbт, n = 1494 об/мин, U = 6000 в - 50Нz
Колона удаления COS	Поглощение COS из пропилена	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическим днищем и плоской съемной крышкой. V = 0,85 м 3 Рабочая среда - пропилен Ррас. = 40 кгс/см 2 Рраб. 25 кгс/см 2 Рги = 50 кгс/см 2 Трас. = - 45 + 90 °C Траб. 38 °C G = 1100 кг
Агрегат дозирования катализаторной пасты в аппарат предварительного контакта	Предварительный контакт компонентов каталитического комплекса	Двухблочный автоматизированный гидроагрегат для непрерывного дозирования каталитической пасты на базе: - двухпоршневых объемных дозаторов с гидроприводом (шприцов) D108A/B; - двухплунжерных дозировочных маслонасосов Р108А/В; - пневмогидросхемы управления процессом дозирования Qmax = 8 л/час Рр <= 62,5 кгс/см 2 Тр = 10 °C G = 1800 кг
Предполимеризатор	Реактор предварительной полимеризации	Вертикальный трубчатый петлевой реактор с рубашкой охлаждения и встроенным аксиальным циркуляционным насосом Р-200 Корпус тр. Д 168,3 х 7,11 V = 0,41 м 3 Рабочая среда - пропилен + порошок ПП Ррас. = 47 кгс/см 2 Рраб. = 32 36 кгс/см 2 Рги = 58,75 кгс/см 2 tрас. = - 45 + 150 °C tраб. <= 20 °C Рубашка - тр dxs = 273 х 7,8 V = 0,2 м 3 Рабочая среда - вода + 20 % этиленгликоль Ррас. = 7 кгс/см 2 Рраб. <= 6 кгс/см 2 Рги = 8,75 кгс/см 2 tрас. = - 10 + 170 °C tраб. <= 10 °C
Контурный реактор полимеризации	Полимеризация пропилена	Вертикальный трубчатый петлевой реактор с рубашкой охлаждения и встроенным аксиальным циркуляционным насосом Р-201 Корпус тр. Dхs 609,6 х 13 V = 66,60 м 3 Рабочая среда - пропилен + порошок ПП Ррас. = 47 кгс/см 2 Рраб. = 32 36 кгс/см 2 Рги = 66,4 кгс/см 2 tрас. = - 45 + 150 °C tраб. <= 74 °C Рубашка - тр D 820 х 10,7 х 10 V = 22,63 м 3 Рабочая среда - конденсат Ррас. = 8 кгс/см 2 Рраб. атм Рги = 12 кгс/см 2 tрас. = - 10 + 90 °C раб. <= 60 °C
Мешочный фильтр высокого давления	Отделение непрореагировавшего пропилена	Фильтр мешочного типа автоматически очищается обратным продувом технологическим газом - пропиленом, выпаренным в перегонной трубе в паровой рубашке. Фильтр конической формы. Пропускная способность - 5750 л/ч, Рраб. = 18 кгс/см 2
Дегазатор низкого давления (фильтр - отделитель порошка)	Отделение непрореагировавшего пропилена	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптической крышкой, коническим днищем, встроенными фильтрующими рукавными элементами и автоматической системой регенерации. Q = 1300 нм 3/час Друк. = 150 мм nрук. = 22 шт. Перепад Рф <= 0,05 кгс/см 2 V = 10 м 3 Рабочая среда - пропилен (газ) + полипропилен (порошок) Ррас. = 5 кгс/см 2 Рраб. = 0,4 0,8 кгс/см 2 Рги = 7,5 кгс/см 2 tрас. = - 45 + 100 °C tраб. 20 °C
Отпарной аппарат порошка полипропилена	Дазактивация катализатора, отпарка оставшихся углеводородов	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптической крышкой, коническим днищем и рубашкой обогрева, встроенной лопастной мешалкой A-501 и псевдосжиженным слоем Корпус: V = 10,2 м 3 Рабочая среда - порошок ПП + водяной пар + следы углеводородов и катализаторов Ррас. = 3,5 кгс/см 2 Рраб. = 0,1 0,4 кгс/см 2 Рги = 6,8 кгс/см 2 tрас. = 190 °C tраб. = 100 110 °C Рубашка: V = 1,86 м 3 Рабочая среда - водяной пар + конденсат Ррас. = 1 кгс/см 2 Рраб. 0,5 кгс/см 2 Рги = 3,1 кгс/см 2 tрас. = 190 °C tраб. = 110 °C
Сушилка порошка ПП с псевдоожиженным слоем	Сушка полимера горячим азотом	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами, перфорированным ложным днищем и встроенным направляющим аппаратом V = 11,8 м 3 Рабочая среда - азот + пары воды + порошок ПП Ррас. = 0,5 кгс/см 2 Рраб. = 0,15 кгс/см 2 Рги = гидростат tрас. = 120 °C tраб. = 50 105 °C
Блок компрессии циркулирующего пропилена	Рецикл пропилена	Автоматизированная установка для компримирования циркулирующего в процессе полимеризации пропилена
Смеситель порошка ПП с добавками	Приготовление смеси стабилизаторов	Вертикальный конический аппарат с рубашкой охлаждения и планетарным шнековым смесителем Q = 5 м 3, n водила = 0,066, 0,39 об/мин n шнека = 3,20 об/мин G загр. < = 3500 кг Корпус: V = 5 м 3 Рабочая среда - порошок ПП + добавки + азот Р расч. = 0,03 кгс/см 2 Р раб. < = 0,01 кгс/см 2 t расч. = 90 °C t раб. < = 80 °C Рубашка охлаждения: (полутор D = 50) V = 35 л Рабочая среда - захоложенная вода Р расч. = 6,0 бар Р раб. < = 4 кгс/см 2 t расч. = 60 °C, t раб. < = 10 °C
Экструдер с гранулирующей головкой	Гранулирование полипропилена	Агрегат для плавления, перемешивания, экструдирования и гранулирования композиций порошка ПП и добавок - 2-х шнековый экструдер с гранулирующей головкой

