Раздел 1. Общая информация о производстве полимеров

Раздел 1. Общая информация о производстве полимеров

Полимеры - неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из повторяющихся "мономерных звеньев", соединенных в длинные макромолекулы молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов химическими или координационными связями. Полимеры образуются из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации. Мономеры, принадлежащие в основном к группе органических веществ массового производства, в настоящее время обычно получают из нефтехимического сырья (сырой нефти или газа), при производстве фторполимеров (фторопластов и фторкаучуков) используют винилиденфторид, трифторхлорэтилен, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, этилен. Исключение составляют целлюлозные материалы, производимые из волокон хлопка или шерсти, либо биоразлагаемые продукты, являющиеся результатом переработки возобновляемого сырья.

Полимеры по происхождению могут быть природными, полусинтетическими (химически измененные природные полимеры) и синтетическими. Большей частью понятие "полимер" относится к органическим соединениям. Основные синтетические полимеры относятся к каучукам или пластмассам. Большинство видов каучука (в вулканизованном состоянии - резины) эластичны, т.е. после внешнего воздействия (изгиба или растяжения) принимают свою первоначальную форму. Пластмассы представляют собой конструкционные полимерные материалы, способные при нагреве принимать заданную форму и сохранять ее после охлаждения. Термопластичные пластмассы (пластики) легко плавятся и подвергаются переплавке, термореактивные пластмассы переплавить нельзя.

Основные свойства полимеров

Существует возможность создавать полимеры с широким рядом свойств и их сочетаний. В виде изделий, волокон или пленок полимеры могут быть:

- жесткими или пластичными;

- прозрачными, полупрозрачными или светонепроницаемыми;

- твердыми или мягкими;

- устойчивыми к погодным условиям или разлагаемыми;

- устойчивыми к высоким или низким температурам;

- устойчивыми к агрессивным химическим средам (окислители, кислоты, щелочи), маслам и топливам;

- устойчивыми к радиации и УФ-излучению;

- обладать высокими диэлектрическими характеристиками.

Обычно конкретный полимер является не единственным материалом, который можно использовать в какой-либо области. Существуют альтернативные материалы, и поэтому полимерам необходимо развиваться в условиях конкурентного рынка.

Полимеры часто имеют преимущества в многочисленных сферах применения, например:

- облегченные конструкции, что упрощает монтаж и нагрузки, а также ведет к снижению транспортных и энергетических затрат;

- обеспечение электроизоляционных свойств, необходимых для монтажа электропроводки, переключателей, розеток, а также в механических инструментах и электрических приборах;

- обеспечение прозрачности в системах оптики и освещения;

- обеспечение антикоррозионных свойств систем водопроводно-канализационных систем и орошения, непромокаемой одежды и спортивных товаров;

- обеспечение устойчивости к химикатам, грибкам и плесени;

- в упрощении процессов обработки материалов, делая возможным создание сложных форм;

- в снижении затрат по сравнению с применением альтернативных материалов.

1.1 Перспективы развития производства полимеров

В последние годы география производства крупнотоннажной нефтехимии - основного производителя синтетических пластических материалов и каучуков из развитых стран Северной Америки и Западной Европы смещается ближе к сырью - в регионы Ближнего Востока и Азиатско-Тихоокеанского региона. При этом потребительский спрос в развивающихся странах растет опережающими темпами.

Россия, обладающая значительными запасами углеводородного сырья, занимает около 2 % мирового нефтехимического рынка. Производство и потребление полимеров в нашей стране в последние годы неуклонно растет, вместе с тем объемы потребления полимерной продукции на душу населения в России до сих пор ниже в 3-3,5 раза, чем в странах Западной Европы и Северной Америки. Стратегия развития химического и нефтехимического комплекса на период до 2030 года, утвержденная Министерством промышленности и торговли РФ и Министерством энергетики РФ, предусматривает ряд мероприятий, направленных на стимулирование увеличения доли продукции "высоких переделов". В совокупности данные факторы говорят о значительном потенциале роста производства полимеров в Российской Федерации.

Объем производства полимеров

Ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей в последние годы способствовал покрытию дефицита полимеров на российском рынке и увеличению экспортных поставок. Основной вклад в рост производства полимеров обеспечил запуск "Тобольск-Полимера", "РусВинила", "Полиома" и нескольких производств на предприятии "Нижнекамскнефтехим".

В течение последних 7 лет ежегодные темпы роста отечественного производства полимеров составили около 6,5 %, что существенно превышает мировые показатели. В 2016 г. объем производства полимеров в России составил около 6,5 млн т, динамика производства за 2010-2016 гг. представлена на рисунке 1.1.1.

Рисунок 1.1.1 - Динамика производства полимеров

Около 70 % объемов производства полимеров приходится на полиэтилен, полипропилен и синтетические каучуки. Структура производства полимеров в Российской Федерации представлена на рисунке 1.1.2.

Рисунок 1.1.2 - Структура производства полимеров

До 2025 г. в России планируется реализация проектов производства полимеров суммарной мощностью более 5,5 млн т, крупнейшими из которых являются "ЗапСибНефтехим", "Амурский ГХК", "Восточная нефтехимическая компания".

Наиболее распространенным видом пластмасс являются полиолефины, получаемые реакциями полимеризации и сополимеризации этилена и других олефинов (пропилена, бутена-1, гексена-1 и т.д.).

По масштабу промышленного производства и широте областей применения (пленки и волокна, электроизоляционные покрытия, литьевые изделия и др.) пластики-полиолефины не имеют себе равных среди термопластичных материалов. Полиолефины позволяют сочетать в готовом изделии низкую стоимость, долговечность и небольшой вес. Полиэтилен и полипропилен составляют около половины объема годового потребления пластмасс в Европе.

Широкое распространение, кроме полиэтилена и полипропилена, имеют также сополимеры этилена с винилацетатом, пропиленом и бутиленом, обладающие повышенной эластичностью и трещиноустойчивостью, хлорированный и вспененный полиэтилен.

Полиэтилен наиболее популярен ввиду сравнительной простоты его синтеза, надежности и сравнительно низкой стоимости. Для производства 1 т полиэтилена во всех современных технологиях требуется не больше 1,005-1,015 т этилена и 400-800 электроэнергии. В большинстве областей, где применяются пластики, нет необходимости использования других материалов. По той же причине второй наиболее популярный материал - полипропилен.

Изделия из полипропилена, наряду с другими полимерными материалами, нашли широкое распространение в мире как отличный заменитель металлов, дерева, стекла, натуральных волокон. Трубы из полипропилена стремительно вытесняют металлические в коммунальном хозяйстве и промышленности. В связи с этим мировое производство полипропилена растет очень быстро.

