Реконструкция производства бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ»

По второму режиму мероприятия по регулированию выбросов должны обеспечивать сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы на 20 – 40%. Эти мероприятия включают в себя все мероприятия первого режима, а также мероприятия, связанные с технологическими процессами производства и сопровождающиеся незначительным снижением производительности проектируемого объекта.

Мероприятия по сокращению выбросов по второму режиму включают:

• снижение производительности отдельных аппаратов и технологических линий, работа которых связана со значительным выделением в атмосферу вредных веществ;
• остановку технологического оборудования на планово-предупредительный ремонт, если его сроки совпадают с наступлением НМУ;
• перевод котельных и ТЭЦ, где это представляется возможным, на природный газ или малосернистое и малозольное топливо;
• ограничение движения и использование транспорта на территории предприятия и города согласно ранее разработанным схемам маршрутов;
• проверку автотранспорта на содержание загрязняющих веществ в выхлопных газах;
• прекращение обкатки двигателей на испытательных стендах;
• мероприятия по предотвращению испарения топлива;
• запрещение сжигания отходов производства и мусора, если оно осуществляется без использования специальных установок, оснащенных пылегазоулавливающими аппаратами.

По третьему режиму мероприятия должны обеспечивать сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы на 40 – 60%, а в особо опасных случаях следует осуществлять полное прекращение выбросов. Мероприятия по третьему режиму включают в себя все мероприятия, разработанные для первого и второго режима, а также мероприятия, разработанные на базе технологических процессов, имеющих возможность снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за счет временного сокращения производственной мощности предприятия.

Мероприятия по сокращению выбросов по третьему режиму включают:

• снижение производственной мощности или полную остановку производств, сопровождающихся значительными выбросами загрязняющих веществ;
• остановку производств, не имеющих газоочистного оборудования;
• проведение поэтапного снижения нагрузки параллельно работающих однотипных технологических агрегатов и установок (вплоть до отключения одного, двух, трех и т.д. агрегатов);
• остановку технологического оборудования с неисправными газоочистными агрегатами и установками;
• отключение аппаратов и оборудования с законченным технологическим циклом, сопровождающимся значительным загрязнением воздуха;
• запрещение погрузочно-разгрузочных работ, отгрузки готовой продукции, сыпучего исходного сырья и реагентов, являющихся источниками загрязнения;
• остановку пусковых работ на аппаратах и технологических линиях, сопровождающихся выбросами в атмосферу;
• запрещение выезда на линии автотранспортных средств (включая личный транспорт) с неотрегулированными двигателями [26].

 

6.3. Количественная и качественная  характеристика отходов  
производства

 

Вредные выбросы в атмосферу на предприятии ЗАО «ЭКООЙЛ» цех Д-4а представлены в табл. 6.1 [1].

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.1

Вредные выбросы в атмосферу

 

Наименование выброса, отделение, аппарат, диаметр и высота выброса		Выбросы после скруббера Кн-175; D=0,05 м, Н=16 м
Суммарный объем отходящих газов, м3/сек		0,002
Периодичность		постоянно
Характеристика выброса	Температура, оС	0
	Состав выброса	Ацетонитрил	Углеводороды
	ПДК атм.в. вредных веществ, мг/м3	0,1	3,0
	Допустимое количество нормируемых компонентов вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, г/сек	0,00002	0,000028
Направление использования, метод очистки или уничтожения		улавливание паров ацетонитрила фузельной водой

 

Сточные воды на предприятии ЗАО «ЭКООЙЛ» цех Д-4а представлены в табл. 6.2 [1].

