Производство прочих основных неорганических химических веществ (ИТС 34-2020)

Содержание

Введение

Предисловие

Область применения

Раздел 1. Общая информация об отрасли химической промышленности

Раздел 2. Производство концентрированной азотной кислоты

2.1. Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время в производстве концентрированной азотной кислоты

2.2. Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве концентрированной азотной кислоты

Раздел 3. Производство трихлорсилана и тетрахлорсилана

3.1. Описание технологических процессов, используемых

в производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана

3.2. Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана

Раздел 4. Производство азотнокислого стронция

4.1. Описание технологических процессов, используемых

в производстве азотнокислого стронция

4.2. Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве азотнокислого стронция

Раздел 5. Производство пероксида водорода

5.1. Описание технологических процессов, используемых

в производстве пероксида водорода

5.1.1. Изопропиловый способ

5.1.2. Антрахиноновый способ

5.2. Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве пероксида водорода

Раздел 6. Производство водорода

6.1. Описание технологического процесса производства водорода из

воды

6.2. Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве водорода электролизом воды

Раздел 7. Определение наилучших доступных технологий

Раздел 8. Наилучшие доступные технологии

8.1. Системы экологического менеджмента

8.2. Выбросы в атмосферу

8.3. Оптимизация водопотребления и водоотведения

8.4. Отходы

8.5. Потребление сырья

8.6. Энергоэффективность

8.7. Технологические показатели НДТ

Раздел 9. Перспективные технологии

9.1. Перспективные направления в технологии производства

концентрированной азотной кислоты

9.2. Перспективные направления в технологии производства

трихлорсилана и четыреххлористого кремния

9.3. Перспективные направления в технологии производства

азотнокислого стронция

9.4. Перспективные направления в технологии производства пероксида

водорода

Заключительные положения и рекомендации

Приложение А (обязательное). Перечень маркерных веществ и

технологических показателей

Приложение Б (обязательное). Перечень НДТ

Приложение В (обязательное). Ресурсная и энергетическая

эффективность

Приложение Г (обязательное). Заключение по наилучшим доступным

технологиям

Библиография

III

Введение

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным

технологиям «Производство прочих основных неорганических химических веществ» (да-

лее - справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в ре-

зультате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяе-

мых при производстве твердых и других неорганических химических веществ.

Краткое содержание справочника НДТ:

Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.

Предисловие. Указаны цель разработки справочника НДТ, его статус, законода-

тельный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установлен-

ным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые рас-

пространяется действие справочника НДТ.

В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития твердых и

других неорганических химических веществ в Российской Федерации. Также в разделе 1

приведен краткий обзор экологических аспектов производства прочих основных неорга-

нических химических веществ.

В разделах 2-6 представлена информация по производству концентрированной

азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция, перок-

сида водорода, водорода электролизом воды.

В разделах 8-9 представлены НДТ и информация о перспективных технологиях.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения об исполь-

зованных материалах при подготовке 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 справоч-

ников по наилучшим доступным технологиям». Перечень областей применения наилуч-

ших доступных технологий определен Распоряжением Правительства Российской Фе-

дерации от 24 декабря 2014 г. № 2674-р.

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой «Производство прочих

основных неорганических химических веществ» (ТРГ 34), состав которой утвержден

Приказом Минпромторга России от 3 апреля 2020 г. № 1116.

Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных техно-

логий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3 Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание применяемых в производстве концентриро-

ванной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция,

пероксида водорода, водорода электролизом воды, реализованных на территории Рос-

сийской Федерации технологических процессов, оборудования, технических способов,

методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую

среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, ресурсосбережение. Из опи-

санных 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 со-

юза по НДТ «Европейская комиссия. Справочный документ по наилучшим доступным

технологиям для производства твердых и других неорганических химикатов. Август

2007 г.» с учетом особенностей производства прочих основных неорганических химич-

ских веществ в Российской Федерации.

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах,

методах, применяемых при производстве продуктов, относящихся к сфере распроста-

ренния настоящего справочника, была собрана в процессе актуализации справочника

НДТ в соответствии с Порядком сбора и обработки данных, необходимых для разра-

ботки и актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступ-

ным технологиям, утвержденным Приказом Минпромторга России 18 декабря 2019 г.

