Навигация
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА АДИПИНОВОЙ КИСЛОТЫ
40619
знаков
6
таблиц
8
изображений
5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА АДИПИНОВОЙ КИСЛОТЫ
В связи с ужесточением экологических требований в странах Европы и в США рассматривают возможность замены бензола на глюкозу в производстве ряда химических продуктов (синтез адипиновой кислоты и др.) В журнале «Chem. Brit»(1995.-№3.-С.206-210) приведена реакционная схема получения адипиновой кислоты и гидрохинона кислоты из глюкозы через сикимовую кислоту и хининовую кислоту соответственно как разновидность схемы синтеза аминокислоты. Проведены анализ затрат и технико-экономическое обоснование синтеза по сравнению с другими вариантами, показавшие избыточный расход глюкозы по сравнению с бензолом, однако его экономическая перспективность очевидна (25).
В процессе производства адипиновой кислоты при получении найлона в атмосферу выделяется закись азота, который участвует в разрушении озонового слоя и способствует возникновению парникового эффекта. В различных странах проводятся исследования по совершенствованию технологии с целью снижения или полного исключения образования закиси азота. Крупнейшие компании-производители адипиновой кислоты «Du Pont-C», «Monsanto» разработали специальные программы для существенного снижения выбросов закиси азота (26).
Французскими специалистами предложен способ переработки маточных растворов, образующихся при получении адипиновой кислоты окислением циклогексанола и/или циклогексанона или их смеси азотной кислотой в присутствии Cu - V -катализатора. После отделения адипиновой кислота отгоняют азотную кислоту в виде азеотропа с водой при пониденном давлении. Получают расплав дикарбоновых кислот (ДКК), содержащий ионы Си и V. Расплав греют 5-60 мин. при температуре 130-180˚С для разложения азотистых соединений и щавелевой кислоты. Продукт растворяют в воде, пропускают через ионит для связывания ионов Си, и V , отгоняют воду, греют 1-3 ч. при температуре 200-240°С и после перегонки получают смеси ДКК (27).
В отечественной практике в образующихся наряду с адипиновой кислотой низкомолекулярных дикарбоновых кислотах (щавелевой, янтарной, глутаровой) с целью поддержания этих примесей на определенном уровне, позволяющем получать чистую адипиновую кислоту, из цикла выводят часть рециркулирующей смеси, а после выделения из нее адипиновой кислоты, остаток подвергают переработке, которая заключается в удалении азотной кислоты. Степень извлечения адипиновой кислоты из маточного раствора составляет в среднем 47,3%. Отход производства не находит квалифицированного применения и либо сжигается, либо обезвреживается путем биохимического разложения. Эти рекомендации не удовлетворяют промышленное производство как с экономической, так и с экологической точки зрения. Специалисты Вост.-Укр. ун-та, Северодонецкого технологического ин-та Колесникова Т.Б., Дышловой В.И., Каут В Л (28) разработали метод переработки отводимого маточного раствора, позволяющий увеличить степень извлечения дикарбоновых кислот. Сущность метода в том, что кристаллизацию ведут в кристаллизаторе - флотаторе путем барботирования в него воздуха с линейной скоростью 3,3-8,0 м/час и одновременным охлаждением суспензии до 20-22˚С. В результате исследований выходит, что барботажный способ переработки отводимого маточного раствора обеспечивает повышение степени извлечения адипиновой кислоты до 94% вместо 47,3% без использования фильтровального оборудования. Кроме того, выделяется раствор, обогащенный янтарной кислотой, которая может найти применение для использования в производстве минеральных удобрений с физиологически активными свойствами или для снятия накипеотложений в теплообменной аппаратуре. Степень извлечения янтарной кислоты из отходов составляет 94-99%.