5.5.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве ПП из ППФ по суспензионной технологии приведены в таблице 5.26.

В таблицах 5.27 и 5.28 представлена информация по выбросам и образованию отходов производства ПП из ППФ по суспензионной технологии.

Таблица 5.26 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве ПП из ППФ по суспензионной технологии

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Пропан-пропиленовая фракция	т/т	1,25	1,61
Катализатор для высокоиндексных марок	кг/т	0,013041	0,017733
Катализатор для низкоиндексных марок	кг/т	0,015705	0,022708
ТЭАЛ	кг/т	0,1621	0,2206
Донор	кг/т	0,0007	0,0013
Электроэнергия	/т	422,5 (548,48) **	486,7 (620,66) **
Пар низкого давления	Гкал/т	0,36 (0,28) **	0,62 (0,48) **
Речная вода (подпиточная)	м 3/т	0,69	1,6
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены. ** При наличии теплового насоса на блоке разделения ППФ.

Таблица 5.27 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПП из ППФ по суспензионной технологии

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
Углерода оксид	-	-	0,25	-
Формальдегид		-	0,00052	-
Кислота уксусная		-	0,40	-
Взвешенные вещества		-	0,82	-
Пропилен		-	0,075	-

Таблица 5.28 - Отходы, образующиеся при производстве ПП из ППФ по суспензионной технологии