№ 4841.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разра-

ботанными в соответствии с Распоряжением Правительства Российской Федерации от

от 30 апреля 2019 г. № 866-р, приведена в разделе «Область применения».

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в

действие

Справочник НДТ утвержден Приказом Росстандарта от

23 декабря

2020 г.

№ 2187.

Справочник НДТ введен в действие с 01 июля 2021 г., официально опубликован в

информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального

агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

(www.rst.gov.ru ).

8 Взамен ИТС 34-2017

И Н Ф О Р М А Ц И О Н Н О - Т Е Х Н И Ч Е С К И Й С П Р А В О Ч Н И К

П О Н А И Л У Ч Ш И М Д О С Т У П Н Ы М Т Е Х Н О Л О Г И Я М

ПРОИЗВОДСТВО ПРОЧИХ ОСНОВНЫХ

НЕОРГАНИЧЕСКИХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Production of other basic inorganic chemicals

Дата введения - 2021-07-01

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды де-

ятельности:

- производство концентрированной азотной кислоты;

- производство трихлорсилана и тетрахлорсилана;

- производство азотнокислого стронция;

- производство пероксида водорода;

- производство водорода электролизом воды.

Справочник НДТ также распространяется на технологические процессы, связан-

ные с основными видами деятельности, которые могут оказать или оказывают влияние

на количество (массы) эмиссий в окружающую среду или на масштабы загрязнения окру-

жающей среды:

- хранение и подготовка сырья;

- производственные процессы;

- методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

- упаковка и хранение продукции.

Справочник НДТ не распространяется на:

- добычу и обработку сырья на месторождениях;

- вопросы, относящиеся исключительно к обеспечению промышленной безопас-

ности или охране труда.

Вопросы охраны труда рассматриваются частично и только в тех случаях, когда

они оказывают непосредственное влияние на виды деятельности, включенные в об-

ласть применения настоящего справочник НДТ.

Дополнительные виды деятельности, осуществляемые при производстве прочих

основных неорганических химических веществ, и соответствующие им справочники НДТ,

приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Дополнительные виды деятельности при производстве прочих основных

неорганических химических веществ и соответствующие им справочники НДТ

Вид деятельности

Соответствующий справочник НДТ

Добыча сырья

ИТС 16-2016 «Горнодобывающая промышленность. Общие

процессы и методы»

Очистка выбросов вредных (за-

ИТС 22-2016 «Очистка выбросов вредных (загрязняющих)

грязняющих) веществ в атмо-

веществ в атмосферный воздух при производстве продукции

сферный воздух

(товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на

крупных предприятиях»

Очистка и утилизация сточных

ИТС 8-2015 «Очистка сточных вод при производстве про-

вод

дукции (товаров) выполнении работ и оказании услуг на круп-

ных предприятиях»

Утилизация и обезвреживание

ИТС 15-2016 «Утилизация и обезвреживание отходов

отходов

(кроме обезвреживания термическим способом (сжигание от-

ходов))»

Размещение отходов

ИТС 17-2016 «Размещение отходов производства и потреб-

ления»

Хранение и складирование то-

ИТС 46-2019 «Сокращение выбросов загрязняющих ве-

варов (материалов)

ществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и скла-

дировании товаров (грузов)»

Системы охлаждения

ИТС 20-2016 «Промышленные системы охлаждения»

Использование энергии и энер-

ИТС 48-2017 «Повышение энергетической эффективности

горесурсов

при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельно-

сти»

Обращение со сточными во-

ИТС 47-2017 «Системы обработки (обращения) со сточ-

дами и выбросами

ными водами и отходящими газами в химической промыш-

ленности»

Осуществление производствен-

ИТС 22.1-2016 «Общие принципы производственного эко-

ного экологического контроля

логического контроля и его метрологического обеспечения»

Сфера распространения настоящего справочника НДТ приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Сфера распространения ИТС НДТ

Наименование продукции по ОК 034-

Наименование вида дея-

ОКПД 2

ОКВЭД 2

2014 (ОКПД 2)