Российская промышленность синтетического каучука (СК) занимает значительное место в мире. Первые технологии производства СК были разработаны на базе пищевого и гидролизного спиртов. С переходом на углеводородное сырье из нефти, попутных нефтяных газов и природного газа размещение производств СК (мономеров, пластиков и каучуков) претерпело значительные изменения. Преимущественное развитие получили производства СК в Центральном (г. Ярославль, г. Москва, г. Ефремов), Поволжском (г. Казань, г. Волжский, г. Тольятти, г. Новокуйбышевск, г. Саратов, г. Нижнекамск), Уральском (г. Уфа, г. Пермь, г. Орск, г. Стерлитамак), Западно-Сибирском (г. Омск, г. Томск, г. Тобольск), Восточно-Сибирском (г. Красноярск, г. Ангарск) регионах с высокоразвитой нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью.

Таким образом, наибольшее влияние на размещение производств полимеров оказывают сырьевой и энергетический факторы. В перспективе оно будет расширяться на базе западносибирской нефти и попутных газов в составе Омского, Томского, Тобольского нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов, а также нефтеперерабатывающих заводов Восточной Сибири (г. Ачинск, г. Ангарск) с благоприятными энергетическими возможностями (Братская, Красноярская, Саяно-Шушенская, Богучанская ГЭС).

Исходным сырьем для получения полимеров являются сырая нефть и попутный нефтяной газ (ПНГ). Нефть разделяют на фракции (углеводороды определенной молекулярной массы) и далее уже используют в синтезе необходимых мономеров. Продукцию переработки ПНГ на газоперерабатывающих заводах (широкую фракцию легких углеводородов, ШФЛУ) разделяют на индивидуальные углеводороды на газофракционирующих установках (ГФУ) и далее их также используют в синтезе необходимых мономеров. Основным методом получения пластмасс и синтетических каучуков является полимеризация диенов и олефинов (алкенов). Наиболее широко в качестве мономеров в процессе производства используются бутадиен, изопрен, стирол, -метилстирол, акрилонитрил, хлоропрен, изобутилен, этилен, пропилен и др.

В настоящее время производится широкий ассортимент синтетических каучуков, различных по составу и потребительским свойствам. Обычно каучуки классифицируют и называют по названию мономеров, использованных для их получения (изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные, бутадиен-нитрильные каучуки и др.) или по характерной группе атомов, входящих в их состав (полисульфидные, кремнийорганические и т.д.).

Основные типы синтетических каучуков:

- изопреновый;

- бутадиеновый;

- бутадиен-стирольный;

- бутадиен--метилстирольный;

- бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер);

- этилен-пропиленовый;

- бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный сополимер);

- хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен);

- силоксановый каучук;

- фторкаучуки;

- тиоколы (полисульфиды).

По областям применения каучуки принято разделять на каучуки общего и специального назначения.

Каучуки общего назначения обладают комплексом свойств, позволяющим применять их для производства широкого круга изделий, основной характеристикой которых является высокая эластичность при обычных температурах (шины, транспортерные ленты, обувь и др.).

Каучуки специального назначения должны обладать свойствами, обеспечивающими работоспособность изделий в специфических, часто экстремальных условиях: стойкостью к действию растворителей, масел, кислорода, озона, тепло- и морозостойкостью при сохранении своих основных свойств - высокой эластичности в широком диапазоне температур и другими специфическими характеристиками.

Существуют особые группы синтетических каучуков, такие как водные дисперсии каучуков - синтетические и искусственные латексы, жидкие каучуки - отверждающиеся олигомеры, наполненные каучуки - смеси каучука с наполнителями или пластификаторами.

Среди каучуков общего назначения широко распространены бутадиеновые СКД (стереорегулярный 1,4-цис-полибутадиен) и изопреновые СКИ (1,4-цис-полиизопрен) каучуки. Они обладают высокой прочностью, эластичностью, износостойкостью и невысокой стоимостью, что обусловливает их широкое применение в производстве шин (более 90 %). Для модификации потребительских свойств каучуков широко используют сополимеризацию - основной диен полимеризуют с добавлением какого-либо алкена. Таким сополимером является еще один распространенный СК - бутадиен-стирольный каучук (СКС), который применяется при производстве резиновых изделий в широком ассортименте. Близок к СКС по свойствам и области применения бутадиен--метилстирольный каучук (СКМС).

Бутилкаучук (БК) - сополимер изобутилена (2-метилпропена) с небольшим количеством изопрена - относят к каучукам специального назначения, так как он обладает высокой стойкостью к различным воздействиям. Поэтому его используют для изготовления электроизоляции, антикоррозионных и теплостойких покрытий. Полихлоропрен (неопрен, наирит в СССР) - один из наиболее давно известных видов синтетических каучуков, разработанных компанией "Дюпон" еще в 1930-х годах. Каучук обладает высокой масло-, бензо- и озоностойкостью, широко используется в производстве клеев. С высокой масло-, бензо- и теплостойкостью связано также и применение бутадиенакрилонитрильного (СКН) каучука. Высокая прочность при растяжении и стойкость к различным воздействиям обусловливает их разнообразное применение - от искусственной кожи для обуви до изготовления износостойких покрытий, клеев и герметиков.

Для работы в экстремальных условиях используют фторкаучуки - сополимеры фторированных или частично фторированных алкенов, традиционно считавшиеся каучуками, работающими в специфических условиях. Высокая теплостойкость, инертность к воздействиям агрессивных сред - растворителей, кислот, сильных окислителей, негорючесть, стойкость к УФ-облучению позволяют использовать эти уникальные каучуки для работы в условиях высоких температур, в агрессивных средах, а также для изоляции проводов и антикоррозионной защиты аппаратуры.

Кремнийорганические каучуки - полиорганосилоксаны (помимо тепло- и морозостойкости и высоких электроизоляционных свойств) - обладают еще и физиологической инертностью, что обусловливает их применение в изделиях пищевого и медицинского назначения.

Синтетические каучуки выпускаются в промышленных масштабах уже почти 80 лет.

Самой емкой областью потребления синтетического каучука в мире является шинная промышленность. Другим крупным сегментом потребления, который включает в себя самые разнообразные изделия, является производство резинотехнических изделий.

Наиболее популярными каучуками в обоих сегментах являются изопреновый каучук (СКИ), бутадиен-стирольный каучук, бутилкаучук и полибутадиен. Распределение в сегменте резинотехнических изделий общего назначения по маркам каучуков представлено на рисунке 1.1.3.

По состоянию на начало 2016 г. мощности предприятий по производству СК в Российской Федерации составляли примерно 1800 тыс. т в год при объеме производства более 1300 тыс. т в год.

В последние два года в России наблюдается некоторое снижение производства синтетических каучуков. Это объясняется прежде всего:

- усилением конкуренции со стороны стран - производителей натурального каучука;

- определенными трудностями с поставками сырья;

- значительным износом основных фондов;

- медленным осуществлением модернизации и реконструкции производства;

- логистическими проблемами (доля транспортных затрат в структуре себестоимости составляет более 15 %).

