Материал

Глицерин

Производство глицерина

В настоящее время разработано множество методов синтеза глицерина. Заслуживающим внимания до последнего времени являлся синтез, основанный на применении пропилена, который получают из продуктов крекинга нефти. В процессе производства получается много неиспользуемых отходов и побочных продуктов, а так?е бол?шое количество сточных вод, содержащих органические производные хлора.

С 1959 года начали выпускать глицерин, в производстве которого исключено применение хлора. При данном методе не образуется неиспользуемых отходов производства. Однако ведение процесса затруднено сильной токсичностью акролеина.

В последнее время в промышленности все большее применение стали находить способы производства синтетического глицерина, основанные на использовании в качестве сырья окиси пропилена.

В Советском Союзе освоили двухпериодный процесс получения глицерина из окиси пропилена и перекиси водорода. Технология отличается простотой, отсутствием необходимости применять высокие давления и температуры, отсутствием сточных вод и неиспользуемых отходов.

По мере развития техники и расширения сферы применения жирных кислот и глицерина в различных отраслях промышленности менялись и методы получения их из жиров.

Большое распространение в свое время получил метод расщепления жиров в автоклавах под давлением 0,6 – 0,8 Мн/м2 (6 – 8 атм), в присутствии 0,1 – 0,25% окиси цинка, 2 – 3% окиси кальция или 0,5 – 1% окиси магния. Процесс расщепления жиров длится около 10 –12 ч.

Для выделения глицерина из жира применялся некоторое время метод Кребица. По этому методу жиры обрабатываются известковым молоком, омыляющим жиры с образованием кальциевых мыл и глицерина. Этот метод, хотя и дает возможность получать светлые жирные кислоты с малым содержанием органических примесей, но из-за громоздкости аппаратуры и трудоемкости процесса в настоящее время не применяется.

Простота аппаратурного оформления и относительно несложные схемы технологического процесса обусловили широкое распространение реактивного метода расщепления жиров, где идёт нагрев при температуре около 100 С с водой в присутствии небол?шого количества серной кислоты и особых ускорителей процесса – реактивов.

Основным методом расщепления жиров в настоящее время является гидролиз при температуре 210-250?С, известный как метод безреактивного расщепления жиров. На некоторых предприятиях еще сохранился контактный метод расщепления жиров. БРЖ осуществляется периодическим способом в автоклавах либо непрерывным способом колонных аппаратах, а также в батарее последовательно работающих автоклавов.

После химической обработки и последующего фильтрования получают, в зависимости от метода гидролиза жиров, глицерино­вые растворы с различным содержанием глицерина.

Глицериновые воды, полученные при гидролизе жиров с кон­тактом Г. С. Петрова, содержат 20—25% глицерина; глицерино­вые воды, полученные безреактивным методом расщепления жи­ров, содержат 14 -16% глицерина; подмыльный щелок содержит 5—10% глицерина. Кроме глицерина, растворы содержат также некоторое количество солей и загрязнения.

Для получения технического (сырого) глицерина необходимо повысить содержание глицерина, удалив из раствора воду, что достигается упариванием глицериновых растворов.

Упаривание растворов может производиться, как и открытых коробках, так и в специальных выпарных аппаратах.

Метод выпаривания глицериновых растворов в открытых ко­робках при атмосферном давлении в настоящее время применяет­ся редко и только для предварительного упаривания глицерино­вых растворов. Этот метод имеет ряд существенных недостатков: необходим исключительно свежий пар, так как температура ки­пения глицериновых растворов находится выше 100°С и повышает­ся ко мере возрастания концентрации глицерина; невозможно ис­пользовать вторичный пар (пар, образующийся при выпарива­нии), наконец, этот метод выпарки ведет к большим потерям глицерина, так как вместе с парами воды улетучивается также и глицерин, причем потери возрастают с увеличением концентрации глицерина.

Практикой было установлено, что при выпарке глицериновых растворов в открытых коробках происходят значительные потери глицерина.

Во время выпаривания глицериновых растворов при атмосферном давлении глицерин пригорает, что влечет за Собой разложение и потемнение его.[2]

 Концентрирование глицериновых растворов

Вследствие перечисленных выше недостатков, связанных с выпариванием глицериновых растворов в открытых коробках при атмосферном давлении, в настоящее время выпаривание глицериновых растворов ведут в закрытых аппаратах при уменьшенном давлении в вакуум-выпарных аппаратах.