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 минеральных масел технологических	III	Использование по назначению с утратой потребительских свойств	Утилизация/обезвреживание/размещение	-	0,048	-
Отходы прочих минеральных масел	III	Использование по назначению с утратой потребительских свойств	Утилизация/обезвреживание/размещение	-	0,12	-
Отходы растворов гидроксида натрия с ph = 9,0-10,0 при технических испытаниях и измерениях	IV	Очистка сырья перед полимеризацией	Утилизация/обезвреживание/размещение	0,19	0,53	0,40
Отходы шлаковаты незагрязненные	IV	Использование по назначению (теплоизоляция) с утратой потребительских свойств	Утилизация/обезвреживание/размещение	0,0055	0,0081	0,0065
Силикагель отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязненный опасными веществами	V	Осушка воздуха и газов с утратой потребительских свойств в связи со снижением сорбционной емкости	Утилизация/размещение	0,00066	0,00090	0,00075
Цеолит отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязнённый опасными веществами	V	Осушка воздуха и газов с утратой потребительских свойств в связи со снижением сорбционной емкости	Утилизация/размещение	0,011	0,017	0,013
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	V	Обращение с черными металлами и продукцией из них, приводящее к утрате ими потребительских свойств	Утилизация/размещение	0,46	0,68	0,57
Алюмогель отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязненный опасными веществами	V	Осушка воздуха и газов с утратой потребительских свойств в связи со снижением сорбционной емкости	Утилизация/размещение	0,00054	0,00069	0,00063

5.6 Полипропилен, получаемый комбинацией суспензионного и газофазного процессов

5.6.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

5.6.1.1 Полипропилен, получаемый из пропан-пропиленовой фракции

Технология позволяет получать гомополимеры и ударопрочные сополимеры в зависимости от выбора катализатора.

Активность каталитической системы должна быть достаточно высокой, чтобы потом не возникала необходимость в их последующем удалении из продукта. Высокая стереоспецифичность катализатора позволяет предупредить образование АПП и, следовательно, необходимость его выделения из продукта.

На рисунке 5.11 представлена технологическая схема получения ПП из пропан-пропиленовой фракции (ППФ), получаемого по суспензионной технологии.

Полимеризация происходит при температуре 70 °C и давлении порядка 4 МПа в жидком пропилене, который циркулирует в одном (или более) петлевом реакторе. Каждый реактор снабжен осевой мешалкой, которая обеспечивает высокую объемную скорость перемешивания и, следовательно, хороший теплообмен со стенками реактора, охлаждаемыми водой. Также эффективное перемешивание предотвращает осаждение суспензии. Катализатор, сокатализатор и стереорегулятор (основание Льюиса) непрерывно поступают в реактор.

Первые секунды полимеризации со свежим, высокоактивным катализатором являются решающими для протекания реакции, поэтому некоторые установки имеют стадию предварительной полимеризации, в которой каталитические компоненты реагируют при более низкой температуре и концентрации мономера. Это может происходить в резервуаре с мешалкой или в петлевом реакторе. Затем предварительно полимеризованный материал поступает в реактор с циркуляцией в обычном режиме. Среднее время пребывания в одном реакторе составляет от одного до двух часов. Два петлевых реактора могут работать последовательно, чтобы выровнять время выдержки, модифицировать полимер и увеличить производство.

1 - петлевой реактор; 2 - первичный циклон; 3 - колонна сополимеризации с кипящим слоем; 4 - вторичный циклон и циклон сополимеризации; 5 - аппарат инактивации; 6 - продувка

Рисунок 5.11 - Схема получения полипропилена комбинацией суспензионного и газофазного процессов

Непрерывный поток суспензии проходит через нагретую зону в циклон. Этот циклон непосредственно связан с циклоном стадии инактивации/выпаривания при производстве гомополимера; стадия сополимеризации при этом обходится с помощью байпасной линии. Непрореагировавший пропилен выпаривается в первичном циклоне, конденсируется с помощью охлаждающей воды и возвращается обратно в реактор. Затем полимер транспортируют в емкости и катализатор дезактивируют паром. Остаточная влажность и летучие вещества удаляются потоком горячего азота до того, как полимер будет транспортирован в силос для хранения и стабилизирован или экструдирован в гранулят.