Рисунок 1.1.3 - Распределение объема производства по маркам каучуков

С 1931 г. (год пуска первого завода СК в СССР) и вплоть до 1990 г. СССР по объемам производства синтетических каучуков занимал первое место в мире. Сегодня Россия сохраняет лидирующие позиции как в производстве, так и в экспорте каучуков, сохраняя за собой право экспортера мирового значения. На внутреннем рынке остается примерно половина объема производимой продукции.

Рисунок 1.1.4 - Экспорт каучука из России

Среди всех марок экспортируемого из РФ синтетического каучука больше всего экспортно ориентированными являются: изопреновый каучук (СКИ), бутадиеновый каучук и бутилкаучук.

Мировое потребление синтетического каучука с каждым годом увеличивается. Крупнейшие потребители - Китай, Япония, США и Южная Корея. Это объясняется продолжающимся ростом автомобильной промышленности и, соответственно, развитием производства смежных отраслей.

Рисунок 1.1.5 - Экспорт каучука из России

Производство каучуков различного назначения является ведущим направлением в составе нефтехимической промышленности РФ в силу их конкурентоспособности и сохранения стабильных потребительских свойств, чем объясняется их дальнейшее развитие с расширением при этом экспортных позиций с одновременным развитием внутреннего рынка.

Главными предпосылками развития производства каучуков являются:

- расширение производств за счет увеличения их выработки в восточных регионах страны на базе западносибирской нефти и попутных нефтяных газов;

- создание производств мономеров, растворителей, катализаторов и других необходимых составляющих для производства каучуков с использованием отечественного сырья;

- сокращение импорта и увеличение доли отечественной полимерной продукции; при этом вытеснение импорта будет способствовать динамичному развитию отрасли и регионов в ближайшей перспективе;

- сохранение позиций на экспортных рынках;

- внедрение агрегатов большой единичной мощности, что значительно уменьшит выброс органических продуктов в окружающую среду;

- создание новых видов полимерных материалов, пригодных для изготовления трубопроводов, арматуры, емкостей и различного оборудования, работающего в условиях агрессивной среды;

- быстрое развитие систем промышленной инфраструктуры.

Этому будет способствовать расширение использования новых видов полимеров, в том числе пластиковых композитов, как материала для производства крупногабаритных корпусных и мелких, конструктивно сложных деталей машин и механизмов, заменяющих и превосходящих по своим свойствам традиционные материалы.

1.2 Производство полимеров

Основными производителями полимеров в России являются: ПАО "СИБУР Холдинг", ПАО "Нижнекамскнефтехим", ПАО "Казаньоргсинтез" ПАО "ЛУКОЙЛ", ПАО "НК "Роснефть", ОАО "Синтез-Каучук" (г. Стерлитамак), АО "Галополимер" и др. При этом многие основные технологические процессы или стадии процессов синтеза эластомеров и пластиков совпадают или очень близки.

В крупномасштабных производствах преимущественно используется непрерывная технология получения полимеров. Лишь для отдельных типов и марок эластомеров, где требуется иметь узкое молекулярно-массовое распределение (ММР), применяют периодический или полупериодический способ. Технология процесса полимеризации в установках периодического действия проще, чем непрерывного. Однако зачастую производительность таких установок ниже, чем непрерывно работающих производств.

Практически для любой технологии и независимо от характера процесса можно условно выделить несколько основных стадий:

1) прием и хранение мономеров, растворителя и другого сырья;

2) подготовка (осушка, очистка и т.п.) мономеров и растворителя;

3) получение и подготовка компонентов каталитической системы;

4) полимеризация, стопперирование и усреднение;

5) выделение: дегазация, сушка, упаковка и отгрузка продукта в соответствующих выпускных формах.

Для всех технологий основные различия характерны для стадий 3-5. При этом стадия 2 часто совмещает очистку свежих и переработку возвратных растворителя и мономера.

Свойства полимера определяются в основном выбором технологии полимеризации и характеристиками используемого оборудования.

Способы проведения полимеризации

Выбор способа полимеризации определяется конкретными требованиями, предъявляемыми к продукту полимеризации или сополимеризации, природой используемых мономеров, инициатора и целью производства.

В зависимости от фазового состояния среды, в которой протекает реакция полимеризации, различают несколько видов процесса: в среде мономера (в массе или блоке и газофазная), эмульсионная, растворная и суспензионная полимеризация. Полимеры, полученные разными способами полимеризации, отличаются структурой и свойствами.

Полимеризация в массе (блочная полимеризация) - мономер - жидкость, инициатор и агент передачи цепи растворяются в мономере. Если реакцию ведут до практически полного превращения мономера, то получают монолит (блок), имеющий форму сосуда, в которой был залит исходный мономер. При блочной полимеризации можно использовать как инициаторы радикальной, так и катализаторы ионной полимеризации, растворимые в мономере.

Полимеризация в массе наиболее проста по участию наименьшего числа добавок, которые в дальнейшем могут приводить к образованию примесей или дополнительным затратам (в случае, например, растворного процесса). Полимеризация осуществляется при высокой температуре, вследствие чего затруднен теплообмен, возрастает возможность протекания побочных неуправляемых реакций, в том числе термодеструкция полученного эластомера. Если полимер растворим в собственном мономере, то реакционная масса становится очень высоковязкой и могут возникать сопутствующие эффекты типа автоускорения (гель-эффект, управляемый разогрев и др.).

Достоинства:

- простота реализации процесса;

- чистота получаемого продукта, не требующего дальнейшей переработки, отделения и очистки (хотя может возникнуть проблема удаления готового полимера из аппарата синтеза).

Недостатки:

- вязкость реакционной системы увеличивается, что постепенно затрудняет ее перемешивание и в конечном итоге приводит к получению продукта с очень широким молекулярно-массовым распределением;

- автоускорение или гель-эффект.

Применение: используют при получении каучука СКБ, радикальной полимеризации стирола (получение ПС), также полимеризуют винилхлорид для получения поливинилхлоридных смол (которые можно смешивать на стадии коагуляции с латексами каучуков СКН), АБС-пластиков.

Полимеризация в растворе - мономер, инициатор и агент передачи цепи растворяют в инертном растворителе.

Полимеризация в растворе проводится в жидкой фазе, в которой должны растворяться мономер, катализатор и полимер (гомогенный процесс). Если катализатор нерастворим, имеет место гетерогенный процесс. Механизм полимеризации может быть в отдельных случаях идентичен механизму полимеризации в массе, если растворитель полностью инертен. В противном случае он может участвовать в процессе передачи цепи, изменять полярность и др. В качестве растворителя применяют углеводородные соединения ароматического ряда - толуол, бензол и др., алифатического - гексан, изопентан, циклогексан, циклопентан и др. и (или) их смеси разного состава (например, с нефтяным растворителем-нефрасом). Возможно также использование углеводородных растворителей в сочетании с полярными углеводородами (например, хлоралкилами).