тельности по ОКВЭД 2

Производство промышлен-

20.11

ных газов

20.11.11.110

Водород

Производство прочих ос-

20.13

новных неорганических хи-

мических веществ

20.13.42.150

Нитраты (кроме калия)

Окончание таблицы 2

Наименование продукции по ОК 034-

Наименование вида дея-

ОКПД 2

ОКВЭД 2

2014 (ОКПД 2)

тельности по ОКВЭД 2

20.13.62.190

Соли неорганических кислот или пе-

роксикислот прочие

20.13.63.000

Пероксид водорода (перекись водо-

рода)

Производство удобрений и

20.15

азотных соединений

Производство азотных кис-

20.15.1

лот, сульфоазотных кислот,

аммиака

20.15.10.110

Кислота азотная

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие процессы получе-

ния водорода:

- метод электролиза воды.

Раздел 1 Общая информация об отрасли химической

промышленности

Химическая отрасль промышленности (химический комплекс) принадлежит к

числу базовых отраслей российской индустрии. Химический комплекс закладывает ос-

новы ее долгосрочного и стабильного развития и оказывает существенное влияние на

структурные изменения в экономике, обладающие существенным макроэкономическим

эффектом и влияющие на уровень национальной конкурентоспособности и темпы роста

экономики в целом.

Химическая отрасль востребована всеми другими отраслями хозяйства, и от ее

состояния и развития зависят уровень национальной конкурентоспособности, темпы ро-

ста экономики, благосостояние государства. Значение химической отрасли промышлен-

ности постоянно растет. Ее продукция стабильно и разнообразно используется во всех

сферах человеческой деятельности и в быту.

Потребителями продукции химического комплекса являются практически все от-

расли промышленности, транспорта, сельского хозяйства, сфера услуг, торговля, наука,

культура и образование, оборонный комплекс.

Химический комплекс России играет значимую роль в национальной экономике с

точки зрения его вклада в занятость, объем отгруженных товаров и внешнеторговый ба-

ланс.

В химической индустрии насчитывается около 800 крупных и средних промышлен-

ных предприятий и более 100 научных и проектно-конструкторских организаций, опыт-

ных и экспериментальных заводов с общей численностью сотрудников более

740 тыс. человек.

Инвестиции в основной капитал для вида деятельности «Производство химиче-

ских веществ и химических продуктов» в 2019 году составили 471,7 млрд руб., что со-

ставляет 2,4% от совокупных инвестиций, направленных на развитие экономики и соци-

альной сферы Российской Федерации организациями всех форм собственности [14].

На текущий момент Россия активно вовлечена в международную торговлю и, как

следствие, зависима от спроса на российскую продукцию низких на зарубежных рынках.

Этим объясняется позитивная динамика экспорта продукции химического комплекса. За

период с 2000-го по 2018-ый год темпы роста экспорта продукции химического ком-

плекса составили около 13%.

Рисунок 1.1 - Экспорт продуктов неорганической химии в 2015-2019 годах (по данным

Таможенной статистики внешней торговли Российской Федерации; International Trade

Centre Trade map)

Рисунок 1.2 - Инвестиции в основной капитал для вида деятельности «Производство

химических веществ и химических продуктов» в 2015-2019 годах [14]

Экспортная продукция в структуре объема отгруженных товаров химического ком-

плекса превышает 30%. Внутреннее потребление продукции химической промышленно-

сти Российской Федерации находится в сильной зависимости от импорта: на протяжении

последних пяти лет доля импорта в структуре потребления составляет 30% и более.

Химическая промышленность обладает широкой сырьевой базой, позволяющей

утилизировать некоторые виды отходов производства и потребления и активно исполь-

зовать вторичное сырье, что способствует более экономному расходованию природных

и энергетических ресурсов. Кроме того, она создает продукты (вещества), которые при-

меняют для химической очистки и обеззараживания воды, воздуха, для защиты и роста

растений и восстановления почв.

С другой стороны, химическая промышленность относится к числу достаточно

проблемных с точки зрения экологии отраслей, воздействующих практически на все ком-

поненты окружающей среды, что определяет необходимость и актуальность реализации

дополнительных природоохранных мероприятий, обеспечивающих необходимую и до-

статочную экологическую безопасность производств.