Выпаривание в закрытых аппаратах под уменьшенным давлением имеет ряд преимуществ. Так как с уменьшением давления температура кипения понижается, это позволяет использовать для процесса выпаривания либо пар низкого давления, либо отработанный пар. Низкая температура кипения раствора и хорошая циркуляция жидкости исключают возможность перегрева и разложении глицерина. Кроме того, имеется возможность использовать вторичный пар, получающийся при выпаривании глицериновых растворов. Но не следует полагать, что выпаривание под уменьшенным давлением дает экономию в расходе тепла на единицу продукции. Наоборот, при выпаривании под вакуумом на единицу продукции расходуется несколько больше тепла, чем при выпаривании под атмосферным давлением. Это объясняется тем, что скрытая теплота парообразования повышается с понижением температуры парообразования.

Экономия в расходе тепла на выпаривание глицериновых растворов может быть достигнута при использовании тепла вторичного пара для нагрева жидкости в других аппаратах. Это достигается при выпаривании в многокорпусных аппаратах.

Согласно данным, приведенным Л. Г. Касаткиным, при работе в однокорпусном аппарате на 1 кг испаренной воды расходуется 1,1 кг греющего пара, в двухкорпусном 0,57 кг, в трехкорпусном 0,4 кг в четырехкорпусном 0,3 кг и в пятикорпусном 0,27 кг.

При выпаривании в многокорпусном аппарате хотя и достигается экономия в расходе тепла, но производительность аппарата, считая на 1 м2 поверхности нагрева, меньше производительности однокорпусной установки.[2]

1.3.2 Создание и поддержание вакуума при выпаривании

Вакуум в выпарных аппаратах создается при помощи вакуум- насосов и в процессе выпаривания поддерживается теми же насосами, пароструйными эжекторами и конденсаторами.

Для создания вакуума обычно применяются поршневые насосы с золотниковым распределением. С помощью одноступенчатого вакуум-насоса можно достичь разрежения до 60 мм остаточного давления. Для получения более высокого разрежения пользуются двухступенчатыми насосами.

Коэффициент полезного действия пароструйного эжектора низок и не превышает 5,75%. Несмотря на это, пароструйный эжектор имеет ряд преимуществ перед поршневыми вакуум-насосами: отсутствие движущихся частей, простота и компактность конструкции.

Особым преимуществом пароструйных эжекторов является возможность создания с их помощью глубокого вакуума — до 0,3 мм рт. ст. Но такой глубокий вакуум может быть получен только с помощью многоступенчатого пароструйного эжектора. С помощью одноступенчатого пароструйного эжектора может быть достигнуто остаточное давление 30-40 мм рт. ст., причем предварительно вакуум создается поршневым насосом.[2]

Скачать диплом 

 

Галеновые препараты

Галеновые препараты – это специфиче­ская группа лекарственных средств, которые наравне с химико–фар­мацевтическими и другими препаратами входят в состав лекарств. Галеновые препараты не являются химически индивидуальными ве­ществами, а представляют собой комплексы веществ более или менее сложного состава. В этом их принципиальное отличие от химико-фар­мацевтических и других препаратов, являющихся индивидуальными веществами.

К числу первых галеновых препаратов относятся вытяжки из сырья растительного и животного происхождения, получае­мые с помощью вина, масел и жиров (медицинские масла, ме­дицинские вина). Эти жидкости извлекали вещества с определен­ным биологическим действием. При должном хранении получаемые препараты были пригодны для применения в течение длительного времени. После того как были подмечены консервирующие свойства меда и уксуса, стали получать вытяжки с помощью этих веществ. Появились лекарственные меды, лекарственные уксусы и более сложные препараты – уксусомеды.

В эпоху развития фармации, связанной с именами Авиценны древ­них грузинских, азербайджанских, армянских и арабских врачей и лекарствоведов, появились новые группы галеновых препаратов, в част­ности ароматные воды, получаемые перегонкой эфиромасличных растений, сиропы, юлепы (ароматные воды, подслащенные сиро­пами). К более позднему периоду этой эпохи нужно отнести пополне­ние каталога эссенциями — соками, выжатыми из сочных растений, а также лоохами и рообами.