Достоинства процесса:

- позволяет гибко управлять (менять и по ходу непрерывного процесса) свойствами получаемых каучуков в широких пределах; облегчает контроль роста вязкости;

- обеспечивает возможность организации лучшего съема, выделяемого при полимеризации тепла.

Недостатки:

- существует определенная вероятность передачи цепи на растворитель, что затрудняет получение очень высокомолекулярных продуктов;

- присутствие растворителя ухудшает условия безопасного ведения процесса в сравнении с эмульсионной полимеризацией в водной среде;

- образующийся полимер необходимо отделять от растворителя.

Применение: используют при получении каучуков СКД, СКИ, ДССК, БК, термоэластопластов (ТЭП линейных и разветвленных), а также при радикальной полимеризации акрилонитрила и катионной полимеризации изобутилена.

Суспензионная полимеризация (капельная или бисерная) - мономер диспергируют в воде в виде мелких капелек, мономер должен быть водонерастворимым.

При суспензионной полимеризации условия проведения реакции такие же, как и при проведении реакции в растворе (низкая вязкость, улучшенная теплопередача и т.д.). Здесь в качестве среды можно использовать углеводороды (например, хлорметил, хлорэтил, изопентан, их смеси и т.п.) или воду, в которой могут быть нерастворимы или растворимы мономер, катализатор, полимер. Используемую среду требуется отделять в конце процесса с последующим возвратом в рецикл. Химический путь реакции в дисперсионной органической фазе может быть идентичным пути реакции при полимеризации в массе.

Достоинства:

- контроль длины кинетических цепей (неширокое молекулярно-массовое распределение);

- эффективный перенос тепла;

- легкость отделения от воды;

- простота переработки готового продукта.

Недостатки:

- ограниченность использования;

- дисперсию готовят механическим перемешиванием, добавляя при этом в большинстве случаев инертные стабилизаторы, вследствие чего в систему попадают загрязняющие элементы.

Применение: используют для получения полистирольных гранул (из которых получают пенополистирол), полистирол-дивинилбензольных гранул (для изготовления ионообменных смол) и гранул поливинилацетата (используемых для дальнейшего превращения в поливиниловый спирт), а также для получения полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида.

Эмульсионная полимеризация - мономер диспергируют в водной фазе в виде однородной эмульсии.

При эмульсионной полимеризации в качестве среды-разбавителя используется предварительно подготовленная специальным образом вода, но органическая фаза в ней более стабильна и более тонкодиспергирована. Катализатор - собственно инициатор и другие компоненты катализирующей системы - обычно растворимы в воде, а точки развития роста цепи находятся в так называемых мицеллах. Полимер выделяют коагулированием с последующими стадиями дегазации и обезвоживания.

Достоинства:

- небольшое изменение вязкости;

- относительная легкость организации теплосъема;

- достаточно высокие скорости реакции;

- простота переработки готового продукта.

Недостатки:

- необходимость использования дополнительных веществ (ПАВ, эмульгаторы и т.д.).

Применение: проводят полимеризацию бутадиена, хлоропрена, винилацетата, винилхлорида, а также акрилатов и метакрилатов. Используют для получения каучуков СКС (СКМС), СКН; АБС-пластиков, полистирола и ПВХ.

Газофазная полимеризация (является разновидностью полимеризации в среде мономера) - способ полимеризации, когда исходный мономер находится в газовой фазе, а целевой продукт образует твердую дисперсную или жидкую фазу.

Достоинства:

- гибкость процесса: параметры реакции могут быть оптимизированы на основе характеристик катализатора и продукта и не ограничиваются физико-химическими свойствами жидких смесей реакционных компонентов (обычно включающих водород в качестве регулятора степени полимеризации);

- расширение ассортимента продукта: влияние набухания растущих полимерных частиц и солюбилизации полимерных фракций в жидкой среде значительно снижает интервал получения всех видов сополимеров;

- минимизация операций полимеризации вниз по потоку: полимер получается непосредственно из реактора в виде сухого твердого вещества и требует простых операций для удаления растворенных мономеров и деактивации катализатора.

Недостатки:

- ограниченность использования.

Применение: полимеризация олефинов (получение полиэтилена, полипропилена и других полиолефинов). Методом газофазной полимеризации по C.В. Лебедеву в СССР раньше получали основной вид каучука СКБ.

В то же время все процессы полимеризации при получении полимеров не завершаются полным превращением мономеров. Это в наибольшей степени характерно для эмульсионной полимеризации, при которой конверсия мономеров обычно составляет 70 % - 80 %. Кроме необходимости удаления воды, появляется необходимость специального узла дегазации (отгонки) непрореагировавших мономеров. При полимеризации в растворе, как правило, конверсия (93 % - 98 % и более) тоже никогда не достигает 100 %, полимер получается в большинстве случаев в виде гомогенной смеси с растворителем. Кроме того, исходные мономеры могут содержать примеси, которые частично остаются в полимере и/или растворителе, так как не вступают в реакцию полимеризации. Поэтому обязательной операцией при всех способах полимеризации является дегазация (наиболее энергоемкая стадия) - отгонка летучих веществ (мономеров, примесей, среды - воды, растворителей из раствора полимера, чаще всего с использованием "острого" водяного пара). С целью снижения энергозатрат возможно применение стадии предварительного концентрирования полимеризата за счет отгона части растворителя.

В соответствии с методами полимеризации могут быть идентифицированы процессы дегазации блочного полимера, латексов, а также каучуков, получаемых полимеризацией в эмульсии и растворе. В основном, как указано выше, в действующих производствах используется водная ("острым" паром) дегазация. Для производства некоторых полимеров возможно использование и безводной дегазации. Дегазация проводится в одном или двух аппаратах специальной конструкции (для некоторых процессов она совмещена с полимеризацией - производство полиизобутилена, кремнийорганических полимеров). Для ускорения процесса дегазации может применяться вакуум. Тепловая энергия для дегазации латексов и каучуков из раствора может подводиться либо через стенку, либо при непосредственном смешении с жидким или парообразным теплоносителем.

Аппаратурное оформление стадий сушки и упаковки также имеет свои особенности, связанные как со свойствами продукта, так и технико-экономическими показателями оборудования. Для каждого выпускаемого полимера используются свои технологии, которые будут рассмотрены в соответствующих разделах ИТС.

1.3 Перечень предприятий, относящихся к сфере распространения справочника НДТ

В таблице 1.1 приведен перечень предприятий, относящихся к сфере распространения настоящего справочника НДТ, и их географическое расположение.