Экологические факторы в химической отрасли промышленности не только влияют

на конкретное размещение и функционирование химических предприятий, но и опреде-

ляют необходимость и эффективность использования и переработки любых, даже са-

мых токсичных и опасных, отходов. Однако все более актуальным и значимым стано-

вится вопрос об утилизации продукции химических предприятий, так как многие ранее

известные и новые вещества и материалы, создаваемые отраслью, практически не раз-

лагаются. Главные проблемы, стоящие перед отраслью: развитие производств новей-

ших видов продукции тонкой химии (чистые вещества, реактивы), микробиологической

промышленности; создание небольших производств, не оказывающих существенного

воздействия на окружающую среду.

На сегодняшний день можно выделить ряд ключевых проблем химической от-

расли промышленности Российской Федерации:

1) высокие цены и отсутствие необходимого ассортимента сырья для отдельных

производств химической отрасли промышленности;

2) высокий уровень износа ряда производственных мощностей;

3) высокие капитальные затраты на строительство новых химических произ-

водств;

4) недостаточное развитие научного и технологического потенциала химического

комплекса;

5) высокие цены на электроэнергию и железнодорожные перевозки, недостаток

транспортно-логистической инфраструктуры, сложность ее расширения и обеспечения

доступа к ней;

6) недостаточное развитие системы технического регулирования, отраслевых

стандартов и системы контроля качества продукции химического комплекса;

7) недостаточная емкость внутреннего рынка химических продуктов;

8) зависимость стратегических производств отрасли от импортного сырья;

9) недостаточное развитие кадрового потенциала и высокопроизводительных ра-

бочих мест.

Обозначенные проблемы наиболее актуальны для всех отраслей химической про-

мышленности и комплексно влияют на состояние всей промышленности в целом, по-

этому их решение поможет значительно повысить конкурентоспособность химического

комплекса России и каждого из его сегментов в отдельности.

Следует также отметить некоторые преимущества химического комплекса перед

другими отраслями:

- разнообразие и относительная доступность исходного сырья;

- относительно небольшая доля отходов производства, плохо поддающихся ути-

лизации или обезвреживанию;

- использование материальных ресурсов и энергоресурсов может быть комбини-

рованным;

- возможность производства идентичных продуктов из разного исходного сырья.

С принятием Генеральной Ассамблеей ООН Повестки дня в области устойчивого

развития на период до 2030 года, а также с подписанием Парижского соглашения по кли-

мату, мировое сообщество признало, что химическая промышленность может внести

значительный вклад в достижение поставленных целей, в частности, способствуя дости-

жению минимизации энергетических затрат и вовлечению альтернативного сырья. Хи-

мические технологии практически всегда присутствуют в инновациях, которые позво-

ляют другим отраслям промышленности сократить ресурсопотребление и повысить

энергоэффективность. Таким образом, химический комплекс - это отрасль, способству-

ющая достижению амбициозных климатических целей и позволяющая стране вступить

на путь устойчивого роста.

Раздел 2 Производство концентрированной азотной кислоты

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 медицин-

ской 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 процес-

сах нитрования органических соединений, при производстве взрывчатых веществ и для

других целей.

2.1 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 концентрирован-

ной азотной кислоты без вредных выбросов в атмосферу.

Процесс производства концентрированной азотной кислоты состоит из нескольких

основных стадий (рисунок 2.1):

- концентрирование азотной кислоты;

- регенерация отработанного плава нитрата магния и ректификация сокового пара;

- промывка нитрозных газов;

- каталитическая очистка нитрозных газов от оксидов азота.

Раствор

нитрата магния

Выпаривание

Насыщенный пар

раствора

нитрата магния

Плав нитрата магния

Неконцентрированная

Плав нитрата магния

азотная кислота

Ректификация

азотной кислоты

Плав нитрата магния

Пары азотной кислоты

Регенерация

Конденсация

плава нитрата

паров HNO

магния

Нитрозный газ

Соковый пар

Промывка и

Промывка

конденсация

нитрозного газа

сокового пара

Нитрозный газ

Концентрированная

Каталитическая

Отходящие газы

азотная кислота

очистка

Рисунок 2.1 - Схема получения концентрированной азотной кислоты

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 ко-

лонны концентрирования.