5.6.1.2 Полипропилен, получаемый сополимеризацией пропилена и этилена

В настоящем разделе описано производство полипропилена сополимеризацией пропилена и этилена и комбинацией суспензионного и газофазного процессов, включая процессы экструзии и грануляции.

Технология позволяет получать гомополимеры, статистические сополимеры пропилена и этилена, гетерофазные ударопрочные сополимеры пропилена и этилена (рисунок 5.12).

Процесс полимеризации протекает в присутствии катализаторов Циглера - Натта. Полимеризация пропилена в суспензии осуществляется в последовательно расположенных реакторах петлевого типа. При производстве ударопрочных блоксополимеров пропилена с этиленом дополнительно используется газофазный реактор.

Для получения гомополимера и статистического сополимера полимеризацию проводят в жидком пропилене в трубчатых контурных реакторах. Гетерофазные ударопрочные сополимеры получают при помощи дополнительного газофазного реактора, установленного последовательно. Удаление остатков катализатора и аморфного полимера не требуется. Непрореагировавший мономер выделяют испарением в двухстадийной системе и возвращают обратно в реакторы. Это увеличивает выход и сокращает потребление энергии.

Рисунок 5.12 - Схема получения полипропилена комбинацией суспензионного и газофазного процессов

Растворенный мономер удаляют из полимера при помощи продувки. Порошкообразный полимер поступает в отпарную емкость, где дезактивируются (инактивируются) остатки катализатора. Затем поступает для удаления влаги горячим и сухим азотом в сушильном аппарате. Высушенный полимер из сушильного аппарата 8 отправляется на экструзию.

В экструдере полимер и добавки пластифицируются и тщательно перемешивается шнеком до образования однородной массы. Расплав продавливается через нагретую фильеру. При выходе расплава из отверстий фильеры стренги ПП попадают в камеру с водой, вращающиеся лезвия подводного гранулятора (резак) рубят образующиеся при охлаждении стренги на отрезки требуемой длины. Гранулы и поток воды, выходящие из подводного гранулятора, направляются в сушилку. В сушилке из гранул полипропилена удаляется влага, затем гранулы поступают в вибрационный грохот, в котором производится отделение крупных и мелких частиц полимера от обычных, стандартизированного размера, гранул, выгружаемых в бункер пневмотранспорта. Из бункера гранулы ПП пневмотранспортом подаются в усреднительные силосы. Далее следуют усреднение, расфасовка, укладка ПП на поддоны.

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.29, перечень основного оборудования - в таблице 5.30.

Таблица 5.29 - Описание комбинированного технологического суспензионного и газофазного процесса получения ПП

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
Пропилен, водород, этилен	Полимеризация	Порошок полипропилена		Реакторы, компрессоры, колонна отпарки этилена, сепаратор высокого давления, скрубберы, фильтры
Порошок полипропилена	Гранулирование	Гранулы полипропилена		Экструдер
Гранулы полипропилена	Расфасовка	Мешки с гранулами полипропилена