Таблица 1.1 - Перечень предприятий, относящихся к сфере распространения настоящего справочника НДТ

N п/п	Наименование организации	Наименование группы, ассоциации, холдинга	Регион Российской Федерации	Город (населенный пункт)
1	АО "Сибур-Химпром"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Пермский край	г. Пермь
2	АО "Воронежсинтезкаучук"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Воронежская обл.	г. Воронеж
3	ООО "НПП "Нефтехимия"	ПАО "СИБУР Холдинг", АО "Газпромнефть-МНПЗ"	г. Москва	г. Москва
4	АО "Красноярский завод СК"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Красноярский край	г. Красноярск
5	ООО "СИБУР Тольятти"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Самарская обл.	г. Тольятти
6	ООО "Томскнефтехим"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Томская обл.	г. Томск
7	ООО "СИБУР Тобольск"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Тюменская обл.	г. Тобольск
8	АО "ПОЛИЭФ"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Республика Башкортостан	г. Благовещенск
9	АО "СИБУР-ПЭТФ"	ПАО "СИБУР Холдинг"	Тверская обл.	г. Тверь
10	ООО "РусВинил"	ПАО "СИБУР Холдинг", группа Solvay (Бельгия)	Нижегородская обл.	г. Кстово
11	ПАО "Омский каучук"	АО "ГК "Титан"	Омская обл.	г. Омск
12	ООО "Полиом"	ПАО "СИБУР Холдинг", АО "ГК "Титан", "Газпромнефть"	Омская обл.	г. Омск
13	ПАО "Уфаоргсинтез"	ПАО АНК "Башнефть"	Республика Башкортостан	г. Уфа
14	OОO "Газпром нефтехим Салават"	ПАO "Газпром"	Республика Башкортостан	г. Салават
15	ЗАО "Стерлитамакский НХЗ"	ООО "Управляющая Компания "ТАУ НефтеХим"	Республика Башкортостан	г. Стерлитамак
16	ОАО "Синтез-Каучук"	ООО "Управляющая Компания "ТАУ НефтеХим"	Республика Башкортостан	г. Стерлитамак
17	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	ОАО "ТАИФ"	Республика Татарстан	г. Нижнекамск
18	ПАО "Казаньоргсинтез"	ОАО "ТАИФ"	Республика Татарстан	г. Казань
19	ОАО "Казанский завод синтетического каучука" (ОАО "КЗСК")	ОАО "КЗСК"	Республика Татарстан	г. Казань
20	ООО "Ставролен"	ПАО "ЛУКОЙЛ"	Ставропольский край	г. Буденновск
21	АО "Ангарский завод полимеров" (АО "АЗП")	ПАО "НК "Роснефть"	Иркутская обл.	г. Ангарск
22	ОАО "Пластик"	Группа "Пластик"	Тульская обл.	г. Узловая
23	АО "Саянскхимпласт"	ОАО "Саянскхимпром"	Иркутская обл.	г. Саянск
24	АО "Башкирская содовая компания", Стерлитамак	(Башкирская содовая компания)	Республика Башкортостан	г. Стерлитамак
25	АО "Каустик", г. Волгоград	Группа компаний "НИКОХИМ"	Волгоградская обл.	г. Волгоград
26	ЗАО "Завод Новых Полимеров "СЕНЕЖ"	Объединение предприятий "Европласт"	Московская обл.	г. Солнечногорск
27	ООО ОХК "Щекиноазот"	Объединенная химическая компания (ОХК) "Щекиноазот"	Тульская обл.	р.п. Первомайский (г. Щекино)
28	ПАО "КуйбышевАзот"	ООО "Куйбышевазот-плюс"	Самарская обл.	г. Тольятти
29	ООО "Фторопласт"	Частная собственность	Республика Татарстан	г. Бугульма
30	АО "ГалоПолимер Пермь"	АО "ГалоПолимер"	Пермский край	г. Пермь
31	ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк"	АО "ГалоПолимер" АО "ГалоПолимер Пермь"	Кировская обл.	г. Кирово-Чепецк
32	ООО "С-ПЛЮС"	Росатом и НАНОПОЛИМЕР	г. Москва	г. Пенза
33	ОАО НИИ "Ярсинтез"	Смешанная российская собственность с долей собственности субъектов РФ	Ярославская обл.	г. Ярославль
34	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК", г. Воронеж	ФГУП "НИИСК" им. академика С.В. Лебедева	Воронежская обл.	г. Воронеж
35	ООО "ПЕНОПЛЭКС СПБ"	-	Ленинградская обл.	г. Санкт-Петербург

Мощности производств основной полимерной продукции отрасли в РФ за 2016 г. приведены таблицах 1.2-1.13.

Таблица 1.2 - Каучуки растворной полимеризации общего назначения

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки каучуков	Объем производства, тыс. т/год
Каучук синтетический цис-изопреновый (СКИ)
1	ОАО "Синтез-Каучук", г. Стерлитамак	СКИ-3, СКИ-3С (светлый), СКИ-5 (неодимовый), СКИ-5ПМ	74,0
2	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	СКИ-3	269,0
3	ООО "СИБУР Тольятти"	СКИ-3, СКИ-3С	58,0
	Всего:		~400,0
Каучук синтетический цис-бутадиеновый (СКД)
4	АО "Воронежсинтезкаучук"	СКД с использованием неодимовых (СКД/BR-1203 Ti, марка B) и титановых (СКД-НД/BR/-1243 Nd, марка B (LP)) катализаторов	104,0
5	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	СКД-Н (неодимовый), СКД-L (литиевый)	195,0
6	ОАО "Ефремовский завод СК"	СКД, СКД Н-СН	7,5 (производство временно остановлено)
7	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК"	СКД-ГТР (гидроксилсодержащий, низкомолекулярный)	Выпускается периодически малыми партиями
	Всего:		~307,0
Каучук синтетический бутадиен-стирольный (ДССК)
8	АО "Воронежсинтезкаучук"	ДССК-2560-М27, марка А, ДССК-4040-М27	13,8
9	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	ДССК-2012 (блочный сополимер), ДССК-2560Ф, ДССК-2560ФМ (статистический сополимер)	1,0
10	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК"	ДССК-18, ДССК-Д, ДССК-65/3, ДССК-65/35, ДССК-65/40	Выпускается периодически малыми партиями
	Всего:		~15,0
Бутилкаучук (БК)
11	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	БК-1675Н	72,0
12	ООО "СИБУР Тольятти"	БК-1675Н	61,0
	Всего:		~135,0
Галобутилкаучук
13	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	Бромбутиловый каучук: ББК-232, ББК-239, ББК-246	101,0
		Хлорбутиловый каучук (ХБК)	33,0
	Всего:		~135,0