При смешивании неконцентрированной азотной кислоты и плава нитрата магния

на тарелке № 13 колонны происходит вскипание кислоты. Из тройной смеси НNO3-

H2O-Mg(NO3)2 в колонне происходит высаливание паров двойной смеси HNO3-H2O с

массовым содержанием НNО3 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 та-

релки в зону денитрации, где за счет продувки соковым паром, подымающимся из кипя-

тильника, происходит его частичная денитрация. Плав перетекает по переливам колпач-

ковых тарелок зоны денитрации на тарелку № 1 колонны, поглощая пары воды и ча-

стично избавляясь от азотной кислоты. Затем разбавленный и закисленный плав посту-

пает в трубное пространство кипятильника.

В межтрубное пространство греющей камеры кипятильника подается пар.

Образовавшаяся в кипятильнике парожидкостная эмульсия поступает в куб-сепа-

ратор колонны.

В кубе-сепараторе колонны происходит разделение сокового пара и плава. Соко-

вый пар поднимается вверх колонны, барботируя через слой плава на тарелках зоны де-

нитрации и обогащаясь кислотой. Плав из куба колонны поступает в выпарной аппарат.

Соковый пар, поднявшийся в зону промывки, смешивается с основной массой па-

ров азотной кислоты. В зоне промывки пары азотной кислоты отделяются от частиц нит-

рата магния концентрированной азотной кислотой, перетекающей на насадку зоны про-

мывки с вышерасположенных тарелок колонны. Насадка служит для увеличения площади

контакта жидкой азотной кислоты и паров азотной кислоты. Промывка паров азотной кис-

лоты 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 кис-

лоты 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 воз-

вращается в колонну на тарелку № 18 в качестве флегмы.

Из конденсатора осуществляется отсос нитрозных газов газодувкой в предвари-

тельный промыватель для промывки от паров азотной кислоты.

Для доокисления и отдувки оксидов азота, образовавшихся в результате разло-

жения 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 выпар-

ной 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 ап-

парате с принудительной циркуляцией под вакуумом, для создания которого использу-

ется пароэжекционный вакуум-насос.

Плав подается циркуляционным насосом в трубное пространство греющей ка-

меры 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 бо-

лее 0,1%.

Соковый пар с массовой долей азотной кислоты не более 5% из сепаратора вы-

парного 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 охлажде-

ния и конденсации.

В качестве промывной жидкости используется конденсат сокового пара. Конден-

сат сокового пара, перетекая по переливам колпачковых тарелок колонны и насыщаясь

азотной кислотой, стекает в куб колонны.

Инерты и несконденсированные пары азотной кислоты после конденсатора посту-

пают на эжектор ступени пароэжекционного вакуум-насоса, затем - в промежуточный

холодильник, где происходит конденсация пара (эжектирующей среды) и сокового пара,

далее инерты поступают на эжектор ступени с последующей конденсацией остатков

сокового пара в конденсаторе. Несконденсировавшиеся инерты сбрасываются в атмо-

сферу.

Промывка нитрозных газов

Нитрозные газы (объемная доля оксидов азота не более 10%, паров азотной кис-

лоты - не более 30%) из конденсатора поступают в боковой штуцер верхней части пред-

варительного 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 + O2 ⇄ 2NO2 + Q;

2NO2 ⇄ N2O4 + Q;

2 + Н2О⇄2HNO3 + NO

3NO

+ Q;

3HNO2 ⇄HNO3 + 2NO + H2O + 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.

Каталитическая очистка нитрозных газов

Каталитическая очистка нитрозных газов предусматривает восстановление окси-

дов азота аммиаком на катализаторе с последующим рассеиванием продуктов через

выхлопную трубу.

Метод очистки - низкотемпературное селективное каталитическое восстановле-

ние оксидов азота аммиаком в реакторе на алюмованадиевом катализаторе марки АВК-

10 или АВК-10М при температуре от 280 до 300°С с предварительным подогревом нит-

розных газов в камере сгорания.

