ИТС 33-2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов

(утв. Приказом Росстандарта от 13.12.2017 № 2816)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ИТС 33-2017"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-33-2017" "ИТС 33-2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов (утв. Приказом Росстандарта от 13.12.2017 N "
  n1["ИТС 33-2020"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-33-2020" "ИТС 33-2020. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов (утв. Приказом Росстандарта от 23.12.2020 N "
  n2["ИТС 33-2025"]:::doc
  click n2 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-33-2025" "ИТС 33-2025. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов (утв. Приказом Росстандарта от 11.12.2025 N "
  n0 --> n1
  n1 --> n2
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Утвержден Приказом Росстандарта от 13 декабря 2017 г. № 2816

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ХИМИКАТОВ

Production of specialty inorganic chemicals

ИТС 33-2017

Дата введения 1 июля 2018 года

Введение

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Производство специальных неорганических химикатов» (далее — справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при производстве твердых и других неорганических химических веществ.

Разработка справочника НДТ осуществлена в соответствии с Поэтапным графиком создания в 2015 — 2017 гг. справочников по наилучшим доступным технологиям, утвержденным распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. № 2178-р (ред. от 7 июля 2016 г.).

Структура настоящего справочника НДТ соответствует:

• ГОСТ Р 56828.13-2016 Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий;
• ГОСТ Р 56828.14-2016 Наилучшие доступные технологии. Структура информационно-технического справочника;
• ГОСТ Р 56828.15-2016. Наилучшие доступные технологии. Термины и определения

Краткое содержание справочника

Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.

Предисловие. Указана цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется действие справочника НДТ.

В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития специальных неорганических химикатов в Российской Федерации. Также в разделе 1 приведен краткий обзор экологических аспектов производства специальных неорганических химикатов.

В разделах 2 - 7 представлена информация по производству азотной кислоты, цианистого натрия, тетрахлорид кремния, трихлорсилана, катализаторов, треххлористого фосфора и стронция азотнокислого.

Разделы 2 - 7 содержат следующие подразделы:

• описание технологических процессов, используемых в настоящее время;
• текущие уровни эмиссии в окружающую среду;
• перспективные технологии.

В разделах 8 - 10 представлены определение НДТ, общие НДТ и экономические аспекты реализации наилучших доступных технологий.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения об использованных материалах при подготовке справочника НДТ, а также сведения о разработчиках справочника НДТ.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ.

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458 «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям».

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой «Производство специальных неорганических химикатов» (ТРГ 33), состав которой утвержден протоколом совещания под председательством заместителя Министра Министерства промышленности и торговли Российской Федерации В.С. Осьмакова от 22 марта 2017 г. № 15-ОВ/12.

Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее — Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3 Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание реализованных на территории Российской Федерации технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, ресурсосбережение, применяемых при производстве азотной кислоты, цианистого натрия, тетрахлорид кремния, трихлорсилана, катализаторов, треххлористого фосфора и стронция азотнокислого. Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся наилучшими доступными технологиями (НДТ). Для НДТ в справочнике НДТ установлены соответствующие технологические показатели НДТ.

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

При разработке справочника НДТ был использован справочник Европейского союза по НДТ «Производство специальных неорганических химикатов» (Reference Document on Best Available Techniques for the Production of Speciality Inorganic Chemicals) с учетом особенностей производства специальных неорганических химикатов в Российской Федерации.

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве специальных неорганических химикатов в Российской Федерации, была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. № 863.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. № 2178-р, приведена в разделе «Область применения».

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 13 декабря 2017 г. № 2816.

Справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2018 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

• процессы производства азотной кислоты;
• процессы производства натрия цианистого;
• процессы производства соединений кремния (тетрахлорид кремния/тетрахлорсилан, трихлорсилан);
• процессы производства катализаторов;
• процессы производства треххлористого фосфора;
• процессы производства стронция азотнокислого.

Справочник НДТ также распространяется на следующие процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий или масштабы загрязнения окружающей среды:

• хранение и подготовка сырья;
• хранение и подготовка топлива;
• производственные процессы;
• методы предотвращения и сокращения эмиссий, образования и размещения отходов;
• хранение и подготовка продукции.

Вопросы обеспечения промышленной безопасности и охраны труда частично рассматриваются только в тех случаях, когда оказывают влияние на виды деятельности, включенные в область применения настоящего справочника НДТ.

Производства указанных химических продуктов относятся в соответствии с Общероссийским классификатором видов экономической деятельности ОК 029-2014 к «производству прочих основных неорганических химических веществ», «производству удобрений и азотных соединений» и «производству прочих химических продуктов, не включенных в другие группировки».

Коды ОКВЭД, соответствующие области применения настоящего справочника НДТ, приведены в таблице А.1.

Наименования специальных неорганических химикатов с указанием кодов Общероссийского классификатора видов экономической деятельности ОКВЭД (ОК 029-2014) и кодов Общероссийского классификатора продукции по видам экономической деятельности ОКПД2 (ОК 034-2014) представлены в таблице А.1.

Дополнительные виды деятельности, осуществляемые при производстве специальных неорганических химикатов, и соответствующие им справочники НДТ, определенные распоряжением Правительства РФ от 31 октября 2014 г. № 2178-р, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Дополнительные виды деятельности при производстве специальных неорганических химикатов и соответствующие им справочники НДТ

Раздел 1. Общая информация об отрасли химической промышленности

Химическая промышленность является одной из важнейших базовых отраслей современной экономики. Ее продукция включает в себя более 70 тыс. наименований и широко используется для производства потребительских товаров, а также в таких отраслях экономики, как сельское хозяйство, обрабатывающая промышленность, строительство и сфера услуг. Кроме того, более 25% химикатов потребляется внутри самой химической отрасли.

Химический комплекс характеризуется высокими темпами роста, опережающими развитие мировой экономики. В прогнозном периоде до 2030 г. среднегодовой темп роста химического комплекса составит более 4,4%, при этом среднегодовой темп роста мирового валового внутреннего продукта (ВВП) за указанный период ожидается на уровне 3%. Таким образом, к 2030 г. суммарный рост химического комплекса на 28% превысит рост мирового ВВП.

К химической промышленности относятся:

• базовые химикаты;
• продукты жизнеобеспечения;
• специальные химикаты;
• потребительские товары.

1.1 Производство специальных неорганических химикатов

Специальные химикаты представляют собой продукты узконаправленного применения с относительно высокой добавленной стоимостью и являются достаточно быстроразвивающимся инновационным сегментом химической промышленности с дифференцированным конечным рынком сбыта. Темпы роста этого сегмента в среднем в 1,5 — 3 раза превышают темпы роста мирового ВВП. Данные товары ценятся на рынке за их особые функциональные качества. К ним относятся электронные химикаты (предназначенные для электронных приборов и оборудования), клеи, различные защитные покрытия, промышленные чистящие химикаты — абразивы, пигменты, катализаторы. Специальные химические продукты называют также тонкими химикатами.