Таблица 1.3 - Каучуки эмульсионной полимеризации

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки каучуков	Объем производства, тыс. т/год
Каучук синтетический бутадиен-стирольный (СКС)
1	АО "Воронежсинтезкаучук"	Немаслонаполненные: СКС-30 АРК/SBR-1500, СКС-30АРКПН/SBR Маслонаполненные: СКС-30 АРКМ-15/SBR-1705, СКС-30 АРКМ-27/SBR-1723	45,0
2	ЗАО "Стерлитамакский НХЗ"	СКС-30 АРК, СКС-30 АРКМ-15, 27 СКС-30 АРКПН	43,4
3	ООО "СИБУР Тольятти"	Немаслонаполненные: СКС-30 АРК/SBR-1500 Маслонаполненные: СКС-30 АРКМ-15/SBR-1705 HI-AR OR СКС-30 АРКМ-27/SBR-1723 TDAE	47,6 (суммарно с СКМС)
4	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК"	СКС-30 АРПД, СКС-30АКО	Выпускается периодически малыми партиями
	Всего:		~183,0
Каучук синтетический бутадиен--метилстирольный (СКМС)
5	ПАО "Омский каучук"	СКМС-30	46,8
6	ООО "СИБУР Тольятти"	СКМС-30АРКМ-15 БСК-1502/SBR-1502	см. СКС
7	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК"	СКМС-10РКП	Выпускается периодически малыми партиями
	Всего:		см. СКС
Каучук синтетический бутадиен-нитрильный (СКН)
8	АО "Красноярский завод СК"	СКН, БНКС	41,0
9	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК"	СКН (20 марок), СКН (карбоксилатные - 6 марок), СКН-18(26,40)ПВХ-30 - наполненные поливинилхлоридом	Выпускается периодически малыми партиями
	Всего:		> 40,0

Таблица 1.4 - Термоэластопласты (ТЭП)

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки каучуков	Объем производства, тыс. т/год
Термоэластопласты дивинил-стирольные (ДСТ)
1	АО "Воронежсинтезкаучук"	ДСТ-30Р-01, ДСТ-30Р-814, ДСТ-30Р-58	73,3
2	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК"	ДСТ-30 (21 марка), ДМДСТ-Р, ДСМСТ, СтироТЭП-65(70)	Выпускается периодически малыми партиями
	Всего:		~75,0

Таблица 1.5 - Каучуки специального назначения

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки каучуков	Объем производства, тыс. т/год
Каучук синтетический этилен-пропиленовый (СКЭП)
1	ПАО "Уфаоргсинтез"	СКЭП-40 (50, 60)	3,0
2	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	СКЭП (5 марок), СКЭПТ (32 марки)	Не выпускается
	Всего:		> 3,0
Каучук синтетический уретановый
3	ОАО "Казанский завод синтетического каучука"	СКУ-ПФЛ-100 (74, 65), СКУ-8А (М, ТБ) Форполимеры уретановые	6,25
	Всего:		> 6,0
Каучук синтетический силиконовый
4	ОАО "Казанский завод синтетического каучука"	СКТ, СКТВ-щ, СКТВ-1 щ, СКТН, СКТФ, СКТЭ	80,4
	Всего:		~80,5
Каучук синтетический эпихлоргидриновый
5	ОАО "Синтез-Каучук", г. Стерлитамак	СКЭХГ	-
Каучук синтетический пропиленоксидный
6	ОАО "Синтез-Каучук", г. Стерлитамак	СКПО	-
Каучук синтетический олигопипериленовый
7	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	СКОП (полимер пиперилена с бутадиеном)	Не выпускается
Транс-полиизопрен
8	ООО "СИБУР Тольятти"	СГ (торговая марка)	Промышленные испытания
Натрий-бутадиеновый каучук (СКБ)
9	ОАО "Казанский завод синтетического каучука" (ОАО "КЗСК")	СКБ-Р (общетехнического назначения), СКБ-РЩ (медицинского назначения)	1,0
	Всего:		~1,0

Таблица 1.6 - Латексы

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	ПАО "Омский каучук"	Латексы синтетические СКС, БМС, БС, СКД	Возобновлено производство в 2017 г.
2	ОАО НИИ "Ярсинтез"	Латексы синтетические и искусственные	Мелкие партии
3	Воронежский филиал ФГУП "НИИСК"	Латексы синтетические СКС, БМ, БС, СКД, БНК, БН, БА, БАС и др.	Выпускается по требованию
4	ОАО "Казанский завод синтетического каучука"	Бутадиен-винилиденхлоридный латекс ДВХБ (эмульсионный)	33,3
5	ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк", г. Кирово-Чепецк	Латексы Элафтор-3000, -7000	-
	Всего:		~33,0

Таблица 1.7 - Полиэтилен

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	ПАО "Уфаоргсинтез"	ПВД (полиэтилен высокого давления)	99,0
2	OОO "Газпром нефтехим Салават"	ПВД (полиэтилен высокого давления)	37,0
		ПЭВД (полиэтилен низкого давления высокой плотности)	108,5
			(145,5)
3	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	ПЭВП - гомополимер (полиэтилен высокой плотности PE2260М) ПЭВП - сополимерные марки (сополимер этилена с гексеном-1 РЕ 6148С, 6948С, 6949СБД и др.) ПЭВП - сополимерные марки (этилена с бутеном-1) ПЭСП - сополимерные марки с гексеном-1 РЕ6432R, PE6438R и др.) Полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП РЕ5118QM, PE5118N, PE5122PM) Всего 34 марки полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП), средней (ПЭСП) и высокой плотности (ПЭВП)	209,0
4	ПАО "Казаньоргсинтез"	Полиэтилен низкого давления высокой плотности	510,0
		Полиэтилен высокого давления	219,0
			729,0
5	ООО "Ставролен", г. Буденновск	Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) (высокой и средней плотности)	271,0
6	ООО "Томскнефтехим"	Полиэтилен высокого давления (ПЭНП) (низкой плотности)	245,6
7	АО "Ангарский завод полимеров"	Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)	39,6
	Всего:		~1750

Таблица 1.8 - Полипропилен

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	ПАО "Уфаоргсинтез"	ПП 01030, ПП 01130, ПП 01270, ПП 02015	131,0
2	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	Полипропилен (гомополимеры РР1262R, РР1362R, РР1316M; статсополимеры РР4132В, РР4215М, PP4445S, PP4240GM; блок-сополимеры РР8300G, РР8348SM, PP8348R, PP8440T, PP9240M, PP9240N, РР9240Р), ППТП (переходные марки)	217,0
3	ООО "Ставролен", г. Буденновск	РРG 3008, РРG 3013, РРG 1035	112,0
4	ООО "СИБУР Тобольск"	РР Н030 GР	465,0
5	ООО "Томскнефтехим"	РР Н030 GР, РР Н270 ff	130,0
6	ООО "Полиом", г. Омск	РР Н030 GР, РР Н250 GР	203,0
7	ООО "НПП "Нефтехимия", г. Москва	РР Н030, РР Н250, РР Н080, РР Н450 - всего 62 марки	130,5
	Всего:		~1400