Нитрозные газы после корпуса 415 с объемной долей оксидов азота не более

1,5%, паров азотной кислоты - не более 0,1% с нагнетания газодувки поступают в камеру

сгорания для подогрева, который производится за счет сжигания природного газа, посту-

пающего из ГРП на горелки камеры сгорания. Для поддержания процесса горения в

топке камеры сгорания используется часть нитрозного газа, содержащего в своем со-

ставе свободный кислород. Основная часть нитрозных газов направляется в зазор

между кожухом камеры сгорания и топкой, охлаждает ее стенки, после чего смешивается

с горячим газом из топки, поступает в смеситель реактора. Температура нитрозных газов

после камеры сгорания поддерживается в диапазоне от 280 до 350°C.

Для восстановления оксидов азота используется газообразный аммиак. Очищен-

ный и подогретый аммиак поступает в среднюю часть смесителя реактора, в котором

смешивается с нитрозными газами. Нитрозно-аммиачная смесь проходит завихритель

смесителя и поступает в верхнюю часть реактора, в которой за счет перфорированных

конусов меняется направление потоков газа с целью их лучшего перемешивания перед

слоем катализатора.

В реакторе на катализаторе протекают следующие реакции восстановления окси-

дов азота:

6NO+4NH3=5N2+6H2O+Q;

6NO2+8NH3=7N2+12H2O+Q.

Избыточный аммиак реагирует с кислородом по реакции:

4NH3+3O2=2N2+6H2O+Q.

Очищенный нитрозный газ выбрасывается в выхлопную трубу. Массовая доля в

нитрозных газах: оксидов азота - не более 0,01%, аммиака - не более 0,03%. Степень

очистки - не менее 96,5%.

Описание технологического процесса приведено в таблице 2.1, перечень основ-

ного оборудования - в таблице 2.2.

Таблица 2.1 - Описание технологического процесса производства концентрированной

азотной кислоты

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Раствор

Выпаривание

Плав нитрата

Выпарной ап-

нитрата

магния

парат

магния

Соковый пар

Вакуум-насос

Насы-

Паровой кон-

Соковый пар

щенный

денсат

пар

Плав нит-

Ректификация

Пары азотной

Колонна кон-

рата маг-

кислоты

центрирова-

ния

Разбавлен-

ния

Некон-

ный плав нит-

центриро-

рата магния

ванная

азотная

кислота

Пары

Конденсация

Концентриро-

Конденсатор

азотной

ванная азот-

кислоты

ная кислота

Атмо-

Нитрозный

сферный

газ

воздух

Горячая обо-

Охла-

ротная вода

жденная

оборот-

ная вода

Разбав-

Выпаривание

Плав нитрата

Кипятильник

ленный

магния

Выпарной ап-

плав нит-

Соковый пар

парат

рата маг-

Паровой кон-

ния

денсат

Насы-

щенный

пар

Окончание таблицы 2.1

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Нитроз-

Абсорбция

Нитрозный

Промывная

Предваритель-

ный газ с

газ с содержа-

колонна

ный промыва-

содержа-

нием азотной

тель

нием

кислоты 0,5%

азотной

и оксидов

кислоты

азота - 1%

30% и ок-

Конденсат со-

сидов

кового пара

азота -

10%

Конден-

сат соко-

вого пара

Соковый

Абсорбция

Конденсат со-

Ректифика-

пар

Конденсация

кового пара

ционная ко-

лонна

Кожухотруб-

ный теплооб-

менник

Пароэжекци-

онный ва-

куум-насос

Нитроз-

Нагрев нит-

Азот

Камера сго-

ный газ

розного газа

Пары воды

рания

Природ-

перед катали-

Реактор

ный газ

тической

Аммиак

очисткой

Восстановле-

ние оксидов

азота

Горячая

Охлаждение

Холодная

Водооборот-

оборот-

оборотная

ный цикл

ная вода

вода

Таблица 2.2

Основное

технологическое

оборудование

производства

концентрированной азотной кислоты

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

характеристики

Колонна концентрирова-

Солевая ректифика-

Вертикальный тарельчато-насадочный ци-

ния азотной кислоты

ция доазеотропной

линдрический аппарат - тарельчатая ко-

азотной кислоты

лонна с приваренным эллипсоидным дни-

щем.