Специализированные неорганические химические вещества, как правило, производятся в меньших объемах и продаются с более высоким коэффициентом прибыли. Данные вещества имеют тенденцию быть более ориентированными на потребителя и меньше подвержены циклическому спросу.

Еще одним смысловым фактором отнесения веществ к специализированным может являться индивидуальность и уникальность производства, потенциальная опасность производимой продукции и используемых сырьевых компонентов.

1.2 Перечень предприятий, относящихся к сфере распространения справочника НДТ

Перечень предприятий, выпускающих продукцию, относящуюся к сфере распространения справочника НДТ, приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Перечень предприятий, выпускающих твердые неорганические химикаты

1.3 Перечень продукции и применяемых технологий, мощности производства

В таблице 1.2 приведен перечень продукции и технологий, а также мощности предприятий по производству продукции к настоящему справочнику НДТ.

Таблица 1.2

Перечень продукции, применяемых технологий и мощности производства

Раздел 2. Производство концентрированной азотной кислоты

2.1 Общая информация

Кислота азотная концентрированная выпускается по ГОСТ 701-89.

Стандарт распространяется на концентрированную азотную кислоту, которую получают вследствие прямого синтеза, через кислоту сверхазеотропной (промежуточной) концентрации, методом концентрирования разбавленной азотной кислоты, полученной из аммиака или денитрацией отработанных кислот с использованием водоотнимающих средств (серной кислоты и нитрата магния).

Концентрированная азотная кислота выпускается двух марок — А и Б.

Азотную кислоту марки А используют при производстве изделий электронной и радиоэлектронной промышленности, в процессах нитрования органических соединений, при изготовлении взрывчатых веществ, при химической обработке металлов, в медицинской промышленности, при производстве пластмасс, а также и для других целей.

Азотную кислоту марки Б используют для гальванических работ, при изготовлении химических реактивов, для растворения примесей промышленных продуктов, в процессах нитрования органических соединений, при производстве взрывчатых веществ и для других целей.

По физико-химическим показателям необходимо, чтобы концентрированная азотная кислота соответствовала нормам, приведенным в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Показатели концентрированной азотной кислоты

2.1.1 Концентрирование азотной кислоты методом прямого синтеза

Получение концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза основано на взаимодействии жидкого тетроксида азота с водой и кислородом при высоких давлениях и повышенных температурах.

Для реализации этого процесса необходимо максимально увеличить скорость окисления NO. С этой целью в качестве окислителя используют чистый кислород, а процесс проводят при давлениях 4 — 5 МПа. В этих условиях лимитирующей стадией процесса становится не скорость окисления NO, а скорость разложения азотистой кислоты. Для ускорения этой реакции необходимо повысить температуру до 70 °C — 80 °C. Кроме того, для смещения равновесия реакции вправо и увеличения скорости суммарного процесса необходим большой избыток N2O4 в исходной смеси по сравнению со стехиометрическим количеством. В этих условиях возможно получение азотной кислоты с концентрацией 98% — 99% при достаточно высокой скорости.

Таким образом, для получения концентрированной азотной кислоты необходимо выделить чистый тетроксид азота из нитрозных газов, получаемых при контактном окислении аммиака.

Производство концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза состоит из следующих стадий:

1. окисление аммиака воздухом под атмосферным давлением;

2. охлаждение нитрозных газов в скоростных холодильниках с выделением избыточного водяного пара;

3. окисление NO кислородом, содержащимся в нитрозных газах;

4. доокисление NO концентрированной азотной кислотой:

NO + 2HNO₃ = 3NO₂ + H₂O;

5. абсорбция NO2 из нитрозных газов концентрированной азотной кислотой с образованием нитроолеума:

HNO₃ + nNO₂ <-> HNO₃·nNO₂ + Q;

6. десорбция NO2 из нитроолеума;

7. конденсация N2O4 при охлаждении;

8. смешение жидкого N2O4 с разбавленными растворами HNO3, образующимися на различных стадиях процесса при массовом соотношении N2O4:H2O, равном 6,2 — 7,5;

9. взаимодействие N₂O₄ с водой и кислородом в автоклаве при давлении 4 — 5 МПа и температуре 70 °C — 80 °C с образованием нитроолеума:

2N₂O₄ + 2H₂O + O₂ = 4HNO₃;

10. отбелка нитроолеума в отбелочной колонне путем нагревания до 80 °C с образованием 100%-ной азотной кислоты.

2.1.2 Концентрирование азотной кислоты с помощью водоотнимающих веществ

Получить концентрированную азотную кислоту перегонкой разбавленной кислоты невозможно. При кипении и перегонке разбавленной азотной кислоты ее можно упарить лишь до содержания 68,4% HNO3 (азеотропная смесь), после чего состав перегоняемой смеси не изменится.

В промышленности перегонку разбавленных водных растворов азотной кислоты осуществляют в присутствии водоотнимающих веществ (концентрированная серная кислота, фосфорная кислота, концентрированные растворы нитратов и др.). Применение водоотнимающих веществ дает возможность понизить содержание водяных паров над кипящей смесью и увеличить содержание паров азотной кислоты, при конденсации которых получается 98%-ная HNO3.

Технологическая схема концентрирования азотной кислоты с применением серной кислоты показана на рисунке 2.1.

1, 4 — напорные баки для азотной и серной кислоты; 2 — контрольные фонари; 3 — испаритель разбавленной азотной кислоты; 5 — коробка для регулирования подачи кислоты; 6 — концентрационная колонна; 7 — холодильник конденсатор; 8 — холодильник кислоты, циркулирующей в башне; 9 — вентилятор; 10 — поглотительная башня; 11 — сборник; 12 — насос; 13 — холодильник концентрированной азотной кислоты; 14 — холодильник отработанной серной кислоты

Рисунок 2.1 — Схема концентрирования разбавленной азотной кислоты в присутствии серной кислоты

Большим недостатком концентрирования азотной кислоты с помощью серной кислоты является высокое содержание паров и тумана H₂SO₄ в выхлопных газах после электрофильтров (0,3 — 0,8 г/м3 газа), поэтому серную кислоту заменяют, например, нитратом магния или цинка.

2.2 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в производстве концентрированной азотной кислоты

В настоящее время в РФ реализован способ производства концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнимающего вещества — нитрата магния.