Таблица 1.9 - Полистирол

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	OОO "Газпром нефтехим Салават"	ПСМ-Э общего назначения УПМ 0508 ударопрочный	33,5
2	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	ПСОН 525М, 585, 530, 402, 403, 407, 591, 537 (585V) общего назначения УППС 825, 825ES, 945Е (740) ударопрочный	295,0
3	АО "Ангарский завод полимеров"	ПСВ - полистирол вспенивающийся	6,8
4	ОАО "Пластик", г. Узловая	Полистиролы суспензионные марок ПСВ-С, ПСВ-Д, ПСЭ	9,8
5	АО "Сибур-Химпром", г. Пермь	ПСВ - полистирол вспенивающийся	99,0
6	ООО "ПЕНОПЛЭКС СПб"	Общего назначения и ударопрочный	8,4
	Всего:		> 450

Таблица 1.10 - Поливинилхлорид (ПВХ)

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	ООО "РусВинил", г. Кстово	Суспензионный и эмульсионный поливинилхлорид (ПВХ)	306,0
2	АО "Саянскхимпласт", г. Саянск	Суспензионный поливинилхлорид (ПВХ)	147,0
3	АО "Башкирская содовая компания"	Суспензионный поливинилхлорид (ПВХ) - 27 марок	249,0
4	АО "Каустик", г. Волгоград	Суспензионный поливинилхлорид (ПВХ)	88,5
	Всего:		~800

Таблица 1.11 - АБС-пластики

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	АБС-пластики (акрилонитрилбутадиен-стирольный сополимер)	4,4
2	ОАО "Пластик", г. Узловая	АБС-пластики (акрилонитрилбутадиен-стирольный сополимер)	11,9
	Всего:		> 16,0

Таблица 1.12 - Полиэтилентерефталат (ПЭТФ)

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	АО "ПОЛИЭФ", г. Благовещенск	Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) аморфный и высоковязкий	211,0
2	АО "СИБУР-ПЭТФ", г. Тверь	Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) под маркой "ТВЕРПЭТ"	76,8
3	АО "Экопэт", г. Калининград	Высоковязкий гранулированный полиэтилентерефталат (ПЭТФ) под торговой маркой	155,0
4	ЗАО "Завод Новых Полимеров "СЕНЕЖ", г. Солнечногорск	Полиэтилентерефталат (ПЭТ) бутылочного назначения под маркой "РОСПЭТ"	Нет данных
	Всего:		~450

Таблица 1.13 - Высокомолекулярные соединения специального назначения

N п/п	Наименование предприятия	Основные марки	Объем производства, тыс. т/год
1	ПАО "Казаньоргсинтез"	Поликарбонаты	66,0
		Сэвилен (сополимер винилацетата с этиленом)	13,0
2	ПАО "КуйбышевАзот", г. Тольятти	Полиамид 6	150,0
		Полиамид 6 вторичный	4,5
3	ООО ОХК "Щекиноазот"	Полиамиды: - полиамид 6 первичный; - полиамид 6130; - полиамид 6 вторичный
4	ООО "С-ПЛЮС", г. Москва	Полиуретан
5	ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк", г. Кирово-Чепецк	Фторопласт-4 (ПТФЭ) Фторполимеры различного назначения Фторкаучуки (СКФ-32, СКФ-26, СКФ-26 ОНМ, СКФ-26 НМ, элафтор -2000, -3000, -7000, -8000, -1000Р)	-
6	АО "ГалоПолимер Пермь", г. Пермь	1. Фторполимеры различного назначения 2. Специальные фторполимеры	-
7	ООО "Фторопласт", г. Бугульма	Политетрафторэтилен - фторполимер-4 (Ф-4)	-

1.4 Анализ приоритетных проблем отрасли

Развитие промышленности полимеров происходит в направлении повышения экономической эффективности производств и обеспечения промышленной и экологической безопасности производств.

1.4.1 Охрана окружающей среды

Охрана окружающей среды и экологическая безопасность процессов получения синтетических полимеров и сополимеров должны обеспечиваться выбором исходного сырья и стадий его переработки. Реализация процессов получения полимеров (сополимеров) должна сопровождаться минимальным образованием отходов (побочных продуктов).

Загрязнение окружающей среды может быть вызвано газообразными выбросами, сбросами загрязненных вод, твердыми отходами процессов полимеризации.

На предприятиях производства полимеров проводится большая работа по дальнейшему совершенствованию технологий, изысканию путей снижения количества вредных выбросов. Это достигается за счет внедрения прогрессивных технологических процессов, которые обеспечивают сокращение количества производственных выбросов, наряду с применением более совершенного технологического оборудования.

Охрана воздушного бассейна

Количество газообразных вредных веществ, поступающих в атмосферу с производственными выбросами от предприятий подотрасли, исчисляется десятками тысяч тонн.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются мономеры, выделяющиеся при коагуляции и сушке каучуков, переработке пластиков, абгазы, выделяющиеся на различных стадиях производства, особенно при регенерации.

Газообразные загрязнения: бутадиен, акрилонитрил, стирол и -метилстирол, бутилен, изопрен, винилхлорид, пропилен и этилен. В некоторых процессах полимеризации образуются олигомеры, которые при дегазации и сушке попадают в атмосферу, иногда окисляясь с образованием не менее опасных продуктов. Все перечисленные вещества обладают физиологическим действием. Особого внимания требуют выбросы акрилонитрила, бутадиена и винилхлорида как веществ с канцерогенными и мутагенными свойствами.

Основные мероприятия по охране воздушного бассейна:

- внедрение новых каталитических систем в производство стереорегулярных каучуков, что позволяет исключить образование олигомеров и резко снизить выбросы углеводородов;

- совершенствование рецептуры полимеризации и коагуляции в производствах эмульсионных каучуков, что позволяет снизить остаточное содержание мономеров в латексе после дегазации;

- совершенствование и замена устаревших сушильных агрегатов каучука в производстве эмульсионных каучуков;

- применение каталитического и термического дожига органики, содержащейся в воздухе от сушильных агрегатов цехов выделения каучуков, в том числе с выработкой собственного водяного пара;

- объем предельно допустимых выбросов (ПДВ) и организация санитарно-защитной зоны (СЗЗ) могут потребовать внедрения дополнительных стадий очистки выбросов.

Охрана водоемов

В сбросах загрязненных вод возможно присутствие углеводородов в виде эмульсий, суспензий полимеров, поверхностно-активных веществ и солевых загрязнений. Использование процессов фильтрации, коагуляции, экстракции и биологической очистки позволяет обеспечивать состав сточных вод до нормативных требований.

Изменение экологической обстановки и требований санитарных рыбоохранных норм выдвигает задачу совершенствования очистных сооружений предприятий синтетического каучука и полимеров, которые характеризуются большим объемом водопотребления и, соответственно, сбросом сточных вод.