Последние препараты необходимо рассматривать как первые водные экстракты. Рообами назывались сгущенные соки растений и сгущенные водные вытяжки некоторых плодов, а лоохи представляли собой смесь нескольких упаренных вод­ных растительных вытяжек, смешанных затем с медом.

Открытие алхимиком Раймондом Луллием спирта и другие дости­жения алхимиков в области усовершенствования некоторых техноло­гических процессов (перегонка, фильтрование и др.) внесли значитель­ное оживление в технологию галеновых препаратов.

Появились аро­матные спирты (растворы пахучих веществ в спирту) и аромат­ные эссенции (настойки душистых растений на спирту). Широкое внедрение Парацельсом настоек и экстрактов существенно по­влияло на состав препаратов. Отпала необходимость в вине как экстрагенте.

До XX века дошли лишь одиночные прописи медицинских вин. В меньшей степени, но то же произошло и с медицинскими маслами. Резкий и неприятный вкус уксусов и уксусомедов при отсутствии су­щественных положительных качеств явился причиной постепенного их исключения из номенклатуры галеновых препаратов. Еще скорее вы­шли из употребления менее стойкие юлепы, лоохи и рообы. Все остальные группы препаратов, особенно экстракты и настойки, получили дальнейшее развитие и занимают прочное место в современном ката­логе галеновых препаратов.

В 60–х годах XIX века появились новые препараты галенового типа, названные новогаленовыми. Они представляют собой извлечения из лекарственных растений, частично или полностью освобожденные от сопровождающих веществ, в чем состоит основное отличие новогале­новых препаратов от обычных экстрактов. В связи с этим действие их на организм имеет свои особенности.

Перспективной является также проблема приготовления препара­тов из свежесобранного растительного сырья.

Наряду с новогаленовыми препаратами в конце XIX века начало развиваться производство органопрепаратов, представляющих собой сухие и жидкие экстракты желез внутренней секреции, содержа­щие гормоны. В основе процесса изготовления большинства органо­препаратов лежат те же принципы, что и при производстве галеновых препаратов. По этой причине к числу препаратов галенового типа отно­сятся также препараты ферментов (например, пепсина).

Открытие Н. И. Луниным витаминов привело к созданию новой группы лекарственных средств – препаратов витаминов. Неко­торые из них являются препаратами галенового типа (концентрат ши­повника и др.). То же можно сказать и о препаратах фитонци­дов, открытых Б. П. Токиным (аллилсат, аллилглицер и др.). В форме галеновых препаратов выпускаются и некоторые препараты био­генных стимуляторов, открытых В. Н. Филатовым (экстракт алоэ).

Кроме разработанных препаратов, в основе получения большинства которых лежат процессы извлечения, имеется также ряд галеновых препаратов, иных по своей природе. К ним относятся медицинские мыла, первые прописи которых были известны еще в эпоху Галена. С открытием спирта появились мыльные спирты. В начале XIX века эта группа пополнилась мыльно-крезоловыми препара­тами. В основе производства мыл и мыльно-крезоловых препаратов лежит уже химический процесс – омыление. Однако получаемые при этом продукты представляют собой более или менее сложные комплек­сы веществ, что в некоторой степени роднит их с галеновыми препара­тами.

Наконец, имеется группа галеновых препаратов, представляющих собой водные или спиртовые растворы, содержащие инди­видуальные вещества или их комплекс. Они получаются в результате химической реакции (например, фаулеров раствор мышьяка) и их не­обходимо рассматривать как группу препаратов, переходную к хими­ко–фармацевтическим [2].

1.2 Способы проведения экстракции

1.2.1 Мацерация

Мацерация, или настаивание, длительное время была основным методом получения экстрактов. Мацерация проводится следующим образом. Измельченное сырье с предписанным количеством экстрагента помещают в закры­вающийся сосуд и настаивают при температуре 15–20°С, время от времени взбалтывая или перемешивая. Если специально не оговорен срок, то настаивание производят в течение 7 дней. После настаивания вытяжку сливают, остаток отжимают, промывают небольшим количе­ством экстрагента, снова отжимают, отжатую вытяжку добавляют к слитой вытяжке, после чего объединенную вытяжку доводят экстраген­том до требуемого в каждом случае объема. Настаивание можно про­водить в любых сосудах, начиная от широкогорлых (при малых за­грузках) бутылей до специальных мацерационных баков – настойников, которые изготовляются чаще всего из алюминия, нержавеющей стали и железа, тщательно вылуженного. Могут применяться для этой цели и деревянные баки (бочки), но требуется, чтобы они были пред­назначены для какого-либо одного определенного препарата, так как в древесину легко впитывается весь комплекс экстрактивных веществ. Основную трудность вызывает необходимая операция перемешивания. Набухшую растительную массу удается поднять со дна только с по­мощью достаточно мощной мешалки с наклонными лопатками. Методами мацерации получают настойку опийную простую (анальгезирующее (наркотическое) средство), настойку женьшеня (стимулятор центральной нервной системы), экстракт одуванчика, а также настойку чаги в бытовых условиях.