Этот способ концентрирования обеспечивает получение чистой концентрированной азотной кислоты без вредных выбросов в атмосферу.

2.2.1 Описание технологических процессов, применяемых в настоящее время в РФ при производстве концентрированной азотной кислоты

Процесс производства концентрированной азотной кислоты состоит из нескольких основных стадий (см. рисунок 2.2 и таблицу 2.2):

• концентрирование азотной кислоты;
• регенерация отработанного плава нитрата магния и ректификация сокового пара;
• промывка нитрозных газов;
• каталитическая очистка нитрозных газов от оксидов азота.

Рисунок 2.2 — Схема получения концентрированной азотной кислоты

Таблица 2.2

Описание технологического процесса АКК-М-80

Концентрирование азотной кислоты

Концентрирование азотной кислоты происходит в колонне, которая состоит из:

• куба-сепаратора;
• зоны денитрации (тарелки № 1 — 12);
• зоны смешивания (тарелки № 13, 14);
• зоны промывки (керамическая насадка, тарелка № 15);
• зоны ректификации (тарелки № 16, 17);
• укрепляющей зоны (тарелка № 18).

Подача неконцентрированной азотной кислоты из напорного бака осуществляется в среднюю часть колонны ниже ввода плава.

Плав нитрата магния подается самотеком из напорного бака на тарелку № 14 колонны концентрирования.

При смешивании неконцентрированной азотной кислоты и плава нитрата магния на тарелке № 13 колонны происходит вскипание кислоты. Из тройной смеси HNO3-H2O-Mg(NO3)2 в колонне происходит высаливание паров двойной смеси HNO3-H2O с массовым содержанием HNO3 80% ... 90%, которые подымаются вверх, в промывочную зону колонны.

Вверху колонны поддерживается вакуум, который создается газодувкой.

Закисленный плав из зоны смешивания сливается на расположенные ниже тарелки в зону денитрации, где за счет продувки соковым паром, подымающимся из кипятильника, происходит его частичная денитрация. Плав перетекает по переливам колпачковых тарелок зоны денитрации на тарелку № 1 колонны, поглощая пары воды и частично избавляясь от азотной кислоты. Затем, разбавленный и закисленный, поступает в трубное пространство кипятильника.

В межтрубное пространство греющей камеры кипятильника подается пар.

Образовавшаяся в кипятильнике парожидкостная эмульсия поступает в куб-сепаратор колонны.

В кубе-сепараторе колонны происходит разделение сокового пара и плава. Соковый пар поднимается вверх колонны, барботируя через слой плава на тарелках зоны денитрации и обогащаясь кислотой. Плав из куба колонны поступает в выпарной аппарат.

Соковый пар, поднявшийся в зону промывки, смешивается с основной массой паров азотной кислоты. В зоне промывки пары азотной кислоты отделяются от частиц нитрата магния концентрированной азотной кислотой, перетекающей на насадку зоны промывки с вышерасположенных тарелок колонны. Насадка служит для увеличения площади контакта жидкой азотной кислоты и паров азотной кислоты. Промывка паров азотной кислоты жидкой азотной кислотой предотвращает увеличение содержания прокаленного остатка в продукционной кислоте при различных режимах работы колонны.

В зоне ректификации на тарелках № 16, 17 при помощи стекающей с тарелки № 18 концентрированной азотной кислоты происходит дальнейшее разделение паров азотной кислоты с конденсацией паров воды и концентрированием паров.

Окончательное удаление водяных паров и концентрирование паров азотной кислоты происходит в укрепляющей зоне колонны на тарелке № 18 с помощью флегмы.

Концентрированные пары азотной кислоты из верхней части колонны поступают в межтрубное пространство конденсатора, охлаждаются и конденсируются. Основная часть (продукционная кислота) кислоты после конденсатора поступает в хранилище на склад готовой продукции, другая же часть концентрированной азотной кислоты возвращается в колонну на тарелку № 18 в качестве флегмы.

Из конденсатора осуществляется отсос нитрозных газов газодувкой в предварительный промыватель для промывки от паров азотной кислоты.

Для доокисления и отдувки оксидов азота, образовавшихся в результате разложения азотной кислоты, в конденсатор подается атмосферный воздух.

Регенерация отработанного плава нитрата магния и ректификация сокового пара

Плав нитрата магния из куба-сепаратора колонны поступает самотеком в выпарной аппарат на всас циркуляционного насоса. Массовая доля в плаве: нитрата магния — не более 68%, азотной кислоты — не более 1%.

Регенерация отработанного плава нитрата магния производится в выпарном аппарате с принудительной циркуляцией под вакуумом, для создания которого используется пароэжекционный вакуум-насос.

Плав подается циркуляционным насосом в трубное пространство греющей камеры выпарного аппарата. В межтрубное пространство греющей камеры подается пар.

Парожидкостная смесь из греющей камеры поднимается в сепаратор выпарного аппарата, где происходит ее вскипание и разделение на соковый пар и восстановленный плав. Массовая доля в плаве: нитрата магния — не менее 72%, азотной кислоты — не более 0,1%.

Соковый пар с массовой долей азотной кислоты не более 5% из сепаратора выпарного аппарата поступает в колонну ректификации под тарелку № 9. Соковый пар под действием вакуума, создаваемого пароэжекционным вакуум-насосом, поднимается в укрепляющую часть колонны, барботируя через слой промывной жидкости на тарелках колонны, насыщаясь парами воды, поступает в конденсатор сокового пара для охлаждения и конденсации.

В качестве промывной жидкости используется конденсат сокового пара. Конденсат сокового пара, перетекая по переливам колпачковых тарелок колонны и насыщаясь азотной кислотой, стекает в куб колонны.

Инерты и несконденсированные пары азотной кислоты после конденсатора поступают на эжектор I ступени пароэжекционного вакуум-насоса, затем — в промежуточный холодильник, где происходит конденсация пара (эжектирующей среды) и сокового пара, далее инерты поступают на эжектор II ступени с последующей конденсацией остатков сокового пара в конденсаторе. Несконденсировавшиеся инерты сбрасываются в атмосферу.

Промывка нитрозных газов

Нитрозные газы (объемная доля оксидов азота не более 10%, паров азотной кислоты не более 30%) из конденсатора поступают в боковой штуцер верхней части предварительного промывателя. На орошение верхней части промывателя подается азотная кислота (массовая доля не более 60%).

После предварительного промывателя нитрозный газ с объемной долей оксидов азота не более 10%, паров азотной кислоты не более 1% поступает в нижнюю часть промывателя.

Промывка нитрозного газа в промывателе ведется противотоком, нитрозный газ движется снизу вверх навстречу кислоте.

