WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

В восьмой главе изложена концепция производства и рационального применения отхода производства – атактического полипропилена и продуктов его термоокислительной деструкции в рамках Западно-Сибирского территориально-промышленного комплекса. Из ряда полиолефинов полипропилен остается и в настоящее время наиболее интересным и перспективным высокомолекулярным веществом. Для повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции и рентабельности производства российских производителей нами было выдвинуто предложение переориентировать производственные мощности ООО «ТНХК» с производства изотатктического полипропилена на выпуск некристаллических полимеров пропилена. Учитывая потребности российских промышленных предприятий в АПП и некристаллических полимерах пропилена, которая оценивается в 100,0 тыс. т/год, высокую стоимость некристаллических полимеров пропилена (1000 дол./т) и большие возможности экспорта, предлагаемая технология их получения с использованием микросферического катализатора первого поколения (МСК-1) является экономически обоснованной. Сырье для реализации данного проекта горит в нашей стране повсеместно на факельных установках нефтедобывающих предприятий. В сложившейся практике эксплуатации нефтегазодобывающих ТПК до настоящее времени не учитывается ресурсный потенциал ПНГ.

По современным данным за 2008 год объем факельного сжигания попутного газа в мире составил порядка 168 миллиарда м3. При этом 50,7 миллиарда м3 из этого объема сожгли в России, из них 26,7 миллиарда м3 – на территории Западно-Сибирского ТПК (ЗСТПК). Несмотря на падение цены на углеводородное сырье, полипропилен как стоил 1000 долларов за тонну, так и стоит на сегодняшний день.

Принципиальная схема использования в нефтехимии углеводородных газов С1-C4, сжигаемых в настоящее время на факелах, приведена на рисунке 6. Особенностью этой схемы является использование в качестве сырья для производства олефинов отходящих углеводородных газов, что в России никогда не осуществлялось в крупномасштабных производствах. Нами рассмотрена возможность создания процесса получения АПП по упрощенной технологической схеме с получением пластифицированных или растворенных готовых продуктов, которые не требуют грануляции: клеи для липких лент, клеи-расплавы, присадки к маслам и др. Использование высокоэффективных катализаторов исключает из технологической схемы стадию отделения остатков катализатора от полимера, а также узлы нейтрализации и регенерации растворителя. Традиционная схема получения олефинов в России базируется на использовании в качестве сырья для установок типа ЭП-300 прямогонного бензина, что требует больших капитальных затрат на строительство и переработку побочных продуктов производства, включая смолу пиролиза. Основным способом получения АПП на действующих промышленных установках является сополимеризация пропилена с а-олефинами с использованием низко стереоспецифичных каталитических систем. При сополимеризации повышается разветвленность макромолекул полимера, что затрудняет его кристаллизацию.

Рис. 6. Перспективы развития производства и переработки полиолефинов (на примере ХМАО-Югры).

Реализация этого проекта возможна в рамках ЗСТПК при совместном участии Томской области (ООО «ТНХК») и Ханты-Мансийского автономного округа. ХМАО-Югра обладает для решения поставленных задач природными ресурсами и экономическими возможностями, а Томская область имеют в своем распоряжении действующую технологию и трудовые ресурсы. Наличие уже существующей системы отношений в рамках рассматриваемого ТПК позволяет реализовать данный проект.

Важно отметить, что нефть и газ рассматриваемого региона имеют высокое качество: отличается легкостью, малосернистостью, имеет большой выход легких фракций. Попутный газ содержит 97% метана, редкие газы, и вместе с тем в нем отсутствует сера, мало азота и углекислоты. На территории ЗСТПК действуют 9 газоперерабатывающих заводов (ГПЗ) со всей необходимой инфраструктурой (компрессорные станции, товарные парки, наливные железнодорожные эстакады и т.д.). По данным Андрейкиной химический состав ПНГ поступающий на данные предприятия для переработки характеризуется максимальным значением углеводородов состава С3 и С4, а также достаточным количеством углеводородов состава С5 и выше на фракцию, что позволяет считать ПНГ региона достаточно «жирным» и использовать как нефтехимическое сырье (Андрейкина, 2005). Выпуск АПП и некристаллических полимеров пропилена по технологии прямого синтеза уже давно освоен рядом европейских американских фирм. Катализатор и технология их получения в литературе не описаны. Получаемые с высоким выходом и молекулярной массой некристаллические полимеры широко используются в промышленности: в производстве клеев, нелетучих пластификаторов, в качестве заменителей поливинилхлорида и для повышения ударопрочности полимеров. Основная масса аморфных полиолефинов или АПП используются в качестве модификаторов в смеси с асфальтом для придания ему эластичности и высокотемпературной прочности при получении кровельных материалов (так называемая однослойная «вечная» кровля). Для этих целей применяется 27,4 тыс. т/год: АПП. При получении адгезивов и бумажных ламинатов расходуется более 18,0 тыс.т/год АПП. При изготовлении изоляции для проводов и кабелей используется в качестве наполнителя (около 9,0 тыс.т/год).