Из закона диффузии следует, что эффект экстрагирования повышается, если процесс вести не всем количеством экстрагента сразу, а несколь­кими порциями его последовательно. Поэтому целесообразно может быть использование дробной мацерации (бисмацерации или ремацерации). В общем виде бисмацерация проводится так: измельченное расти­тельное сырье помещают в мацерационный бак, где его заливают 4–6-кратным количеством экстрагента и оставляют на 6–12 ч при пе­риодическом помешивании. После этого вытяжку сливают, остаток слегка отжимают, полученную при этом жидкость прибавляют к пер­воначально слитой. Остаток после выжимания вновь заливают 3–4-кратным количеством экстрагента и оставляют на 4–6 ч, после чего вытяжку сливают, остаток окончательно отжимают и присоединяют к объединенным вытяжкам. К применяемой в качестве экстрагента воде часто как консервант добавляется хлороформ (0,5%). В некоторых случаях применяется кипящая вода.

Для интенсификации мацерации предложены методы вихревой экстракции (турбоэкстракции), ультразвуковая экстракция. Отличием классической мацерации от турбоэкстракции является использование в последней вихревого перемешивания смеси сырья и экстрагента турбинной мешалкой при одновременном измельчении сырья.

Использование ультразвуковых колебаний позволяет существенно интенсифицировать процесс мацерации. Физический механизм действия упругих колебаний ультразвука сводится к интенсивному перемешиванию даже там, где этого достичь другими способами невозможно (внутри клетки); локальному нагреву частиц, отличному от теплового переноса, т.к. твёрдое тело, нагреваясь, само отдаёт тепло жидкости, а не наоборот, что важно при экстракции; проявлению диспергирования звуком в стадии кавитации [2].

1.2.2 Перколяция и реперколяци

Перколяция является основным методом получения настоек, жидких экстрактов. Классическая перколяция проводится следующим образом. Измельчённое сырье смачивают в отдельном закрытом сосуде достаточным количе­ством экстрагента, добавляя его до полного и равномерного смачивания сырья. Оставляют все это на 4 ч, после чего набухший материал плотно укладывают в перколятор и при открытом спускном кране до­бавляют такое количество экстрагента, чтобы слой его (зеркало) над поверхностью составлял 30–40 мм. Вытекающую из крана жидкость наливают обратно в перколятор, закрывают кран и оставляют на 24 ч, затем медленно перколируют, спуская за 1 ч объем жидкости, соот­ветствующий примерно 1/45 используемого объема перколятора, до по­лучения необходимого количества настойки. Одновременно с истече­нием вытяжки перколятор пополняется свежим экстрагентом. Процесс перколяции считается проведенным правильно, если одновременно с израсходованием положенного количества экстрагента будет достиг­нуто полное извлечение действующих веществ (истощение материала), что устанавливается по бесцветности стекающего перколята или с помощью соответствующих качественных реакций. В случае получения не настойки, а жидкого экстракта, после получения 85 объёмных частей вытяжки со 100 весовых частей сырья под перколятор подставляют другая ёмкость и продолжается извлечение до полного истощения материала, это второе извлечение выпаривают под вакуумом при 50–60°С до густоватой массы. Эту массу прибавляют к первому извлечению и доводят получившийся объём до 100 частей чистым экстрагентом.