В промывателе происходит процесс абсорбции оксидов азота с выделением тепла:

2NO + O_{2} \rightleftarrows 2NO_{2} + Q;

2NO_{2} \rightleftarrows N_{2}O_{4} + Q;

NO_{2} + NO \rightleftarrows N_{2}O_{3} + Q;

3NO_{2} + H_{2}O \cdot 2HNO_{3} + NO + Q;

3HNO_{2}HNO_{3} + 2NO + H_{2}O + Q.

После промывателя нитрозный газ с массовой долей оксида азота не более 1,5%, азотной кислоты не более 0,1%, воды не более 4% поступает на всас газодувки и подается на каталитическую очистку в корпус 417.

2.2.2 Перечень применяемого оборудования

Перечень применяемого оборудования приведен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Основное оборудование

2.3 Нормы расхода сырья и энергоресурсов

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Расходные нормы сырья и энергоресурсов на производство концентрированной азотной кислоты

2.4 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

2.4.1 Выбросы в атмосферу

В производстве концентрированной азотной кислоты с агрегатами АКК-М-80 кардинально решена проблема минимизации выброса оксидов азота с выхлопным газом. Производство оснащено установками каталитической очистки нитрозных газов, обеспечивающими содержание оксидов азота в отходящем газе не более 0,01 об. %. Рассеивание выхлопных газов после очистки осуществляется на высоте 45 м (см. таблицу 2.5).

Таблица 2.5

Выбросы при производстве концентрированной азотной кислоты

2.4.2 Обращение со сточными водами

Постоянные сточные воды, загрязненные азотной кислотой, отсутствуют. Хранилища и другие емкости установлены в поддонах с объемом, предотвращающим попадание закисленных вод в объекты окружающей среды. Система приямков и дренажных емкостей позволяет в полном объеме произвести сбор загрязненных сбросов с последующим направлением их в технологический процесс либо в нейтрализатор, где они обезвреживаются и разбавляются (см. таблицу 2.6).

Таблица 2.6

Сбросы при производстве концентрированной азотной кислоты

2.4.3 Отходы производства

Отработанный катализатор с установок конверсии нитрозных газов реализуется (см. таблицу 2.7).

Таблица 2.7

Отходы при производстве концентрированной азотной кислоты

Отработанные масла, применяемые в динамическом оборудовании, подлежат регенерации и используются повторно.

2.5 Перспективные технологии

2.5.1 Производство концентрированной азотной кислоты

Кроме технологий с использованием водоотнимающих веществ существует способ получения концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза, основанный на взаимодействии жидкого тетроксида азота с водой и кислородом при высоких давлениях и повышенных температурах. Данный способ имеет совершенно иное аппаратурное оформление и не может быть использован для модернизации существующих установок получения концентрированной азотной кислоты.

Раздел 3. Производство цианидов

3.1 Общая информация

Цианистый натрий (цианид натрия, химическая формула NaCN) изготавливают в виде белых или слабоокрашенных брикетов со средним размером 38 x 36 x 20 мм и массой около 18 г (высший сорт); белые или слабоокрашенные брикеты, смесь деформированных, ломаных брикетов (первый сорт) по [1]. Цианистый калий (цианид калия (KCN)) изготавливают в виде белых или слабоокрашенных кристаллов с наличием комков по [2]. Согласно [1] и [2] продукция должна иметь следующие показатели (см. таблицу 3.1).

Таблица 3.1

Технические характеристики цианида натрия и цианида калия [1] - [3]

Цианиды натрия и калия применяются:

• в золотодобывающей промышленности для извлечения золота из руды методом выщелачивания;
• в процессах цианирования стали для повышения поверхностной твердости, износостойкости и усталостной прочности стальных изделий;
• как цианирующий агент в производстве нитрилов, изонитрилов, красителей;
• в производстве фармацевтических препаратов.

Цианистый натрий получают нейтрализацией синильной кислоты щелочью с последующей фильтрацией и сушкой осадка:

HCN + NaOH -> NaCN + H2O.

3.2 Описание технологических процессов, используемых в производстве цианида натрия

Промышленный способ получения цианида натрия основан на реакции нейтрализации, в результате которой при взаимодействии синильной кислоты и едкого натра образуются цианистый натрий и вода.

Основные этапы технологии:

• прием сырья;
• абсорбция;
• синтез и кристаллизация;
• фильтрация и сушка;
• брикетировка и упаковка;
• дегазация цианистых соединений.

Сырьем для получения цианида натрия брикетированного являются синильная кислота и едкий натр. Синильная кислота по трубопроводу передается на участок приема и дозировки сырья, откуда посредством передавливания азотом подается на стадию кристаллизации. В процессе приема и передачи синильной кислоты образуются абгазы цианистого водорода, которые абсорбируются в скрубберах 0,5% — 1% водно-щелочным абсорбентом.

Едкий натр с массовой долей не менее 46% поступает по трубопроводу на участок приема и дозировки сырья, откуда насосом подается в верхнюю часть кристаллизатора. Синильная кислота подается в циркуляционный контур кристаллизатора через специальное дозирующее устройство. Расход раствора едкого натра в кристаллизатор должен превышать расход синильной кислоты в 3,21 раза.

Кристаллизатор предназначен для проведения реакции нейтрализации с образованием суспензии цианистого натрия (маточного раствора). В результате испарения воды происходит образование кристаллов соли, размер которых постоянно увеличивается до заданного среднего размера. Реакция в кристаллизаторе происходит при температуре 63 °C — 70 °C и под вакуумом 8,2 — 9,0 кПа.

Полученный маточный раствор отводится из циркуляционного контура кристаллизатора на барабанный вакуумный фильтр, где происходит выделение из маточного раствора кристаллического цианистого натрия и его сушка. Осушение выделенного цианистого натрия происходит посредством подачи горячего сушильного воздуха, подогретого в газовой горелке до температуры 350 °C.

Осушенный цианид натрия из барабанного вакуумного фильтра подается в компактор, где кристаллы цианистого натрия спрессовываются в брикеты. Спрессованный цианид натрия далее направляется в барабанное сито для сглаживания брикетов и отделения от них пыли и обломков, откуда попадает в сборник и далее на упаковку.

Образовавшиеся в процессе получения брикетированного цианида натрия абгазы синильной кислоты и пыль цианида натрия абсорбируются в скрубберах. Скруббер первой ступени очистки предназначен для предварительной очистки и обеспыливания загрязненного воздуха путем подачи абсорбента — конденсата или химобессоленной воды в противотоке поступающему газу. Скруббер второй ступени очистки предназначен для окончательной очистки и обеспыливания загрязненного воздуха путем впрыска водно-щелочного раствора (абсорбента) в противоток поступающему газу.