Таблица 5.30 - Перечень основного технологического оборудования производства ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Агрегат насосный циркуляционный	Обеспечивают циркуляцию суспензии внутри реакторов	Q = 11000 м 3/ч
Газодувка	Производство ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов	Q = 8000 м 3/ч
Классификатор	Производство ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов	Q = 28 т/ч
Колонна отпарки этилена	Для разделения водорода, этилена и этана от пропилена и пропана	V = 20,21 м 3
Компрессор	Подача циркуляционного газа	Центробежный одноступенчатый компрессор. Компрессор снабжен системой подачи смазочного масла, системой подачи затворного масла и системой буферного газа
Компрессор отходящих газов отпрарного аппарата	Для отсасывания отходящих газов (углеводороды и пар) и сжатия до 0,4 мпа (изб.)	Q = 1300 м 3/ч
Компрессор рециклового газа	Нагнетание рециклового газа	Q = 3982-43000 м 3/ч
Компрессор холодильной установки	Производство ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов	Q = 2289 м 3/ч
Конденсатор пропилена	Для конденсации пропилена и возвращения его в производство	V = 9,93 м 3
Компрессор	Производство ПП	Q = 24-13500 кг/ч
Отпарной аппарат	Для обработки паром движущегося слоя полимера	Vкор. = 60 м 3
Реактор	Полимеризация	V - до 50 м 3
Реактор	Предварительная полимеризация	Вертикальный петлевой реактор
Реактор	Жидкофазная полимеризация	Одноконтурный 6-шаговый петлевой реактор
Реактор	Газофазная сополимеризация	Вертикальный цилиндрический аппарат со сферическими днищем и крышкой, снабженный решеткой и встроенной мешалкой
Реактор полимеризации	Для реакции полимеризации	Vкор. = 98 м 3
Реактор преполимеризации	Медленное образование оболочки из полипропилена вокруг частиц катализатора	Vкор. = 1,81-186,5 м 3
Роторный питатель	Производство ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов	Q = 28 м 3/ч
Скруббер	Производство ПП	V = до 17 м 3
Смеситель	Производство ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов	Q = 70 куб. ч
Сушилка барабанная	Производство ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов	290 об./мин
Фильтр рециклового газа	Фильтрация рециклового газа	Vкор. = 56 м 3
Фильтр среднего давления	Для отделения твердой фазы от газа	Vкор. = 17 м 3
Экструдер	Для гомогенизации, расплавления, экструзии и грануляции полимера	Q = max 40 т/ч
Экструдер	Производство ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов	Р = 240 кгс/см 2 Т = 300 °С
Экструдер	Гранулирование полипропилена в смеси с добавками	Экструдер с вращающимися внутри них двумя параллельными шнековыми валами
Экструзионная установка	Производство рукавной полиэтиленовой плёнки с нанесением печати	Автоматическая установка для производства рукавной полиэтиленовой плёнки с печатным узлом для нанесения на плёнку флексографической печати. Производительность установки до 215 кг/час. Ширина плоского рукава пленки от 300 до 720 мм. Толщина пленки от 50 до 250 мкм. Количество шнеков - 3 шт.
Электродвигатель экструдера	Двигатель экструдера	Трехфазный асинхронный горизонтальный электродвигатель

5.6.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов приведены в таблице 5.31.

В таблицах 5.32-5.34 представлена информация по выбросам, сбросам и образованию отходов производства ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов.

Таблица 5.31 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Пропилен	кг/т	967	1045
Этилен	кг/т	18	131
Электроэнергия	/т	276	378
Пар	Гкал/т	0,13	0,46
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

Таблица 5.32 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Полипропилен, получаемый сополимеризацией пропилена и этилена			Полипропилен, получаемый комбинацией суспензионного и газофазного процессов, включая стадии экструзии, грануляции
		Диапазон		Среднее значение	Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение		Минимальное значение	Максимальное значение
Взвешенные вещества	-	-	0,01	-	0,029	0,073	0,045
Углерода оксид		-	0,01	-	0,053	0,53	0,19
Пропилен		-	-	-	0,078	1,06	0,67
Кислота уксусная		-	-	-	0,014	0,25	0,096
Формальдегид		-	0,001	-	-	-	-
В периметр технологии не включены источники выбросов от парков хранения исходного сырья, готовой продукции, эстакад и факельных систем.

