Экологические проблемы основных производств (стр. 10 )

Определенный интерес представляет модернизированный аммиачный процесс получения Na2CO3. Метод заключается в упаривании от­фильтрованной (без последующей регенерации аммиака) жидкости с целью получения кроме Na2CO3 хлорида аммония и NaCl. Использо­вание NaCl в этом процессе составляет почти 100%.

Аммиачный метод можно также модернизировать, если вместо NaCl в качестве сырья использовать сильвинит. Для этого от­фильтрованную жидкость насыщают аммиаком до содержания 65 г/л NH3 и карбонизируют до содержания C02 70 г/л. Полученной жидкостью обрабатывают сильвинит при температуре минус 10oC. При этом из маточной жидкости выделяется NH4Cl, а в ней растворяется находя­щийся в сильвините NaCl. Хлорид калия остается в осадке и вместе с NH4Cl образует продукт, называемый потазотом, в котором содержится 30% KCI и 70% NH4Cl. После отделения потазота остав­шийся рассол направляют на дальнейшие операции получения соды. По этой технологии на I т Na2CO3 получают 1.4 т потазота, который может быть использован в качестве минерального удобрения, содержащего азот, калий и, к великому сожалению, хлор. Последнее обстоятельство и препятствует широкому его применению.

Были проведены работы по замене аммиака в методе Сольве некоторыми аминами, понижающими растворимость NaHCO3. В связи с этим степень использования NaCl в таком процессе увеличивается до 92-95% и, следовательно, уменьшается количество NaCl, сбрасы­ваемое с дистиллерной жидкостью. Однако использование аминов не нашло практического применения из-за их высокой стоимости и токсичности.

Практическое применение нашел способ утилизации дистиллерной жидкости для заводнения нефтяных пластов (вместо воды), а также за­качка ее в поглощающие подземные горизонты. Эти методы, естественно, могут применяться только в некоторых строго ограниченных районах (по геологическим показателям).

10.4. Основные экологические проблемы химических производств

Важнейшей экологической и экономической проблемой химического производства, как и других отраслей народного хозяйства, является комплексная переработка сырья, поскольку 60-70% себестоимости про­дукции этой отрасли приходится на долю сырья, а все отходы производ­ства – это потеря сырья, т. е. нерациональное его использование и загрязнение окру­жающей среды зачастую высокотоксичными и не свойственными природе соединениями. Каждая из подотраслей химического производства имеет, естественно, и свои особенности.

Основными экологическими проблемами производства фосфорных удобрений являются обезвреживание газовых и жидких выбросов, в первую очередь от фтористых соединений, и переработка фосфогипса.

Следует отметить, что переход в производстве фосфорных удобрений с сернокислотного разложения на азотнокислое позволяет вообще исключить образование фосфогипса. Но и образую­щийся фосфогипс можно в больших количествах использовать для химической мелиорации почв (вместо природного гипса) и производства строительных материалов. Производство сер­ной кислоты из фосфогипса, освоенное в опытно-промышленном масштабе, вряд ли будет экономически целесообразным с народнохозяйствен­ной точки зрения. Более оправдано получение серной кислоты из газовых выбросов производства цветных металлов и тепловых электро­станций, где выделяющийся SO2 должен быть уловлен по санитарным требованиям. Сера же в фосфогипсе особого вреда не наносит.

Достаточно трудоемким и сложным процессом является переработка сточ­ных вод производства фосфорных удобрений, образующихся за счет очистки газовых выбросов, промывки фосфогипса, оборудования и т. д. В них содержится до 10 г/л фтора и до 6 г/л P2O5. Объем этих стоков громадный. Только шлама, образующегося при их нейтрализа­ции известковым молоком, выво­зится в отвал и удаляется на шламонакопители около 1 млн. т в год. А с ним безвозвратно теряется 2-3% P2O5 и до 50% фтора от их количества в фосфатном сырье.

В связи с этим НИУИФом разработана двухступенчатая технологическая схема переработки этих сточных вод с получением очищен­ной воды, для повторного использования, и фторсодержащих, и фосфор­содержащих продуктов. При рН 2.7-2.9 известковым молоком осажда­ется продукт содержащий, 55-60% CaF2 и 7% Р2О5, а при рН 7,1-7,5 – 34-35% Р2О5 и 3,7% F. Первый с успехом используется в цементной промышленности, а второй - возвращается в голову процесса на по­лучение ЭФК.

Со сложными экологическими проблемами сталкиваются производ­ства по переработке сильвинита. Один из путей переработки галитовых отходов (основной отход переработки сильвинита) – это получение из них технической поваренной соли с последующим ее использованием для производства каустической и кальцинированной соды. Отработана и технология получения пищевой соли. К сожалению, себестоимость этой соли дороже добываемой из природных источников, но надо учитывать и экологический ущерб галитовых отходов, который из «возможного» оказывается весьма реальным, как показала ка­тастрофа на шламохранилище Стебниковского завода калийных удобре­ний в 1983 г, когда сотни тысяч кубических метров галитовых отходов, прорвав дамбу, попали в р. Днестр.