Образовавшиеся сточные воды поступают на стадию сбора циансодержащих сточных вод, где в процессе перекачки и перемешивания усредняются и передаются на локальную гипохлоритную очистку.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Принципиальная схема получения цианида натрия

Описание технологического процесса приведено в таблице 3.2, перечень основного оборудования — в таблице 3.3.

Таблица 3.2

Описание технологического процесса производства цианида натрия

Таблица 3.3

Перечень основного оборудования производства цианида натрия

3.3 Нормы расхода сырья и энергоресурсов

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве цианида натрия

3.4 Текущие уровни эмиссии при производстве цианида натрия

3.4.1 Выбросы в атмосферу при производстве цианида натрия

Выбросы в атмосферу при производстве цианида натрия приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5

Выбросы в атмосферу при производстве цианида натрия

3.4.2 Обращение со сточными водами

Сточные воды направляются после дегазации цианистых соединений и далее поступают на стадию сбора циансодержащих сточных вод, где в процессе перекачки и перемешивания усредняются и передаются на локальную гипохлоритную очистку. Удельная масса сброса цианид-аниона — 0,018767 кг/т продукта.

3.4.3 Отходы производства цианида натрия

Технологические отходы не образуются.

3.5 Перспективные направления в технологии производства цианида натрия

Существуют запатентованные способы получения цианидов из щелочных растворов и цианистого водорода в реакторе с псевдоожиженным слоем [4], [5], способ формирования гранулятов цианидов распылительной сушкой [6], а также способ получения цианидов в модульных установках с головной стадией синтеза цианистого водорода плазмохимическим методом из углеводородов и азота [7], [8].

Раздел 4. Производство трихлорсилана и тетрахлорсилана

4.1 Общая информация

Трихлорсилан (силан треххлористый, силикохлороформ, химическая формула SiHCl3) и тетрахлорсилан (четыреххлористый кремний, силиконхлорид, химическая формула SiCl4) выпускаются промышленностью в виде бесцветной или желтого цвета жидкости.

Согласно [9] и [10] продукция должна иметь следующие технические характеристики (см. таблицу 4.1).

Таблица 4.1

Показатели товарных трихлорсилана и тетрахлорсилана [9], [10]

Трихлорсилан применяется в следующих производствах:

• марка А — производство силанов;
• марка Б — производство кремнийорганических продуктов;
• марка В — производство фенилтрихлорсилана, используемого для получения термостойких и электроизоляционных лаков, смол, гидрофобизирующих жидкостей, масел и т.д.

Трихлорсилан используется также для получения кремния полупроводниковой степени чистоты.

Тетрахлорсилан используется для получения эфиров ортокремниевой кислоты и других кремнийорганических соединений, высокодисперсного диоксида кремния (аэросила), а также для получения кремния полупроводниковой степени чистоты.

Три- и тетрахлорсилан производят гидрохлорированием кристаллического кремния в реакторе с псевдоожиженным слоем. Оба процесса имеют общую головную стадию получения смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан, из которой далее выделяют SiHCl3 и SiCl4.

4.2 Описание технологических процессов, используемых в производстве трихлорсилана и четыреххлористого кремния

Промышленный способ получения трихлорсилана — гидрохлорирование кристаллического кремния. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.1. Процесс состоит из следующих стадий:

• дробление и размол кремния кристаллического;
• получение хлористого водорода;
• производство смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан;
• производство трихлорсилана;
• производство четыреххлористого кремния.

Рисунок 4.1 — Принципиальная схема производства три- и тетрахлорсилана

В основе технологического процесса лежат следующие химические реакции:

Si + 3HCl -> SiHCl₃ + H₂;

Si + 4HCl -> SiCl₄ + 2H₂.

Описание технологического процесса приведено в таблице 4.2, перечень основного оборудования — в таблице 4.3.

Таблица 4.2

Описание технологического процесса производства три- и тетрахлорсилана

Таблица 4.3

Перечень основного оборудования производства три- и тетрахлорсилана

Дробление и размол кремния осуществляется в щековой дробилке и шаровой мельнице.

Хлористый водород получают десорбцией из соляной кислоты в отпарной колонне, заполненной фторопластовыми кольцами Рашига. Соляная кислота десорбирует хлористый водород и в виде азеотропа стекает вниз колонны. Хлористый водород из верхней части колонны поступает на стадию осушки в конденсаторы, охлаждаемые оборотной водой и далее в холодильники, охлаждаемые рассолом минус 20 °C с последующим направлением в фазоразделитель. Осушенный хлористый водород от фазоразделителя направляется на компримирование и далее на синтез.

Гидрохлорирование молотого кремния осуществляется в реакторе — вертикальном цилиндрическом стальном аппарате, снабженном сепаратором и двухсекционной рубашкой для подачи пароконденсата, распределительной решеткой в нижней части реактора. Молотый кремний из бункера азотом загружается в среднюю часть реактора. В нижнюю часть реактора под распределительную решетку подается хлористый водород. Хлорирование кремния проводится при температуре от 280 °C до 350 °C и давлении от 0,05 до 0,43 МПа. Из реактора парогазовая смесь трихлорсилан-тетрахлорсилан поступает на стадию сухой очистки парогазовой смеси от пыли кремния и солей металлов, далее на стадию мокрой очистки парогазовой смеси.

Сухая очистка парогазовой смеси производится в циклонах, мокрая очистка — в барботажном кубе и в колонне.

Парогазовая смесь из верхней части барботажной колонны поступает на конденсацию в последовательно расположенные теплообменники, охлаждаемые оборотной водой и рассолом с температурой минус 20 °C.

Конденсат затем передается на ректификацию.

Трихлорсилан марки А, Б и улучшенный получают путем трехступенчатой ректификации смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан. Кубовая жидкость направляется на выделение тетрахлорсилана.

Выделение тетрахлорсилана осуществляется в отдельной колонне.

4.3 Нормы расхода сырья и энергоресурсов

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблицах 4.4 и 4.5.

Таблица 4.4

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве три- и тетрахлорсилана

Таблица 4.5

Образование побочных/вторичных продуктов при производстве три- и тетрахлорсилана

4.4 Текущие уровни эмиссий при производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана

4.4.1 Выбросы в атмосферу при производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана

Выбросы в атмосферу при производстве три- и тетрахлорсилана приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6

Выбросы в атмосферу при производстве три- и тетрахлорсилана

4.4.2 Обращение со сточными водами

Промышленные сточные воды направляются на станцию усреднения и нейтрализации и далее передаются в сторонние организации для обезвреживания. Ливневые сточные воды очищаются и направляются в водооборотный цикл. Уровни сбросов приведены в таблице 4.7.