Колонна состоит из куба-сепаратора и

восьми царг, в которых установлены

13 колпачковых тарелок и пять ситчатых

тарелок

Кипятильник плава нит-

Подогрев разбавлен-

Вертикальный кожухотрубный теплооб-

рата магния

ного плава нитрата

менник

магния перед возвра-

Количество трубок - 1627 шт.

том его в кубовую

Площадь теплообмена - 632 м²

часть колонны кон-

центрирования

Выпарной аппарат с при-

Регенерация разбав-

нудительной циркуляцией

ленного плава нит-

плава нитрата магния:

рата магния перед

– греющая камера

подачей его в ко-

Количество трубок - 1083 шт.

лонну концентрирова-

Площадь теплообмена - 357 м²

- сепаратор

ния

Диаметр - 2600 мм

Высота - 4250 мм

- циркуляционная труба

Диаметр - 800 мм

– циркуляционный насос

Производительность - 3870 м³/ч

со стояночным сальнико-

Высота напора - 45 м вод. ст.

вым уплотнением с гид-

Мощность - 132 кВт

ровыпрессовкой

Колонна ректификацион-

Очистка сокового

Ступенчатый цилиндрический аппарат, со-

ная

пара от паров азот-

стоящий из двух частей: исчерпывающей

ной кислоты

(нижней) и укрепляющей (верхней) с кол-

пачковыми тарелками типа ТСКР

Конденсатор сокового

Конденсация соко-

Горизонтальный кожухотрубный теплооб-

пара

вого пара

менник

Количество трубок - 896 шт.

Поверхность теплообмена - 282 м²

Пароэжекторный вакуум -

Создание высокого

Производительность - 180 кг/ч

насос двухступенчатый с

вакуума в системе

поверхностным конденса-

выпарки

тором

Конденсатор к вакуум-

Конденсация соко-

Теплообменник кожухотрубный вертикаль-

насосу Н-16

вого пара

ный

Количество трубок - 181 шт.

Поверхность теплообмена - 10 м²

Окончание таблицы 2.2

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

характеристики

Конденсатор паров кис-

Конденсация паров

Теплообменник кожухотрубный горизон-

лоты

азотной кислоты

тальный

Длина трубок - 5600/4693/3793 мм

Диаметр трубок - 25X2 мм

Количество трубок - 853 шт.

Газодувка нитрозных га-

Создание вакуума

Производительность - 1200 м³/ч

зов

для отсоса паров

Мощность - 30 кВт

азотной кислоты из

Число оборотов n - 2940 об./мин.

колонны концентри-

рования и последую-

щего направления

нитрозных газов на

очистку

Камера сгорания

Подогрев нитрозных

Номинальная мощность - 0,8 МВт

газов перед подачей

их на каталитическую

очистку в камеру сго-

рания

Реактор

Каталитическая

Объем - 32 м³

очистка нитрозных га-

зов от остаточных ок-

сидов азота

Таблица 2.3 - Природоохранное оборудование производства концентрированной азот-

ной кислоты

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

характеристики

Промыватель предвари-

Промывка нитрозного

Вертикальный цилиндрический аппарат

тельный

газа от паров азотной

Диаметр - 1000 мм

кислоты

Высота - 4245 мм

Промыватель нитрозных

Промывка нитрозного

Вертикальный цилиндрический аппарат

газов

газа от паров азотной

Диаметр - 600/1400/2000 мм

кислоты и оксидов

Высота - 22 450 мм

азота

2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве концентрированной

азотной кислоты

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в

таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов при производстве кон-

центрированной азотной кислоты

Единицы изме-

Расход

Наименование

рения

минимальный

максимальный

Порошок магнезитовый каустический

т/т

(в пересчете на 100% MgO)

0,073

0,3

Кислота азотная неконцентрирован-

т мнг./т

ная

1,013

Вода обессоленная

м³/т

0,05

0,75

Натр едкий технический

кг/т

0,099

Аммиак газообразный

кг 100 % NH3 /т

2,1

Электроэнергия

кВт·ч/т

Природный газ

тыс. м³/т

0,0056

Пар

Гкал/т

1,23

2,1

В производстве концентрированной азотной кислоты с агрегатами АКК-М-80 ре-

шена проблема минимизации выброса оксидов азота с выхлопным газом. Производство

оснащено установками каталитической очистки нитрозных газов, обеспечивающими со-

держание оксидов азота в отходящем газе не более 0,01 об. %. Рассеивание выхлопных

газов после очистки осуществляется на высоте 45 м.