Важным моментом перколяции является загрузка перколятора. Не рекомендуется загружать его сухим растительным материалом, так как при последующем добавлении экстрагента внутри материала могут оставаться комки или даже целые участки сухого материала, до кото­рого экстрагент по тем или иным причинам не сможет дойти во время перколирования. Кроме того, возможны и другие нежелательные яв­ления. Мелко измельченное растительное сырье при смачивании сильно набухает и, если крышка плотно закрыта, может настолько спрессо­ваться, что экстрагент не пройдет через него. Поэтому сырье предва­рительно смачивают экстрагентом в отдельном сосуде до получения равномерной влажной массы, на что обычно уходит 50–100% экстра­гента по отношению к массе сырья. Для окончательного пропитывания экстрагентом и набухания сырую массу оставляют в закрытом сосуде на 4 ч. Подготовленное таким образом сырье укладывают в перколя­тор равномерно и достаточно плотно. При слабом уминании массы будут пустоты, через которые экстрагент быстро проходит, не принося никакой пользы. При слишком же плотной укладке масса становится труднопроходимой для экстрагента. Условия укладки зависят от ха­рактера материала. В некоторых случаях материал, склонный к сли­панию, приходится укладывать слоями, с ситовыми прокладками. После того как перколятор загружен с достаточной плотностью, поверхность материала прикрывают куском полотна и дырчатым металлическим диском – грузом.

Методами перколяции получают настойку барбариса амурского (применяется при кровотечениях в послеродовом периоде, желчегонное при холециститах), настойку эвкомин (гипотензивное средство), экстракт боярышника (стимулятор и регулятор сердечно-сосудистой системы).

При производстве настоек в промышленных масштабах в перколяционный процесс могут вноситься разные вариа­ции с целью максимальной интенсификации экстракции. Часто вместо типичного перколирования предпочитают пользоваться сочетанием процессов настаивания и циркуляции. В этом случае первую вытяжку как достаточно концентрированную собирают отдельно, целиком спу­ская ее из перколятора. Затем перколятор заполняют свежим экстрагентом, который после настаивания в течение 3–6 ч и более несколь­ко раз пропускают через перколятор, в минимальной степени насыщая его действующими веществами. Далее эту (вторую) вытяжку спускают и присоединяют к первой, а с сырьем проводят еще 1–2 раза подобное цир­кулирование, пока не соберут долж­ного количества настойки.

Суть реперколяции как метода получения жидких экстрактов заключается в исключении стадии выпаривания. Необходимая концен­трация вытяжки достигается применением батареи из 3–5 перколяторов, причем извлечение из одного перколятора используется для перко­лирования сырья в следующем перколяторе. Пропустив, таким обра­зом, вытяжку через несколько перколяторов со свежим или менее истощенным (при непрерывном процессе) сырьем, ее можно насытить действующими веществами в должном количестве. Реперколяция выгодна тем, что получаются более концентрированные вытяжки, чем при перколяции и мацерации. Существует быстротекущая реперколяция, осуществляемая в батарее перколяторов, работающая на принципе противотока. Методом реперколяции получают препарат из чаги ‘‘Бефунгин’’ [2].

Скачать диплом 

   

Ацикловир

Получение ацикловира

Ацикловир измельчают на молотковой микромельнице (по схеме РМ.2).
Обслуживающий персонал должен быть одет в положенную по норме спецодежду, респиратор типа "Кама", резиновые перчатки, защитные очки.
При переходе с одного наименования субстанции на другое, а также перед каждой загрузкой корпус микромельницы полностью разбирают, моют, и протирают этиловым спиртом.
Для предотвращения пылевыделения при загрузке, размоле и выгрузке на воздушный патрубок микромельницы (по схеме РМ.2) закрепляют тканевый фильтр. Нижний спуск мельницы (по схеме РМ.2) соединяют с приемной емкостью (по схеме ГФ.4) при помощи бумазейного рукава.
Внутри емкости должен быть вставлен полиэтиленовый пакет. Убедившись в чистоте и исправности микромельницы, приступают к размолу.