Таблица 4.7

Сбросы загрязняющих веществ при производстве три- и тетрахлорсилана

4.4.3 Отходы производства трихлорсилана и тетрахлорсилана

В процессе производства три- и тетрахлорсилана образуются следующие виды отходов: отходы отработанного кремния и гель диоксида кремния в количестве 6,8 и 25,2 кг на 1 т смеси SiHCl3 + SiCl4 соответственно, которые направляются на полигон захоронения промышленных отходов.

4.5 Перспективные направления в технологии трихлорсилана и четыреххлористого кремния

Среди перспективных возможно рассмотрение следующих направлений:

• получение четыреххлористого кремния взаимодействием кремния с хлористым водородом при нагревании в присутствии катализатора на основе хлористого цинка, нанесенного на оксид алюминия [11];
• хлорирование аморфного диоксида кремния в расплавленной среде хлоридов калия и натрия в присутствии углерода с дальнейшей очисткой жидкого четыреххлористого кремния от примесей [12].

Раздел 5. Производство катализаторов

5.1 Общая информация

Современное химическое производство в основной своей массе основано на катализе. Применение катализаторов позволяет осуществлять промышленно важные химические реакции с высокой эффективностью в приемлемых условиях.

В настоящем справочнике НДТ рассматривается производство твердых гетерогенных катализаторов для процессов нефтепереработки, нефтехимии, газоочистки и неорганического синтеза, которые производятся на российских предприятиях (см. таблицу 5.1).

Таблица 5.1

Производство основных катализаторов нефтепереработки, нефтехимии, неорганического синтеза и очистки технологических газов в России

Большинство твердых промышленных катализаторов представляют собой частицы, распределенные в порах инертных носителей. Нанесенные катализаторы получают двумя основными методами: введением активной фазы в предварительно подготовленный носитель путем пропитки; соосаждением каталитически активного материала и носителя. Также практикуется получение твердых катализаторов по замесной технологии. Данные катализаторы получают смешением активных компонентов. В качестве носителей наиболее часто применяют оксиды алюминия, кремния, титана, магния, цинка, циркония, алюмосиликаты, активированный уголь. Особое место среди гетерогенных катализаторов занимают катализаторы на основе цеолитов.

5.2 Описание технологических процессов, используемых в производстве катализаторов

5.2.1 Основные стадии производства катализаторов

В общем случае производство катализаторов включает получение исходных твердых материалов (например, геля гидроокиси алюминия, солей металлов), выделение веществ, являющихся активным компонентом (например, термическим разложением, выщелачиванием), изменение состава катализатора в реакционной среде (например, сульфидирование, восстановление). К наиболее характерным операциям при синтезе катализаторов методом соосаждения относятся: дробление, помол, растворение, соосаждение, фильтрование, промывка осадка, формовка, сушка, прокаливание. Некоторые типы катализаторов требуют проведения стадий ионного обмена, пропитки, введения связующего.

Растворение и соосаждение

В процессе соосаждения образуется твердая фаза в результате взаимодействия растворов исходных компонентов. Характер осадка зависит от температуры осаждения, pH среды, исходного состава раствора, интенсивности перемешивания, условий введения осадителя. Растворение и соосаждение, как правило, проводят в аппаратах периодического действия с перемешивающими устройствами и теплообменными элементами.

Фильтрование

Фильтрование суспензий проводят с применением барабанных вакуум-фильтров, рамных фильтр-прессов, автоматических камерных фильтр-прессов. В малотоннажных производствах применяют нутч-фильтры. Выбор фильтра зависит от среднего размера частиц суспензии, содержания твердой фазы, вязкости жидкой фазы, а также от требований к влагосодержанию осадка, температуры фильтрования, производительности.

Промывка осадка

Для удаления растворенных в фильтрате или адсорбированных на поверхности осадка нежелательных компонентов применяют промывку осадка на фильтре или репульпационную промывку с повторением фильтрования. Промывку крупнозерновых осадков с размером частиц более 50 мкм проводят в одну или несколько ступеней непосредственно на фильтре промывной жидкостью либо разделением суспензии после смешения осадка с промывной жидкостью. Мелкодисперсные суспензии с размером частиц менее 20 мкм промывают на отдельном оборудовании с разрушением структуры осадка.

Формовка

В производстве катализаторов распространено два способа формовки: сухая (таблетирование, гранулирование измельченного до тонкодисперсного состояния прокаленного материала) и влажная (экструзия, таблетирование, гранулирование, распылительная сушка влажного осадка). Способы формовки в значительной мере определяют механическую прочность катализатора. Для формовки применяют дисковые грануляторы, прессы, ножевые устройства, шнековые машины, сушильно-формовочные машины, таблеточные роторные машины, устройства для уплотнения порошков, аппараты для нанесения покрытий.

Сушка

На стадии сушки удаляется влага, содержащаяся в суспензии (пасте, влажном материале) после фильтрования и промывки. Сушку проводят в распылительных сушилках, сушилках с кипящим слоем, ленточного, шахтного, барабанного, туннельного типа. В малотоннажных производствах применяют камерные сушилки периодического действия.

Прокаливание

При прокаливании за счет термической диссоциации гидроксидов, солей металлов образуется активная фаза катализатора. Условия прокаливания определяют удельную поверхность и средний размер пор. Термообработку проводят в прокалочных печах шахтного, туннельного, барабанного типа, в печах с кипящим слоем. Обогрев осуществляют непосредственно топочными газами, либо применяют печи непрямого нагрева. В малотоннажных производствах применяют камерные электрические печи сопротивления.

Пропитка

В процессе пропитки пористый носитель пропитывают раствором солей металлов (например, нитратов, ацетатов, карбонатов), анионы которых удаляют на последующих стадиях термообработки. В производстве катализаторов применяют различные способы пропитки: окунание, опрыскивание, с упариванием раствора, расплавом солей. Пропитку проводят в сушильно-пропиточных аппаратах, барабанных пропитывателях, конвейерных пропиточных машинах.

В настоящее время соосажденные катализаторы выпускаются редко, наиболее распространены полученные по пропитной (пропитка носителя растворами активных компонентов) или замесной (смешение активных компонентов со связующим или без него) технологии.

5.2.2 Производство алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.1, описание технологического процесса — в таблице 5.2, перечень основного оборудования — в таблице 5.3.

Алюмоникелевые катализаторы конверсии метана и углеводородных газов производятся методом пропитки.

Рисунок 5.1 — Схема производства алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Таблица 5.2

Описание технологического процесса производства алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Таблица 5.3

Перечень основного оборудования производства алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

5.2.3 Производство алюмопалладиевых катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.2, описание технологического процесса — в таблице 5.4, перечень основного оборудования — в таблице 5.5.