Другой реальный путь обезвреживания галитовых отходов, но также требующий дополнительных расходов, – это их закачка в выра­ботанные шахты, откуда они и были добыты.

Аналогичные экологические проблемы вызывают «белые моря» содовых заводов. Кардинальным решением проблемы охраны окружающей среды при производстве соды является широкая переработ­ка нефелина на глинозем, соду, поташ и цемент. Производства аммиака, серной и азотной кислот, хотя и имеют определенные экологические проблемы, но уже сейчас могут быть организованы (что и делается) по практически безотходным технологическим схемам.

Контрольные вопросы

1.  Основные экологические проблемы производства фосфорных удобрений (аммофос, простой и двойной суперфосфат).

2.  Основные экологические проблемы получения апатитового концентрата.

3.  Основные экологические проблемы производства кальцинированной соды.

4.  Основные экологические проблемы производства каустической соды.

5.  Основные экологические проблемы производства KCl (галургического и флотационного).

6.  Что такое «белые моря»?

7.  Основные экологические проблемы производства H3PO4.

8.  Комплексная переработка апатитов (сернокислотный вариант).

9.  Комплексная переработка фосфоритов (азотнокислый вариант).

10.  Фосфогипс и его проблемы.

11. Экологические проблемы нефтеперерабатывающих заводов

Нефть это – «черное золото».

Добыча и переработка нефти играют ключевую роль в мировом топливно-энергетическом комплексе и нефтехимии. Нефть и газ – уникальные и исключительно полезные ископаемые. Продукты их переработки применяют практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетике, в быту и т. д. За последние несколько десятилетий из нефти и газа стали вырабатывать в больших количествах разнообразные химические материалы: пластмассы, синтетические волокна, каучук, лаки, краски, моющие средства, минеральные удобрения и многое другое. Не зря нефть называют «черным золотом». Нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает исключительно большой ассортимент (более 500 наименований) газообразных, жидких и твердых нефтепродуктов. Производство нефтепродуктов и сырья для нефтехимии осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ).

Нефтяные и газовые месторождения открыты в 90 странах мира. По данным Oil & Gas Journal на 01.01.2001 г. в мире работало 742 НПЗ общей мощностью 4077,49 млрд. т нефти/год. Средняя мощность одного НПЗ составляет 5,5 млн. т/год. Потребление углеводородного сырья в развитых странах увеличивается в геометрической прогрессии. Так, за последние 25-30 лет использовано столько же топливно-энергетических ресурсов, сколько за всю историю человечества, причем 3/4 из них приходится на нефть и газ [34].

Основные залежи разведанных запасов нефти находятся на территории стран Среднего и Ближнего Востока, России, Северной и Южной Америки, Западной Европы.

Россия располагает значительными в мировом масштабе природными ресурсами углеводородного сырья (табл. 11.1). Основным источником углеводородного сырья и основным энергоносителем в России является нефть.

Таблица 11.1

Ресурсы основных энергоносителей и источников

углеводородного сырья России

Вид углеводородного сырья	Разведанные запасы	Доля мировых ресурсов, %	Объем ежегодной добычи
Нефть	7 млрд. т	5	300 млн. т
Природный газ	236 трлн. м³	34	600 млрд. м³
Уголь	5,3 трлн. т	20% каменный уголь 32% бурый уголь	300 млн. т

Интенсивное развитие процессов переработки углеводородного сырья приводит к огромной материальной и энергетической нагрузке на окружающую среду. По некоторым данным в российской нефтеперерабатывающей промышленности «выбрасывается» в атмосферу около 0,45% перерабатываемого сырья, в то время как на Западе – 0,1%. Со сточными водами нефтеперерабатывающих предприятий в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфидов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжелых металлов, взвешенных веществ и др. На НПЗ и нефтебазах происходит загрязнение почвенного слоя нефтепродуктами на значительную глубину, в почвенных горизонтах образуются линзы нефтепродуктов, которые могут мигрировать с грунтовыми водами, вызывая загрязнение отдаленных от НПЗ районов.

На предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности ежегодно образуется до 1,6 млн. т жидких и твердых отходов, из которых 80% перерабатывается непосредственно на предприятии, а часть передается в другие отрасли. На очистных сооружениях скопилось до 8,35 млн. т избыточного активного ила. Одним из основных твердофазных отходов являются кислые гудроны. В России ежегодно получают ~300 тыс. т кислых гудронов, степень использования которых не превышает 25%. Распространенным видом отходов являются нефтяные шламы, выход которых составляет 7 кг на 1 т перерабатываемой нефти.