В основу рационального использования водных ресурсов положены следующие основные принципы:

- сокращение водопотребления за счет применения аппаратов воздушного охлаждения перерабатываемых продуктов;

- широкое использование для целей промышленного водоснабжения систем оборотного водоснабжения, работающих с минимальным сбросом или вообще без сбросов продувочных вод в водоем;

- сокращение количества сточных вод в промышленных процессах и улучшение их очистки;

- использование очищенных сточных вод различных категорий для пополнения систем промышленного водоснабжения и технических нужд, что дает возможность создания замкнутых систем без сброса сточных вод в водоемы;

- применение новых, более эффективных сооружений водоподготовки и очистки сточных вод.

Разработка и совершенствование замкнутых систем водоснабжения заводов по производству нефтехимической продукции являются главным научно-техническим направлением, обеспечивающим дальнейшее развитие с целью обеспечения требований водоохранного законодательства.

Научно-технические разработки последних лет и опыт работы на передовых предприятиях показали возможность создания беспродувочных систем оборотного водоснабжения, потребление которыми воды из источника вплотную приближается к теоретическому минимуму.

Экологический эффект беспродувочных систем оборотного водоснабжения позволяет улучшить технико-экономические показатели производства.

Задача обезвреживания сточных вод решается в двух направлениях: улучшение технологии действующих и вновь проектируемых производств в направлении сокращения количества сточных вод и их качественного состава; добавление к комплексу мероприятий такого характера внутритехнологического водооборота, локальной очистки сточных вод, изменение рецептуры реакционной смеси с целью снижения количества стоков и исключения применения токсичных и биологически неокисляемых веществ.

Решение вопросов повышения эффективности применяемых схем и сооружений биологической очистки и доочистки сточных вод.

Доочистка сточных вод с применением различных методов позволяет утилизировать сточную воду в качестве источника водоснабжения и создать схему без сброса сточных вод в водоем.

Применение указанных выше технических решений позволяет увеличить мощности производства синтетических каучуков и полимеров не только без привлечения дополнительных источников водоснабжения, но с сокращением забора воды из источников при некотором сокращении сброса сточных вод на очистку.

К твердым отходам процессов получения синтетических каучуков и полимеров относятся каугулюм, нестандартные полимеры, твердые олигомеры. При невозможности утилизации эти вещества требуют размещения на полигонах промышленных отходов.

1.4.2 Источники общей опасности

Основные опасности при производстве различного вида полимеров обусловлены: свойствами применяемых веществ, особенностями технологических процессов, применяемым оборудованием и условиями его эксплуатации, возможными нарушениями правил безопасности работающими.

Свойства применяемых веществ

В производствах обращаются взрыво- и пожароопасные вещества, их соединения и смеси, определяющие в основном характер опасности производства. К таким веществам относятся: горючие газы (ГГ), сжиженные углеводородные газы (СУГ), легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), горючие жидкости (ГЖ), твердые горючие и токсичные вещества. По степени токсического воздействия они относятся к веществам 1, 2, 3, 4-го классов опасности.

Особенности технологических процессов

Технологические процессы протекают при повышенных температурах и давлениях, что увеличивает вероятность разгерметизации трубопроводов и оборудования с последующим возгоранием или взрывом.

Применяемое оборудование и условия его эксплуатации

Основными факторами опасности, возникающими при эксплуатации оборудования, являются:

- наличие и эксплуатация трубопроводов пара и горячей воды;

- эксплуатация оборудования с повышенной (выше 45 °C) температурой поверхности;

- эксплуатация оборудования с пожароопасными материалами при повышенной температуре;

- эксплуатация машин и механизмов с движущимися, режущими и вращающимися деталями;

- эксплуатация насосного оборудования с высоким давлением нагнетания;

- эксплуатация электрооборудования;

- эксплуатация грузоподъемных устройств и автотранспорта;

- повышенная вибрация аппаратов;

- возможная загазованность рабочей зоны;

- наличие шума от вращающихся и грузоподъемных механизмов;

- расположение оборудования на высоте (наружные установки);

- газоопасные работы внутри аппаратов при их очистке и ремонте;

- огневые работы.

При эксплуатации оборудования могут возникать опасности, связанные со следующими факторами:

- коррозия и усталость металлов;

- механическое повреждение оборудования;

- некачественное проведение ремонта;

- нарушение условий эксплуатации;

- брак, допущенный на этапе изготовления оборудования.

Возможные нарушения правил безопасности работающими

Причинами, которые могут привести к аварийным ситуациям в процессе работы, чаще всего являются:

- ошибки производственного персонала;

- нарушение регламентных параметров технологического процесса;

- отказы оборудования;

- отключение электроэнергии;

- прекращение подачи хладагентов;

- прекращение подачи греющего пара;

- прекращение подачи охлаждающей воды;

- прекращение подачи воздуха КиА;

- разряды статического электричества при нарушении заземления;

- отказы в системах блокировок и сигнализации, вызванные неисправностью приборов и линий их подключения;

- отказы средств контроля, управления параметрами технологического процесса, отказы систем ПАЗ и противоаварийных устройств;

- нарушение правил промышленной безопасности работающими.

Эти опасности могут быть минимизированы вплоть до исключения при условии четкого выполнения рабочих инструкций, инструкций по технике безопасности и охране труда, при систематическом контроле хода производственного процесса и работы вентиляционных систем.

1.4.3 Экономическая эффективность

Наиболее важными направлениями повышения экономической эффективности в производстве полимеров являются:

- необходимость в техническом перевооружении и реконструкции морально и физически устаревших производств и предприятий;

- внедрение более эффективных технологий получения полимеров и стадий технологических процессов (полимеризации, выделения и очистки продуктов реакции, сушки, упаковки и др.);

- создание новых катализаторов, обладающих высокой активностью и обеспечивающих высокую селективность образования целевого продукта в течение длительного периода работы (до нескольких лет);

- оптимальный выбор приемлемого по стоимости, доступности и качеству сырья;

- минимизация материальных и энергетических затрат путем оптимизации параметров работы действующего оборудования и внедрения организационно-технических мероприятий по экономии материальных и энергоресурсов;

- расширение ассортимента с созданием новых видов полимеров, менее затратных (имеющих меньшие расходные нормы материальных и энергоресурсов), но более эффективных, чем существующие;

- экономическая эффективность комбинирования, которая учитывает не только снижение затрат, но и повышение сложности управления предприятием и его организационной структуры. Комбинирование эффективно, если объединяют процессы, технологически родственные и основанные на комплексном использовании сырья (например, производства продуктов из этилена, пропилена, бутиленов, производства смол, каучука и др.);

- автоматизация производств;

- более высокий уровень специализации проведения ремонтных и подготовительных работ;

- повышение производительности труда за счет совершенствования уровня контроля и управления производством, более четкой организации рабочих мест и совмещения должностных обязанностей операторов, внедрения инвестиционных проектов, увеличения межремонтного пробега оборудования за счет более рационального проведения подготовки к ремонтным работам и самого ремонта и др.