Алюмопалладиевые катализаторы производятся пропиткой алюмооксидного носителя раствором соединения палладия.

Рисунок 5.2 — Схема производства алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 5.4

Описание технологического процесса производства алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 5.5

Перечень основного оборудования производства алюмопалладиевых катализаторов

5.2.4 Производство платино-рениевых катализаторов на основе активного оксида алюминия

В данном разделе приведено описание технологии производства платино-рениевых катализаторов на основе активного оксида алюминия.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.3 описание технологического процесса — в таблице 5.6, перечень основного оборудования — в таблице 5.7. Платино-рениевые катализаторы на основе активного оксида алюминия производятся методом пропитки.

Рисунок 5.3 — Схема производства платино-рениевых катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 5.6

Описание технологического процесса производства платино-рениевых катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 5.7

Перечень основного оборудования производства платино-рениевых катализаторов на основе активного оксида алюминия

5.2.5 Производство никель-вольфрамовых катализаторов с добавкой окиси алюминия в осерненной форме

Приведено описание технологии производства никель-вольфрамовых катализаторов с добавкой окиси алюминия в осерненной форме.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.4, описание технологического процесса — в таблице 5.8, перечень основного оборудования — в таблице 5.9.

Никель-вольфрамовые катализаторы с добавкой окиси алюминия в осерненной форме производятся методом осаждения.

Рисунок 5.4 — Схема производства никель-вольфрамовых катализаторов с добавкой окиси алюминия в осерненной форме

Таблица 5.8

Описание технологического процесса производства никель-вольфрамовых катализаторов с добавкой окиси алюминия в осерненной форме

Таблица 5.9

Перечень основного оборудования производства никель-вольфрамовых катализаторов с добавкой окиси алюминия в осерненной форме

5.2.6 Производство сульфокатионитных катализаторов

Сульфаткатионитные катализаторы применяются в процессах гидратации олефинов, дегидратации спиртов, получения изобутилена, МТБЭ и других процессах.

Метод получения сульфокатионитных катализаторов основан на формовании гранул из расплава смеси катионообменной смолы и гранулированного (порошкообразного) полипропилена. Процесс получения состоит из следующих стадий:

• размол и сушка катионита;
• смешивание катионита с полипропиленом;
• гранулирование катализатора;
• нейтрализация сточных вод.

Мешки с катионитом растариваются и разгружаются в передвижной бункер. Катионит из бункера подается в измельчитель. Затем проводится сушка измельченного катионита в кипящем слое до влажности катионита 10 — 25 мас. %.

Отмеренное количество осушенного катионита и полипропилена поступает в планетарно-шнековый смеситель, где происходит смешивание полипропилена с подсушенным катионитом, смешивание производится не менее 1 ч с образованием катализаторной шихты.

Перемещение катализаторной шихты в экструдере и ее прессование производятся двумя вращающимися навстречу друг другу червячными валами через последовательно расположенные электронагревательные зоны к формующей головке. По мере продвижения катализаторной шихты от дозатора к зоне давления происходит перемещение катионита в расплаве из полипропилена. Из зоны давления расплавленная масса шихты поступает в фильерные отверстия формующей головки экструдера. При выходе из фильерных отверстий за счет резкого снижения давления из гранул катализатора мгновенно испаряется влага, вследствие чего он обретает пористость. Длина гранул катализатора регулируется скоростью вращения ножа режущего устройства по месту.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.5, описание технологического процесса — в таблице 5.10, перечень основного оборудования — в таблице 5.11.

Сульфаткатионитные катализаторы производятся методом механического смешения.

Рисунок 5.5 — Схема производства сульфокатионитных катализаторов

Таблица 5.10

Описание технологического процесса производства сульфокатионитных катализаторов

Таблица 5.11

Перечень основного оборудования производства сульфокатионитных катализаторов

5.2.7 Производство железокалиевых катализаторов

Железокалевые катализаторы предназначены для дегидрирования изоамиленов в изопрен.

Технологический процесс состоит из:

• подготовки катализаторных гранул;
• прокаливания катализаторных гранул с последующим охлаждением технологическим воздухом.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.6, описание технологического процесса — в таблице 5.12, перечень основного оборудования — в таблице 5.13.

Железокалевые катализаторы производятся методом полусухого смешения.

Рисунок 5.6 — Схема производства железокалиевых катализаторов

Таблица 5.12

Описание технологического процесса производства железокалиевых катализаторов

Таблица 5.13

Перечень основного оборудования производства железокалиевых катализаторов

5.2.8 Производство катализаторов «серебро на пемзе»

Гранулированная пемза просеивается на сите с целью получения гранул размерами 2 — 5 мм. Пыль, мелкая фракция, а также пемза темного цвета собирается в отдельную тару и вывозится на полигон промышленных отходов. Готовую пемзу обрабатывают 10%-ным — 20%-ным раствором азотной кислоты с целью удаления поверхностных окислов железа.

Химизм процесса:

Fe₂O₃ + 6HNO₃ = 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O;

FeO + 2HNO₃ = Fe(NO₃)₂ + H₂O.

После приготовления раствора кислоты в емкость засыпается пемза. Обработка пемзы производится не менее 2 суток при периодическом перемешивании пемзы пластиковой лопаткой. После обработки пемза по мере надобности засыпается в корзины.

После промывки пемза перегружается в поддоны и сушится в сушилке, обогреваемой паром, при температуре 80 °C — 100 °C не менее 8 ч до полного удаления влаги.

Нанесение серебра на пемзу производится путем пропитывания ее раствором азотнокислого серебра и разложения его при высокой температуре. При этом протекает реакция

2AgNO₃ = 2Ag + 2NO₂ + O₂.

Нанесение серебра на пемзу производится в выпарной чаше, расположенной в вытяжном шкафу.

В процессе пропитки в рубашку чаши подается пар и раствор азотнокислого серебра упаривается до полного удаления влаги. В чашу повторно заливается по гибкому шлангу паровой конденсат до первоначального уровня, и операция упаривания повторяется, при этом последние порции конденсата упариваются при постоянном перемешивании контактной массы.

Контактная масса выгружается совком в поддоны, которые при помощи приспособления помещают в электропечь, где при температуре 400 °C — 500 °C при перемешивании в течение 1 — 2 ч удаляются оксиды азота, после чего температуру в печи поднимают до 600 °C — 650 °C и при этой температуре катализатор прокаливается в течение 2 — 3 ч.