Специалисты "Объединение Азот" и Северодонецкого технологического института считают, что для уменьшения количества отходов целесообразно повысить селективность окисления, а для упрощения технологии переработки плава НДК в реализуемые продукты, желательно процесс окисления осуществлять по бессолевому методу. Известно, что для того, чтобы в бессолевом методе не повысилась норма расхода по циклогексанолу и не понизилась бы производительность установки по адипиновой кислоте, применяют органические активаторы окисления. Наиболее эффективным активатором является ацетальдегид в количестве 2% от массы циклогексанола, где селективность окисления повысилась на 7,5%, тогда, как с использованием 1% медно-ванадиевого катализатора, только на 3,8%. При исследовании других органических веществ (этиленгликоль, щавелевая кислота, глутаровая кислота), которые имеются или производятся на Северодонецком ПО " Азот", на способность активизировать процесс окисления, оказалось, что более высокая селективность достигается при использовании смеси глутаровой и янтарной кислот (13% и 3%). Однако, для изменения состава циркулирующего реакционного раствора в сторону повышения содержания глутаровой кислоты до 13,0% при сохранении постоянным содержания янтарной кислоты на уровне 3,0%, потребуются некоторые изменения в технологии на стадиях выделения НДК. Например, изменить условия переработки отводимого маточного раствора, чтобы при фильтровании суспензии в осадок практически полностью переходили янтарная и адипиновая кислоты, а фильтрат, представляющий раствор глутаровой кислоты и медно-ванадиевого катализатора в 57-59% - в азотной кислоте возвращать в цикл окисления. При таком оформлении производства твердые отходы исключаются, поскольку выделяемая янтарная кислота может быть реализована. Применение щавелевой кислоты или формалина взамен медно-ванадиевого катализатора может быть экономически обосновано, так как плав НДК в данном случае может быть использован в народном хозяйстве и, следовательно, сокращаются затраты на уничтожение отходов. Кроме того получаемая адипиновая кислота, как более чистая и не содержащая даже следов меди, может применяться в пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности взамен лимонной кислоты (29).
Специалисты также считают, что в производстве адипиновой кислоты целесообразно к сгустителю и центрифуге подключить вакуум, что позволит в два раза уменьшить количество отводимого маточного раствора, т.е соответственно уменьшить количество твердых отходов: повысить содержание глутаровой и янтарной кислот в циркулирующем растворе соответственно до 13 и 6% масс., что позволит повысить селективность окисления до 96-97% и соответственно на 3-5% увеличить выход товарной адипиновой кислоты (30).
Плав НДК, который является побочным продуктом производства адипиновой кислоты, является прекрасным реагентом для удаления накипеоб-разования на теплообменных поверхностях. Ежегодно его образуется и не используется до 2000 т. Получаемый плав на предприятиях в настоящее время либо сжигается, либо обезвреживается биохимическим разложением. В лабораторных условиях специалистами Колесниковой Т.Б. Дышловым Б.П. и др. проведена проверка способности плава НДК снижать накипеобразование по известной методике, используемой на северодонецком ПО "Азот" (31).
Эффективность снятия накипи отходами НДК приблизительно 91,5%. Способ химической чистки теплообменной аппаратуры экологически чистый, дешевый и достаточно эффективный. Транспортировать плав можно в мешках любым транспортом, что является преимуществом перед известными реагентами (уксусной, соляной и др. кислотами), перевозка которых возможна только в цистернах.
ВЫВОДЫ
Таким образом, адипиновая кислота, обладающая всеми химическими свойствами, характерными для карбонових кислот, является ценным сырьем в производстве полигексаметиленадипинамида (~ 90% производимой адипиновой кислоты), её эфиров, полиуретанов; пищевая добавка (придает кислый вкус, в частности, в производстве безалкогольных напитков). Адипиновая кислота является полупродуктом в производстве синтетического волокна найлон-66.
В промышленности адипиновую кислоту получают главным образом двустадийным окислением циклогексана. Существуют и другие методы: окисление циклогексанола и его смесей с циклогексаноном азотной кислотой, получение из бензола, из оксида циклогексена, гидрокарбоксилированием пентеновых кислот. В целях защиты окружающей среды существуют методы снижения твердых отходов или уменьшения количества отводимого маточне го раствора, использования отходов для удаления накипеобразований на теплообменных поверхностях.
Крупнейшими производителями адипиновой кислота в странах дальнего зарубежья являются фирмы «Du Pont», «BASF», «Monsanto», в СНГ- Ровенское ПО "Азот", Северодонецкое "Объединение Азот", Украинско-польское совместное предприятие "Адинол" (г.Ровно) и завод "им. Я Л.Свердлова" ( г.Дзержинск).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1.Химический энциклопедический словарь.- М., Сов. энциклопедия",1983.