Работу начинают только при действующей приточно-вытяжной вентиляции, наличии и исправности местных вытяжных устройств и, имея при себе индивидуальные средства защиты - респиратор марки "Кама".
Во время работы не оставлять работающее оборудование без присмотра. Размол ацикловира производят партиями по 15 кг и более. Перенос тяжестей производить согласно установленным нормам.
Все взвешивания сырья и промежуточной продукции в процессе производства производят в предварительно взвешенной таре.
На весах (по схеме КС.5) отвешивают порошок ацикловира в количестве
5,10 кг и загружают в загрузочный бункер включенной микромельницы тонкой струйкой, не допуская пыления, закрывают бункер крышкой, производят размол. Во время размола, по мере измельчения порошка, добавляют новую порцию. Размолотый ацикловир ссыпают в чистый полиэтиленовый пакет в количестве, необходимом для одной загрузки и отвешивают на весах (по схеме КС.5) 5,00 кг ацикловира.
По окончании размола микромельницу выключают и размолотый ацикловир в двойном полиэтиленовом пакете предъявляют контролеру ОКК. Между пакетами вкладывают идентификационную этикетку с указанием наименования, номера серии, массы, даты, фамилии аппаратчицы.
Контролер ОКК отбирает пробу порошка ацикловира после размола на анализ для определения размера частиц (не более 80 мкм). (Кт). При получении положительного результата анализа ацикловир передают на стадию смешения мазевой основы с ацикловиром..
Срок хранения не более 5 суток. Массовая доля потерь составляет 1,96 %.

4.2. Приготовление мазевой основы.

Основу готовят для двух загрузок. На медицинских весах (по схеме КС. 22) в промежуточной емкости (по схеме ГФ.24) вдвоем отвешивают в несколько приемов 142,50 кг полиэтиленоксида 400 (Кт). При загрузке сырья соблюдают установленные нормы подъема тяжести.
В предварительно подготовленный реактор для смешения основы (по схеме РС.37) через люк постепенно при включенной мешалке порциями загружают отвешенное количество полиэтиленоксида 400.
На медицинских весах (по схеме КС. 22) отвешивают вдвоем 47,50 кг полиэтиленоксида 1500, соблюдая установленные нормы подъема тяжести (Кт).
В реактор (по схеме РС.37) с полиэтиленоксидом 400 через люк постепенно порциями загружают отвешенное количество полиэтиленоксида 1500.
Работу с полиэтиленоксидами производят в резиновых перчатках.
Для проведения стерилизации основу нагревают до температуры (100±2) 0С (Кт). Для этого сливают конденсат из рубашки реактора и воздушку реактора (по схеме РС.37) закрывают. При работающей мешалке реактора (по схеме РС.37) в рубашку подают пар. Рабочее давление пара в рубашке реактора должно быть не более 0,25 МПа (Кт). За давлением следят по показаниям манометра (по схеме КП.7). За температурой основы следят по шкале электронного моста (по схеме КП.34) с записью на диаграмме. На диаграмме указывают наименование препарата, дату, время, номера серий мази, для которых приготовлена основа, фамилию и подпись аппаратчика. При достижении температуры (100±2) 0С (Кт), начинают отсчет времени стерилизации. Подачу пара прикрывают и подачей пара регулируют температуру. Продолжительность стерилизации 0,5 ч (Кт). По истечении времени стерилизации отключают подачу пара и при работающей мешалке основу охлаждают до температуры от 70 до 80 0С (Кт).
Приготовленную основу можно хранить не более суток.
Не допускается открывать люки реактора во время перемешивания.

Скачать диплом(372.43 Кб) скачиваний295 раз(а)

   

Абсорбция окислов азота

Абсорбция окислов азота

Проблема очистки кислотных газовых выбросов производства нит­ратов целлюлозы и других нитросоединений остро коснулась многих заводов. Экология вокруг предприятий отрасли была доведена до такого состояния, что трудящиеся многих городов выходили с демон­страциями протеста.