Прокаленный катализатор вынимается из печи, охлаждается на открытом воздухе, просеивается от пыли и мелочи. Отбирается проба на анализ, взвешивается и затаривается в мешки, маркируется и сдается на склад на хранение.

Катализаторы «серебро на пемзе» производятся методом пропитки.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.7, описание технологического процесса — в таблице 5.14, перечень основного оборудования — в таблице 5.15.

Рисунок 5.7 — Схема производства катализаторов «серебро на пемзе»

Таблица 5.14

Описание технологического процесса производства катализаторов «серебро на пемзе»

Таблица 5.15

Перечень основного оборудования производства катализаторов «серебро на пемзе»

5.2.9 Производство катализаторов «палладий на угле»

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.8, описание технологического процесса — в таблице 5.16, перечень основного оборудования — в таблице 5.17.

Катализаторы «палладий на угле» производятся нанесением на поверхность угля активного рекуперационного палладия.

Рисунок 5.8 — Схема производства катализаторов «палладий на угле»

Таблица 5.16

Описание технологического процесса производства катализаторов «палладий на угле»

Таблица 5.17

Перечень основного оборудования производства катализаторов «палладий на угле»

5.2.10 Производство алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.9, описание технологического процесса — в таблице 5.18, перечень основного оборудования — в таблице 5.19.

Алюмоникелькобальтмолибденовые катализаторы производятся пропиткой алюмооксидного носителя растворами парамолибдата аммония, никелем азотнокислым или кобальтом азотнокислым.

Рисунок 5.9 — Схема производства алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 5.18

Описание технологического процесса производства алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 5.19

Перечень основного оборудования производства алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

5.2.11 Производство цинкхроммедных катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.10, описание технологического процесса — в таблице 5.20, перечень основного оборудования — в таблице 5.21.

Цинкхроммедные катализаторы производятся путем приготовления катализаторной массы из хроммедного раствора, окиси алюминия, окиси магния, двуокиси марганца и цинковых белил с дальнейшей экструзией, сушкой, таблетированием, прокалкой, восстановлением и активацией.

Рисунок 5.10 — Схема производства цинкхроммедных катализаторов

Таблица 5.20

Описание технологического процесса производства цинкхроммедных катализаторов

Таблица 5.21

Перечень основного оборудования производства цинкхроммедных катализаторов

5.2.12 Производство алюмоцинкхромовых катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.11, описание технологического процесса — в таблице 5.22, перечень основного оборудования — в таблице 5.23.

Алюмоцинкхромовые катализаторы производятся путем приготовления замеса из хромового ангидрида, гидроокиси алюминия и цинковых белил с дальнейшей формовкой, провяливанием и сушкой.

Рисунок 5.11 — Схема производства алюмоцинкхромовых катализаторов

Таблица 5.22

Описание технологического процесса производства алюмоцинкхромовых катализаторов

Таблица 5.23

Перечень основного оборудования производства алюмоцинкхромовых катализаторов

5.2.13 Производство цинкхромовых катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.12, описание технологического процесса — в таблице 5.24, перечень основного оборудования — в таблице 5.25.

Цинкхромовые катализаторы производятся путем приготовления замеса из хромового ангидрида, гидроокиси алюминия и цинковых белил с дальнейшей формовкой, провяливанием и сушкой.

Рисунок 5.12 — Схема производства цинкхромовых катализаторов

Таблица 5.24

Описание технологического процесса производства цинкхромовых катализаторов

Таблица 5.25

Перечень основного оборудования производства цинкхромовых катализаторов

5.2.14 Производство железохромовых катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.13, описание технологического процесса — в таблице 5.26, перечень основного оборудования — в таблице 5.27.

Железохромовые катализаторы производятся путем взаимодействия оксида железа с раствором хромовой кислоты с дальнейшей формовкой, сушкой и прокалкой.

Рисунок 5.13 — Схема производства железохромовых катализаторов

Таблица 5.26

Описание технологического процесса производства железохромовых катализаторов

Таблица 5.27

Перечень основного оборудования производства железохромовых катализаторов

5.2.15 Производство цеолитсодержащих катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 5.14, описание технологического процесса — в таблице 5.28, перечень основного оборудования — в таблице 5.29.

Цеолитсодержащие катализаторы производятся путем смешения компонентов (гидроокиси алюминия, цеолита ЦВМ, молибдата аммония, борной и азотной кислот) раствором хромовой кислоты с дальнейшей формовкой, сушкой и прокалкой.

Рисунок 5.14 — Схема производства цеолитсодержащих катализаторов

Таблица 5.28

Описание технологического процесса производства цеолитсодержащих катализаторов

Таблица 5.29

Перечень основного оборудования производства цеолитсодержащих катализаторов

5.3 Нормы расхода сырья и энергоресурсов

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблицах 5.30 - 5.43.

Таблица 5.30

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве алюмоникелевых катализаторов

Таблица 5.31

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 5.32

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве платино-рениевых катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 5.33

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве никель-вольфрамовых катализаторов

Таблица 5.34

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве сульфокатионитных катализаторов

Таблица 5.35

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве железокалиевых катализаторов

Таблица 5.36

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве катализаторов «серебро на пемзе»

Таблица 5.37

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве катализаторов «палладий на угле»

Таблица 5.38

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 5.39

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве цинкхроммедных катализаторов

Таблица 5.40

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве алюмоцинкхромовых катализаторов

Таблица 5.41

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве цинкхромовых катализаторов

Таблица 5.42

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве железохромовых катализаторов

Таблица 5.43

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве цеолитсодержащих катализаторов

5.4 Текущие уровни эмиссии при производстве катализаторов

5.4.1 Выбросы в атмосферу при производстве катализаторов

Выбросы в атмосферу при производстве катализаторов приведены в таблицах 5.44 - 5.57.

Таблица 5.44

Выбросы в атмосферу при производстве алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Таблица 5.45

Выбросы в атмосферу при производстве алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 5.46

Выбросы в атмосферу при производстве платино-рениевых катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 5.47

Выбросы в атмосферу при производстве никель-вольфрамовых катализаторов

Таблица 5.48

Выбросы в атмосферу при производстве сульфокатионитных катализаторов

Таблица 5.49

Выбросы в атмосферу при производстве железокалиевых катализаторов

Таблица 5.50

Выбросы в атмосферу при производстве катализаторов «серебро на пемзе»

Таблица 5.51

Выбросы в атмосферу при производстве катализаторов «палладий на угле»

Таблица 5.52

Выбросы в атмосферу при производстве алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 5.53

Выбросы в атмосферу при производстве цинкхроммедных катализаторов

Таблица 5.54

Выбросы в атмосферу при производстве алюмоцинкхромовых катализаторов