Высокая экономическая эффективность освоения нефтяных ресурсов ЗСТПК (в сравнении с нефтями конкурирующих районов обеспечивается существенная экономия затрат на каждую добытую тонну) нивелирует значительную дороговизну промышленного, гражданского и транспортного строительства. Необходимость создания в этом районе высокого уровня обслуживания проживающего населения (жилищного и культурно-бытового), недостаточное количество путей сообщения круглогодичного действия говорит о необходимости оптимизации производственной структуры и территориальной организации ТПК. Существующая в настоящее время специализация – нефтедобывающая и лесная промышленность – должна быть расширена и дополнена нефтехимической отраслью производства. Развитие нефтехимических производств позволит успешно решить проблемы трудоустройства населения, а использование дешевых факельных углеводородных газов в производстве улучшит экономическую обстановку в нефтедобывающих регионах и снизит срок самоокупаемости заводов.

Основное стратегическое направление России в нефтехимической промышленности – превосходство в сырьевом обеспечении, нами достигнуто. Следует учитывать, что по мере углубления химической переработки попутного и природного газа, цена на товарную продукцию стремительно нарастает, что увеличивает прибыль предприятия. Если принять цену природного газа за единицу, то метанол будет иметь относительный индекс стоимости 2, полиэтилен и полипропилен – 10, поликарбонаты и другие специальные пластмассы – 20-40. Что немаловажно современные технологии переработки природного газа в нефтехимические продукты являются малоотходными и безотходными.

Создание нефтехимических производств большой мощности для квалифицированной переработки углеводородного сырья, в первую очередь факельных газов, позволит обоснованно планировать стабильный уровень добычи нефти и газа в стране. Увеличение переработки ПНГ позволит обеспечить нефтехимическую промышленность дополнительными объемами углеводородного сырья, будет стимулировать инвестиции в нефтехимические производства с высокой добавленной стоимостью и способствовать переориентации отечественной экономики с экспорта сырья на производство и экспорт высокотехнологичной продукции

Возрастание экологической ответственности предприятий вследствие общемировой тенденции к сокращению вмешательства государства в экономику, стимулирование частной инициативы и создание глобальных рынков – это одна из основных характеристик экологической политики любого региона, стремящегося развиваться в инновационных социально-экономических направлениях. Экономия сырья, материалов, энергетических ресурсов, организация потоков загрязняющих веществ и отходов, рециклинг отходов производственной деятельности и многое другое отличает деятельность экономических субъектов, направленную на последовательное уменьшение воздействия на окружающую среду при одновременном увеличении объемов производства, повышении качества продукции.

Основные результаты диссертационной работы

Проведенные исследования и полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

  1. Проведен системный анализ влияния различных факторов на особенности поведения полимерных отходов производства ИПП в ходе процессов экструзионного формования и термоокислительной деструкции, что позволило разработать научные основы методов и средств их безопасной утилизации.
  2. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден патентозащищенный метод безопасной утилизации полимерных отходов производства ИПП в виде процесса высокотемпературного окисления расплава кислородом воздуха в температурном интервале 180-250 С. Экспериментально подобраны оптимальные условия их окисления: расход воздуха, температура и время окисления.

Разработано и прошло апробацию специальное оборудование для получения окисленных полимерных отходов производства ИПП.

Отлажено производство ОАПП по непрерывному технологическому процессу синтеза согласно марочному ассортименту продукции.

  1. Получен новый востребованный продукт ­­– окисленный АПП обладающий уникальным строением и комплексом эксплуатационных свойств, которые выявляются в результате термоокислительной деструкции.
  2. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден патентозащищенный метод переработки полимерных отходов производства ИПП методом экструзии. Установлено, что основные свойства полимерных отходов производства ИПП после их переработки методом экструзионного формования сохраняются без изменения.

Разработана, изготовлена и прошла апробацию установка для переработки методом экструзии мощностью 300 кг/ч.

  1. Проведена геоэкологическая оценка воздействия исходных и окисленных полимерных отходов производства ИПП на окружающую среду с использованием физико-химических методов анализа. Определено, что уровень риска химического загрязнения при введении исходных и модифицированных путем термоокислительной деструкции полимерных отходов производства ИПП в компоненты сферы жизнедеятельности человека пренебрежимо мал.
  2. Разработаны патентозащищенные способы производства битумно-полимерных вяжущих, антикоррозионной композиции и герметизирующих материалов внедренные на предприятиях ЗАО «Гермаст», ООО «Атактика».