Таблица 5.33 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Полипропилен, получаемый сополимеризацией пропилена и этилена			Полипропилен, получаемый комбинацией суспензионного и газофазного процессов, включая стадии экструзии, грануляции
		Диапазон		Среднее значение	Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение		Минимальное значение	Максимальное значение
Нефтепродукты (нефть)	Сточные воды направляются на биологические очистные сооружения (в цех водоснабжения и водоотведения)	-	-	-	0,00048	0,0016	0,0010
Взвешенные вещества		-	-	-	0,0033	0,0059	0,0046
ХПК		-	-	-	0,051	0,18	0,11

Таблица 5.34 - Отходы, образующиеся при производстве ПП комбинацией суспензионного и газофазного процессов

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
Адсорбент на основе оксида алюминия, отработанный при осушке газа	III	Периодически при замене катализатора в узле очистки азота	Утилизация/обезвреживание	-	0,0031	-
Катализатор на основе оксида алюминия активного содержащий палладий отработанный	III	Периодически при замене катализатора в узле очистки азота	Утилизация	0,017	0,061	0,029
Катализатор на основе оксида алюминия с содержанием железа менее 2,0 %, отработанный	IV	От производственной деятельности	Передается на полигон ТКО	0,063	0,070	0,066
Катализатор на основе оксида алюминия, содержащий серебро, отработанный	III	Замена катализатора при снижении или потере каталитической активности при окислении этилена кислородом	Утилизация специализированной организацией, имеющей лицензию	-	0,32	-
Катализатор на основе оксида никеля, отработанный	III	От производственной деятельности	Передается специализированному предприятию	0,00023	0,00026	0,00024
Катализатор цинкмедный отработанный	III	От производственной деятельности	Передается специализированному предприятию	0,0069	0,0076	0,0072
Лом и отходы изделий из полипропилена незагрязненные (кроме тары)	V	От производственной деятельности	Передается на полигон ТКО	0,28	0,31	0,29
Лом и отходы изделий из полиэтилена незагрязненные (кроме тары)	V	От производственной деятельности	Утилизируются на собственном производстве или передаются на полигон ТКО	0,34	0,37	0,35
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,0041	0,018	0,011
Олигомеры при отпарке порошка полипропилена	III	Периодически в процессе производства полипропилена	Утилизация	-	1,21	-
Осадок при отстое сточных вод производств полиэтилена и полипропилена, содержащий преимущественно соединения кальция, алюминия и парафиновые углеводороды	III	Периодически при чистке бассейна сточных вод	Размещение (захоронение)	-	0,16	-
Отходы антифризов на основе этиленгликоля	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Обезвреживание	-	0,036	-
Отходы бумаги и мешки бумажные с полиэтиленовым слоем незагрязненные	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,00030	-
Отходы грануляции полипропилена	IV	Постоянно в процессе производства полипропилена	Утилизация	0,0077	0,61	0,16
Отходы минеральных масел моторных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,020	-
Отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,018	-
Отходы полиэтиленовой тары незагрязненной	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,0042	0,013	0,0081
Отходы промывки белым минеральным маслом оборудования производств полиэтилена и полипропилена, содержащие алкоголяты алюминия	III	От производственной деятельности	Передается специализированному предприятию	0,0058	0,91	0,23
Отходы прочих минеральных масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,014	0,0066
Отходы прочих синтетических масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,013	0,032	0,022
Отходы прочих теплоизоляционных материалов на основе минерального волокна незагрязненные	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,0049	-
Отходы растворителей на основе спирта пропилового и его эфиров	V	От производственной деятельности	Передается специализированному предприятию	0,0092	0,010	0,0096
Отходы синтетических масел компрессорных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,061	-
Отходы упаковочного картона незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0043	-
Песок, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,00024	-
Смесь минеральных масел отработанных с примесью синтетических масел	III	От производственной деятельности	Используется на собственном производстве	0,065	0,073	0,068
Сорбент на основе оксидов кремния, бария и алюминия отработанный	III	Периодически при замене сорбентов	Размещение (захоронение)	-	0,013	-
Тара деревянная, утратившая потребительские свойства, незагрязненная	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,041	-
Тара из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,111	-
Фильтры полипропиленовые, утратившие потребительские свойства, незагрязненные	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,00077	-
Цеолит отработанный при осушке воздуха газов, не загрязненный опасными веществами	V	От производственной деятельности	Передается на полигон ТКО	0,0096	0,011	0,010