Для ускорения решения проблемы очистки кислотных газовых выбросов заводов отрасли по совместному приказу министра машино­строения СССР и министра высшего и среднего специального обра­зования РСФСР в 1981г в Казанском химико-технологическом инс­титуте им. С.М.Кирова на кафедре «Оборудование химических заводов» была открыта отраслевая научно-исследовательская лабо­ратория «Регенерация отработанных кислот и комплексная очистка газовых выбросов». Исследования лаборатории выполнялись на осно­ве целевой комплексной научно-технической программы «Разработка и внедрение в производство новой технологии непрерывного произ­водства нитратов целлюлозы с комплексным решением проблемы ох­раны окружающей среды завода». Работа по созданию принципиаль­но новых процессов и аппаратов, согласно целевой программе, прово­дилась одновременно на 11 заводах отрасли, охватывая практически все стадии производства нитратов целлюлозы: этерификацию целлю­лозы РБ азотной кислотой без серной кислоты в вихревых аппаратах; вытеснение отработанных кислот из продукта после этерификации внутри вихревых абсорберов без применения круговых аппаратов и центрифуг; интенсификацию процесса стабилизации нитратов целлю­лозы, включая быструю стабилизацию пироксилина №1, полученного после этерификации целлюлозы РБ концентрированной азотной кис­лотой без серной кислоты; измельчение нитратов целлюлозы в лабиринтно – конической мельнице; отжим нитратов целлюлозы от кислоты и воды в шнек - отжимных аппаратах; денитрацию отработанных кис­лот в вихревой колонне без ферросилидовых конденсаторов; абсорб­цию оксидов азота в вихревом абсорбере без насосов для циркуляции кислоты; концентрирование отработанной серной кислоты в вихревой ферросилидовой колонне без применения электрофильтров для улова тумана серной кислоты и без скрубберов для улова диоксида серы; абсорбцию паров азотной кислоты и улов тумана азотной кислоты после этерификации целлюлозы в вихревых компактных аппаратах с волокнистыми фильтрующими элементами без применения насосов для циркуляции кислоты; каталитическую очистку выбросов от окси­дов азота на ванадиевых и железооксидных катализаторах, получен­ных из отходов производств; полную утилизацию тепла после катали­тической очистки газов в процессе концентрирования серной кислоты.

Кроме того, одновременно проводилась разработка высокоэффек­тивных сотовых катализаторов для окислительных и восстанови­тельных реакций. Работа «Комплексное решение проблемы очистки кислотных газовых выбросов», представленная ФГУП «Авангард» Стерлитамака и Казанским

межвузовским инженерным центром «Но­вые технологии», отмечена Государственной премией СССР 1991 года в области науки и техники. Это была последняя Государственная пре­мия СССР в области науки и техники. В выполненной работе основ­ное внимание уделено комплексному подходу для сокращения газо­вых выбросов (азотной кислоты, оксидов азота, тумана серной кисло­ты и диоксида серы), образующихся в процессах этерификации цел­люлозы, денитрации и концентрирования отработанных кислот.

В настоящей работе сделана попытка обобщения научных основ по созданию технологии комплексной очистки газовых выбросов от сме­си паров, тумана азотной кислоты и оксидов азота в процессе этери­фикации целлюлозы. В книге подробно рассмотрены закономерности кинетики и механизма абсорбционных и каталитических про­цессов газоочистки, гидродинамика и массопередача в новых аппа­ратах, оптимизация высокоэффективных аппаратов и катализаторов, обобщены результаты внедрения в производство высокоэффективных вихревых абсорберов и реакторов каталитической очистки газов, которые созданы на всех заводах отрасли.

В настоящее время первый этап работы закончен тем, что на всех заводах отрасли завершено внедрение в производство разработанных высокоэффективных вихревых аппаратов для абсорбции паров азот­ной кислоты и эффективных установок каталитической очистки газов от оксидов азота на железохромоксидных катализаторах.

Разрабатывая технологию очистки отходящих газов производства нитратов, руководствовались стремлением обеспечить оптималь­ное сочетание процессов улова и уничтожения кислотных компо­нентов как двух взаимно противоположных направлений: утилизация и уничтожение ценного сырья.

Из большой совокупности процессов производства нитратов основ­ное количество кислотных газовых выбросов выделяется в производ­стве нитратов целлюлозы. Поэтому производство нитратов целлюлозы принято в основу рассмотрения. При решении проблемы очистки ки­слотных газовых выбросов для этого производства в полной сово­купности процессов нитрации и регенерации отработанных кислот распространить результаты на другие производства не представляет труда.

Известно, что себестоимость производства нитратов целлюлозы, как и других нитросоединений, существенно зависит от способа реге­нерации отработанных кислот. В процессах регенерации отработан­ных кислот большая часть капитальных затрат выпадает на долю ап­паратов очистки отходящих газов [1]. Следует отметить, что за последние 20 лет по очистке отходящих газов от ок­сидов азота опубликовано несколько сотен статей, патентов и изо­бретений, по которым издан ряд аннотированных библиографических указателей и отдельных книг. Однако большинство известных науч­ных работ и монографий обобщают теорию и практику процессов, распространенных в химической и энергетической промышленности. Специфика условий производства нитросоединений и, в частности, производства нитратов целлюлозы существенно отличается. Перено­сить результаты внедрения аппаратов по экологии из одной отрасли в другую без достаточных исследований нельзя. Непременно нужно учитывать специфику процессов и аппаратов в конкретной техноло­гии. Литературы по расчету аппаратов очистки газов, например, для процесса этерификации целлюлозы практически нет. Имеются лишь первые попытки обобщения знаний на основе передового опыта вне­дрения новых аппаратов, разработанных в НИИ и на предприятиях [2,3].

