Утилизация растворителей
Растворители - это такие неорганические или органические соединения, к ним так же относятся соединения и смеси, которые способны растворять различные компоненты, соединения и вещества. Для смеси газ + жидкость и твердое тело + жидкость растворителем, как правило, в научной литературе принято считать жидкость, для двух- и многокомпонентных растворов растворителем обычно принято считать компонент, содержание которого по своему количественному содержанию существенно выше содержания остальных составных компонентов данного соединения.
Классификация растворителей обычно производится по нескольким важнейшим признакам:
физическим и кислотным свойствам;
химико-технологическим свойствам.
Утилизация растворителей является важным направлением в нашей работе.
Обычно утилизация органических растворителей сводится к их захоронению в специальных контейнерах, на специально оборудованных для этого полигонах. Правда, надо отметить, что нынешние технологии позволяют производить сжигание данных материалов практически без отходов. Это, безусловно, дает возможность снизить негативное влияние опасных отходов растворителей на окружающую среду.
Введение
Продукты органического синтеза и переработки нефти находят применение в различных сферах жизнедеятельности человека. Практика их применения чрезвычайно широка: они являются сырьём для получения различных химических веществ, используются в таких сферах экономики, как машиностроение, химическая промышленность, лёгкая промышленность, производство стройматериалов.
Растворители и пластификаторы для полимерных связующих
Для облегчения работы с полимерными связующими или для улучшения их свойств используют растворители, пластификаторы и др.
Растворители — летучие жидкости, хорошо совмещающиеся с полимерами, создающие с ними молекулярно-дисперсную, стабильно однородную смесь. Способность растворителей растворять тот или иной полимер зависит от их молекулярного строения. Здесь действует закономерность, которая может быть выражена словами „подобное растворяется в подобном". Так, полистирол, содержащий большое число бензольных колец, хорошо растворяется в ароматических растворителях - бензоле, толуоле и практически нерастворим в алифатических углеводородных растворителях — бензине, уайт-спирите. Полиизобутилен, напротив, хорошо растворяется в алифатических углеводородах.
При выборе растворителей необходимо руководствоваться помимо их растворяющей способности и другими свойствами. Главнейшее из них — скорость испарения, которую характеризуют относительной летучестью, показьшающеи, во сколько раз медленнее по сравнению с ацетоном (он взят за эталон) испаряется испытуемый растворитель при одинаковых условиях:
Ацетон 1 Толуол 2,9
Этилацетат 1,4 Этиловый спирт 4,0
Бензол 1,4 Ксилол 6,5
Бензин „галоша" 1,7 Уайт-спирит 20...30
Дихлорэтан 2,0 Скипидар 30...34
Переработка отходов растворителей
Многие технологические процессы в промышленности и на транспорте связаны с использованием органических растворителей. Выполнив свою роль, они уносятся с воздухом вентиляционной системой, загрязняя окружающую среду, либо сливаются в накопители и заменяются на свежие. Общее количество растворителей, ежегодно расходуемых предприятиями страны, приближается к 0,5 млн. т. Все растворители относятся к легко воспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), являющимся пожаро-взрывоопасными веществами. Их сброс в накопители, унос паров в атмосферу наносит серьезный ущерб окружающей среде.
Поэтому отходы растворителей необходимо собирать и подвергать утилизации. Однако предприятия далеко не всегда утилизируют растворители, так как по экономическим соображениям не заинтересованы в их повторном использовании. Объясняется это тем, что многие методы регенерации растворителей в силу различных причин экономически неэффективны.
В основе рекуперации растворителей лежит явление физической адсорбции — поглощения паров вещества пористыми адсорбентами, например углеродными (активированными углями) или минеральными (силикагелем). Иногда в качестве поглотителей используют нелетучие жидкости. Процесс адсорбции наиболее эффективно происходит, когда поры адсорбента в несколько раз превышают размеры поглощаемых молекул. Адсорбция резко уменьшается с повышением температуры из-за более энергичного теплового движения газовых молекул. Эта зависимость ис пользуется для выделения поглощаемых веществ из адсорбента. Процесс выделения поглощенных адсорбентом веществ называется десорбцией.
Рекуперация растворителей может быть организована в периодическом и непрерывном цикле. При периодической схеме процесса воздух, содержащий пары растворителя, проходит через неподвижный слой адсорбента, из которого после его насыщения извлекается утилизируемый растворитель.
Для организации непрерывной рекуперации с применением адсорберов периодического действия рекуперационная установка должна включать не менее двух таких аппаратов (обычно их количество составляет 3—6).
В непрерывно действующих адсорберах движущийся слой поглотителя последовательно проходит зоны адсорбции и де сорбции рекуперационной установки. К преимуществам таких установок относят достаточно высокие скорости обрабатываемых потоков, компактность оборудования, высокий коэффициент использования адсорбентов, сокращение энергозатрат на периодические нагрев и охлаждение адсорбера, возможность автоматизации процесса. Для осуществления непрерывного процесса в адсорберах нового поколения используется адсорбирующая угольная ткань, которая движется перпендикулярно газовому потоку.
Поскольку в промышленности широко распространено использование периодической технологии рекуперации растворителей, ниже рассмотрена работа установки такого типа, используемой в технологии производства поливинилового спирта.
В производстве поливинилового спирта используются метанол, этанол, этилацетат, бензин и другие растворители. Суммарное содержание их паров в отходящих газах достигает 80— 90 г/м3. Учитывая, что объем отходящих газов составляет 100— 150 м3/мин, общий объем паров растворителей составляет 12—