 

Таблица 6.2

Сточные воды

 

Наименование выброса, отделение, аппарат, диаметр и высота выброса	Сброс фузельной воды после Т-178	Сброс промышленной воды при гидропромывках апппаратов
Место сбрасывания	ХЗК колодец  №394 или градирня №11, 12 в/бл №128
Количество стоков, м3/сут	48	320
Периодичность сброса	постоянно	периодически
Характеристика выброса, контролируемые вредные вещества в сбросах (по компонентам) и норма вредных веществ, мг/л	Ацетонитрил       н/б 59 ХПК                     н/б 180 Метанол             н/б 61 Нефтепродукты  н/б 5,0 Железо                н/б 0,5
Направление использования, метод очистки или уничтожения	ОБОС МУП «Водоканал»

 

6.4. Способы утилизации газообразных  и  канализования жидких  
промышленных отходов

 

Способы утилизации газообразных промышленных отходов

 

В группе газообразных отходов наибольшую долю составляют отходы технологических газов, продукты сгорания из печей и парогенераторов, выбросы загрязненного воздуха из вентиляционных систем. Газы содержат многочисленные соединения, в состав которых помимо углеводорода и водорода могут входить кислород, сера, азот, галогены.

Очистка выбрасываемых в атмосферу газов от этих соединений может быть достигнута их сжиганием при высоких температурах (900-1000 °С), однако такой способ требует больших затрат первичного топлива, что особенно нерентабельно при обезвреживании газов с малым содержанием вредных веществ. В связи с этим получила применение каталитическая очистка, осуществляемая при более низкой температуре (до 300-400 °С). Рассмотрим примеры каталитической очистки различных газовых выбросов [27].

 

Каталитическая очистка газов от органических веществ

Наиболее часто применяется следующая принципиальная схема очистки. Очищаемые газы проходят отбойники и циклоны для отделения конденсата и взвешенных частиц, захваченных газовым потоком. Затем газы нагревают в рекуперативных теплообменниках и в подогревателе до температуры реакции и направляют в реактор. Автотермическое проведение процесса возможно при содержании горючих примесей 5-10 г/м3 (адиабатический разогрев таких смесей 150-300 град ), при меньшем содержании необходим подвод тепла от постороннего источника. Очищенные газы охлаждают и выбрасывают в атмосферу.

Активные компоненты катализаторов, используемых для очистки отходящих газов, можно разделить на три группы: благородные металлы, сплавы и оксидные системы. Катализаторы должны окислять более 90% (об.) СО и углеводородов в широком интервале температур (250-800 °С) в присутствии воды (около 15%) и не должны отравляться соединениями серы. Наиболее распространены платиновые катализаторы вследствие способности их ускорять самые различные реакции превращения органических соединений в окислительных и восстановительных средах (окисление, гидрирование).

Для обезвреживания газов используются и более дешевые таблетированные катализаторы на основе оксидов неплатиновых металлов (Ni, Сu, Сr, Мn).

В производстве изопрена дегидрированием изопентана образуются отходящие газы, в которых помимо азота, кислорода и диоксида углерода содержатся углеводороды С1-С5. Для их очистки используется платиновый катализатор АП-56 (Pt-AI2O3). При двухступенчатой очистке газа с содержанием органических соединений 4,5% (об.) на этом катализаторе конверсия достигает 96-100% при температуре 260-350 °С, объемной скорости 50000 ч-1 и 1,5-2,0-кратном избытке воздуха [27].

 

Каталитическая очистка газов от оксидов азота

В химической промышленности выбросы оксидов азота с отходящими газами имеют место в производстве азотной кислоты и при сжигании топлива в топках технологических печей. Образование оксидов азота в топках происходит в результате окисления азота воздуха при высоких температурах:

N2 + 02 = 2NO - 180 кДж/моль.

Концентрация образовавшихся оксидов азота NOx зависит от температуры и избытка воздуха в зоне горения. Оба этих фактора (повышенная температура и избыток воздуха) благоприятствуют их образованию. При сжигании природного газа в продуктах сгорания при избытке воздуха α = 1,2 образуется NOx в количестве 0,3-0,4 г/м3, а при α = 1,05 - в количестве 0,1-0,15 г/м3.

В промышленной практике для обезвреживания газов применяются методы каталитического восстановления оксидов азота природным газом (при Т > 500 °С) или аммиаком (при Т< 500 °С) до молекулярного азота и воды.

Суммарные реакции высокотемпературного процесса восстановления оксидов азота природным газом можно представить в виде

СН4 + 4NO2 = СО + 4NO + 2Н20 + 574,4 кДж;

СН4 + 4NO = СO2 + 4N2 + 2Н20 + 11646 кДж.