Основными достижениями в отрасли по разработке новых спосо­бов и аппаратов газоочистки является внедрение двухстадийного ме­тода концентрирования серной кислоты и скрубберов различных кон­струкций для

сокращения газовых выбросов тумана серной кислоты по проектам ФГУП «ГосНИИ «Кристалл» Дзержинск и ГосНИИХП Казань; метода селективного восстановления оксидов азота по проек­там ГИАП Москва и ФГУП «ГосНИИ

«Кристалл».

Однако имеющиеся частные решения не позволяют закрыть всю совокупность вопросов, связанных с проблемой очистки кислотных газовых выбросов в отрасли. Кроме того, и для этих частных решений нет методик расчета аппаратов. Следует отметить, что указанная про­блема характерна не только для производства нитратов целлюлозы, но и для всех заводов производства нитросоединений, нитроэфиров, нитроаминов и др. Производство нитратов целлюлозы взято за основу в связи с тем, что на этих производствах выбрасывается максимальное количество кислот, оксидов азота и оксидов серы. Ежегодно заводы отрасли выбрасывают в окружающую среду более 80000 т азотной и серной кислот. Современные научные работы пока не позволяют эф­фективно решить актуальную проблему.

Состояние проблемы для совокупности основных и смежных цехов производства нитратов целлюлозы на примере одного из предприятий отрасли представлено в таблице 1.1 и 1.2.

Из таблицы 1.1 видно, что газовые выбросы современного производ­ства значительно превышают допустимые нормы. Суммарная концен­трация паров азотной кислоты и оксидов азота в отходящих газах процесса этерификации целлюлозы на отдельных производствах дос­тигает 7 г/м3. Газовый выброс азотной и серной кислот в атмосферу на одном предприятии достигает 1700 т/г.

Организацией ГНИИХП (г. Казань) выполнены расчеты технико-экономического обоснования различных вариантов для решения сло­жившейся проблемы в условиях конкретных производств. Например, для одного из предприятий затраты по переносу сернокислотного цеха оцениваются на сумму 12 млн. руб., а вариант переноса жилого по­селка за пределы санитарной зоны оценивается на сумму 62 млн. руб. (в ценах 1991г.). Перенос жилых поселков рассматривался как один из вариантов в связи с отсутствием надежных способов очистки газовых выбросов и в связи с требованием санэпидстанции остановить произ­водство.

Усугубляет загазованность атмосферы еще и тот факт, что боль­шинство отходящих газов носят кислотный характер. Поэтому расчет предельно допустимого газового выброса в каждой отдельной точке завода определяется из условий суммирования токсичных веществ в атмосфере [4].

Состав отходящих газов производства нитратов целлюлозы до­вольно сложный. Из числа основных компонентов важнейшими явля­ются: пары и туман азотной кислоты, диоксид азота и диоксид серы, туман серной кислоты. Все компоненты существенно отличаются друг от друга по растворимости в воде и другим физико-химическим свойствам. Это говорит о том, что одним универсальным способом или одним аппаратом проблему очистки отходящих газов решить нельзя. Необходим внимательный анализ

состава и свойств газов, ис­следование механизма и кинетики процессов, происходящих при га­зоочистке, поиск технических решений, удовлетворяющих специ­фику не только процесса газоочистки, но и специфику конкретного специального производства.

Следует отметить, что внедрение современных технологических процессов и аппаратов в производстве специального продукта не все­гда приводило к уменьшению газовых выбросов, а чаще, наоборот. Например, к увеличению кислотных газовых выбросов привело внед­рение высокопроизводительных круговых аппаратов для непре­рывного вытеснения отработанных кислот, новых аппаратов денит­рации отработанных кислот и концентрирования азотной кислоты в колоннах Степанова [5], скоростных аппаратов для концентриро­вания серной кислоты в трубах Вентури [6].

Скачать диплом(50.34 Кб) скачиваний255 раз(а)

   

Cтраница 4 из 4

Яндекс.Метрика Rambler's Top100