Раскрыты научные основы получения и разработаны рецептуры композиционных материалов с использованием продуктов термоокислительной деструкции АПП. Экспериментально обоснован механизм химического взаимодействия окисленного атактического полипропилена (ОАПП) с полисопряженными полициклическими соединениями битумов, с наполнителями герметизирующего материала.

  1. Разработана концепция оптимизации структуры Западно-Сибирского ТПК, разработаны практические рекомендации по совершенствованию технологии использования попутного нефтяного газа и полимерных отхода производства ИПП, что позволяюет решить важную народнохозяйственную задачу по обеспечению экологической безопасности, устойчивого развития регионов РФ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

Статьи в журналах рекомендованных ВАК для опубликования основных результатов докторских диссертаций

  1. Исследование экстракционной способности непредельных кетонов (статья). Журнал прикладной химии. 1999. – Т.72. – Вып. 10. – С. 1637 – 1641. (Нехорошев В.П., Меркулов В.Г., Госсен Л.П., Туров Ю.П.)
  2. Окисленный атактический полипропилен: получение, свойства и применение (статья). Журнал прикладной химии. 2000. – Т. 73. – Вып. 6. – С. 996 – 999. (Нехорошев В.П., Госсен Л.П., Попов Е.А., Тузовская И.В.)
  3. Влияние продуктов химического модифицирования атактического полипропилена на свойства битумных вяжущих материалов (статья). Журнал прикладной химии. 2001. – Т.74. – Вып. 7. – С. 1332 – 1337. (Нехорошев В.П., Попов Е.А., Госсен Л.П.)
  4. Модифицированная антикоррозионная композиция на основе пушечной смазки (статья).Химия и технология топлив и масел. 2002. – № 4. – С. 35 – 36. (Попов Е.А., Нехорошев В.П.)
  5. Особенности строения атактического полипропилена (статья). Пластмассы. 2005. – № 12. – С. 6 – 9. (Нехорошев В.П., Попов Е.А., Рубан С.В.)
  6. Влияние условий синтеза на состав и свойства микросферического катализатора полимеризации пропилена (статья). Журнал прикладной химии. 2005. – Т.78. – Вып. 6. – С. 952 – 956. (Нехорошев В.П., Ушакова Н.С., Рубан С.В.)
  7. Исследование состава и строения продуктов термоокислительной деструкции атактического полипропилена. Сообщение 1. Окисленный атактический полипропилен (статья). Журнал прикладной химии. 2006, Т. 79. – Вып. 3. – С. 493 – 496. (Нехорошев В.П., Савин В.В., Гаевой К.Н., Туров Ю.П., Огородников В.Д.)
  8. Исследование состава и строения продуктов термоокислительной деструкции атактического полипропилена. Сообщение 2. Строение низкомолекулярных продуктов (статья). Журнал прикладной химии. 2006. – Т. 79. – Вып. 6. – С. 845 – 852. (Нехорошев В.П., Гаевой К.Н., Туров Ю.П., Огородников В.Д.)
  9. Научно-практические основы переработки и рационального использования полимерных отходов на примере атактического полипропилена (статья). // Экологические системы и приборы. 2008. – №3. – С. 12 – 17. (Нехорошев В.П.)
  10. Переработка атактического полипропилена методом экструзионного формования (статья). Пластмассы. 2008. – № 3. – С. 6 – 14. (Нехорошев В.П., Бердников Н.А., Коновалов С.И., Гаевой К.Н.)

Патенты:

  1. Битумно – полимерное вяжущее (патент). RU 2181733 С2 7С08L95/00 (Нехорошев В.П., Попов Е.А.)
  2. Антикоррозионная композиция (патент). RU 2184754 C2 7C09D 191/00 (Нехорошев В.П., Попов Е.А., Воронков Н.Н.)
  3. Окисленный атактический полипропилен с полярными функциональными группами, способ его получения и устройство для его осуществления (патент). RU 2301812C1 (Нехорошев В.П., Регнер В.И., Гаевой К.Н.)
  4. Термопластичные герметизирующие материалы и способ их получения (патент). RU 2309969 C1 (Нехорошев В.П., Коновалов С.И, Лапутина Г.М., Гаевой К.Н., Колесов А.В.)
  5. Способ переработки некристаллических полимеров пропилена и устройство для его осуществления (патент). RU 2291778 C2 (Нехорошев В.П., Гришонков Г.Ю., Бердников Н.А.)

Монографии:

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»