2.Химическая энциклопедия: В 5 томах.т.1.- М., Сов. энциклопедия,1988.
3.Химическая промышленность за рубежом:Обзорная информация/НИИТЭХИЧ, -1985.-Вып. 31.
4. «Chemical Weer» -1997.- №42
5. РЖ Экономика промышленности.-1996.- 4 с. 7.
6. РЖ Экономика промышленности.-1994.-12 К 14.
7. РЖ Экономика промышленности.-1996- 2 К 47
8. БИКИ.-І993.-В I0.-C.5.
9. Справочник цен мирового рынка/НИИКИ.-М.,1996 (дек.).
10. Справочник цен мирового рынка.-41.,2007 (февр.).
11.Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность: Справочник предприятий и организаций отрасли.Вып.-5/АСУ Импульс.-2006/2007.
12.Продукция предприятий химической промышленности Украины: Каталог/ НИИТЭХИМ г.Черкассы .- К. ,2004.
13.Оперативная информация о выполнении плана производства продукции за 12 месяцев (вкл. дек.) 2005 года/ Минпром Украины. - К., 1996.
14. Оперативная информация о выполнении плана производства продукции за 12 месяцев (вкл. дек.) 1996 года.- К.,2007.
15. Деловая Украина.-1997.-№10.-С.4.
16. Фрейдлин Г.Н. Алифатические дикарбоновые кислоты.- М., Химия,1978.
17.Производство циклогексанона и адипиновой кислоты окислением цикло-гексана.- М., Химия ,1967.
18. Хімічна промисловість УкраІни.-І995.-№5.-С.Зб-38.
19.Коммерческое предложение на реализацию технологии и проекта усовершенствованного агрегата по производству адипиновой кислоты из бензола/ "Химтехнология", г.Северодонецк.-1996.
20.РЖ ХИМИЯ.-І995.- №16 Т 196 Деп.
21.РЖ Химия.-1995.-18 И 41 П.
22.РЖ ХИМИЯ.-І993.-
23.Изобретение стран мира: РЖ/ ВНИИПИ.-1994.-Вып. 41.-№4.
24.РЖ ХИМИЯ.-І993.-І0 Н 27 П.
25.РЖ ХИМИЯ.-І995.-20 И 404.
26.РЖ ХИМИЯ.-І992.-2 И 790.
27.РЖ ХИМИЯ.-І993.-І5 Н 39 П.
28.Межд. научно-техн. конф. "Экология химических производств":Сб. тез. докл. Украины, г.Северодонецк, 4-7 окт.2004 г.-Северодонецк,2004.--С.222-224.
29. Там же.с.2І2.
30. Там же с.224.
31. Экотехнологии и ресурсосбережение.- I995.-№5.с. 67-70.
Похожие работы
... и электротехнической промышленности, в производстве дезинфицирующих средств, в пищевой и химико-фармацевтической промышленности, в получении лаков и эмалей, растворителей, самоотверждающихся составов. 1.3. Синтез адипиновой кислоты В 5-литровую круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и делительной воронкой емк. В 1л, помещают 2100г (16,6мол) 50%-ной азотной ...
... их механизм. Упр.22. Каковы техничесие методы получения уксусного ангидрида? Каково его промышленное применение? Упр.23. Завершите реакции 1.2. Реакции ангидридов карбоновых кислот Ангидриды карбоновых кислот вступают в те же реакции, что и хлорангидриды: (35) (36) метилацетат (М 6) (37) ацетамид Соединения, содержащие ацетильные группы, чаще всего получают из уксусного ...
... При нагревании с сильными щелочами 1,3-дикарбонильные соединения расщепляются с образованием кетона и кислоты: Упр. 39. Допишите реакции: (а) (б) (в) (г) (д) (е) (ж) (з) (и) (к) (л) Дикарбоновые кислоты Все дикарбоновые кислоты представляют собой твердые ...
... для очистки металлов от ржавчины, для выведения ржавых пятен с тканей, сантехнических изделий и т.д. Например, ржавое пятно на белой ткани, смоченное раствором щавелевой кислоты, исчезает прямо на глазах. Диэтиловый эфир малоновой кислоты (от лат. malum – яблоко) широко применяется в органических ситезах; химики называют его просто «малоновым эфиром». От этого же корня происходят названия ...
0 комментариев