В качестве катализаторов в процессе применяются металлы Pt, Pd, Ni, Сu, Cr, Fe и сплавы Ni-Сr, Cu-Cr, Zn-Cr и другие, нанесенные на оксид алюминия, силикагель. В производстве азотной кислоты хвостовые газы обезвреживаются на катализаторе АПК-2 (А1203 с 2% Pd). Процесс восстановления NOx в реакторе осуществляется при температуре 720-770 °С и объемной скорости газа 15000-25000 ч-1. Остаточное содержание оксидов азота 0,002-0,008% (об.) достигается при избытке природного газа относительно стехиометрического.

В качестве восстановителя в высокотемпературном процессе может также использоваться водород:

NO2 + Н2 = Н2O + NO + 18469 кДж;

NO + Н2 = Н2O + 0,5N2 + 332,5 кДж.

Низкотемпературный процесс каталитического восстановления оксидов азота аммиаком до молекулярного азота протекает при 200-350 °С:

4NH3 + 6NO = 5N2 + 6Н2O + 1810,6 кДж;

8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12Н2O + 2734 кДж.

В качестве катализатора селективного восстановления NOx используют Pt, MgO, V2O5, CuO, Cr2O5, оксиды других металлов. На алюмованадиевом контакте АВК-10М при объемной скорости очищаемого газа 15000 ч-1, 20%-м избытке воздуха достигаются степень очистки 98-96% и остаточное содержание оксидов азота 0,002-0,003% (об.) [27].

 

Канализования жидких промышленных отходов

Канализование промышленных предприятий предусматривает: отведение с территории промышленных предприятий только тех отработавших загрязненных (сточных) вод, дальнейшее использование которых на данном предприятии невозможно по технологическим условиям или нецелесообразно по технико-экономическим показателям; очистку сточных вод для охраны водоемов от загрязнения.

Основным направлением в решении проблемы охраны водоемов является максимальное сокращение отходов, потерь сырья и готовой продукции, сбрасываемых со сточными водами в канализацию, и максимальное сокращение количества сточных вод. Потери могут быть уменьшены путем совершенствования технологических процессов и регенерации попадающих в сточные воды ценных веществ.

Количество сбрасываемых в канализацию сточных вод может быть уменьшено путем повторного использования отработавшей воды на тех же производственных операциях, где она образовалась, или использования такой воды для других технологических нужд, где возможно применение воды более низкого качества, чем вода из основного водопровода. При этом могут быть два основных варианта использования сточныхвод: 1) после предварительной их обработки (например, нейтрализации) или очистки (например, отстаивания) на том же или соседнем предприятии; 2) без предварительной обработки.

Существенное сокращение количества сточных вод достигается за счет применения воздушного охлаждения конденсационно-холодильных аппаратов вместо водяного охлаждения.

Введение циклов повторного использования сточных вод, замена водяного охлаждения воздушным обусловливают необходимост ь комплексного решения всех вопросов водоснабжения и канализации, связанных с технологией промышленных предприятий.

Особое внимание должно уделяться размещению на территории промышленной площадки инженерных коммуникаций (технологических трубопроводов, водопроводов, газопроводов, канализационных коллекторов, насосных станций и др.). Экономически эффективным является комплексное решение систем водоснабжения и канализации населенных мест и промышленных предприятий, территориально объединенных в одном промышленном районе. Кардинальным решением с точки зрения охраны поверхностных водоемов от загрязнений сточными водами является осуществление «бессточной» системы канализации [27].

На промышленных предприятиях, как правило, приходится отводить три основных вида сточных вод:

1. производственные, представляющие собой воды, отработавшие в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (например, воды угольных шахт, рудников, пластовые воды нефтяных промыслов и т. п.);
2. бытовые — от санитарных узлов административных и производственных корпусов, от мытья полов в этих корпусах, а также от душевых установок, расположенных в производственных цехах или специальных павильонах;
3. атмосферные — дождевые и от таяния снега.