Постоянные сточные воды, загрязненные азотной кислотой, отсутствуют. Храни-

лища и другие емкости установлены в поддонах с объемом, предотвращающим попада-

ние закисленных вод в объекты окружающей среды. Система приямков и дренажных ем-

костей позволяет в полном объеме произвести сбор загрязненных сбросов с последую-

щим направлением их в технологический процесс либо в нейтрализатор, где они обез-

вреживаются и разбавляются.

Отработанный катализатор с установок каталитической очистки нитрозных газов

реализуется.

Отработанные масла, применяемые в динамическом оборудовании, подлежат ре-

генерации и используются повторно.

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве

концентрированной азотной кислоты, приведена в таблице 2.5-2.7.

Таблица 2.5 - Выбросы при производстве концентрированной азотной кислоты

Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т

Наименование загрязняющего

Минимальное значе-

Максимальное

Среднее значе-

вещества

ние

значение

ние

Азота диоксид

0,0286

0,45

0,24

Азота оксид

0,0048

0,073

0,039

Аммиак

0,039

0,38

0,21

Магний оксид

0,004

0,014

0,009

Таблица 2.6 - Сбросы при производстве концентрированной азотной кислоты

Направление

Показатели сбросов загрязняющих веществ,

Наименование загрязняю-

сброса

кг/т

щего вещества

Минимальное

Максималь-

Среднее зна-

значение

ное значение

чение

Нитрат-анион

Отводятся в цех

0,02

3,438

1,73

водоснабжения,

Нитрит-анион

0,0001

0,01

0,0051

канализации,

Сульфат-анион (суль-

нейтрализации и

0,08

0,56

0,32

фаты)

очистки

Таблица 2.7 - Отходы при производстве концентрированной азотной кислоты

Масса образующихся отходов про-

Способ ути-

изводства, кг/т

Класс

Источник

лизации,

Сред-

Наименование

опасно-

образова-

обезврежи-

Мини-

Макси-

нее

сти

ния

вания, раз-

мальное

значе-

мещения

значение

ние

Катализатор на

Установка

основе алюмоси-

каталитиче-

ликата/оксида

ской

Обезврежи-

алюминия вана-

очистки

0,009

вание

диевый отрабо-

нитрозных

танный

газов, реак-

тор

Осадок фильтра-

Установка

ции натрата маг-

приготовле-

ния при его полу-

ния рас-

чении и регене-

твора нит-

Обезврежи-

рации в произ-

11,21

40,5

25,9

рата маг-

вание

водстве

мине-

ния,

ральных удобре-

фильтр-

ний и азотных со-

пресс

единений

Раздел 3 Производство трихлорсилана и тетрахлорсилана

Трихлорсилан (силан треххлористый, силикохлороформ, химическая формула

SiHCl3) и тетрахлорсилан (четыреххлористый кремний, силиконхлорид, химическая фор-

мула SiCl4) выпускаются промышленностью в виде бесцветной или желтого цвета жид-

кости.

Трихлорсилан применяется в следующих производствах:

- производство силанов;

- производство кремнийорганических продуктов;

- производство фенилтрихлорсилана, используемого для получения термостой-

ких 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 (аэро-

сила), а также для получения кремния полупроводниковой степени чистоты.

Три- и тетрахлорсилан производят гидрохлорированием кристаллического крем-

ния в реакторе с псевдоожиженным слоем. Оба процесса имеют общую головную ста-

дию получения смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан, из которой далее выделяют SiHCl3

и SiCl4.

3.1 Описание технологических процессов, используемых

в производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана

Промышленный способ получения трихлорсилана - гидрохлорирование кристал-

лического кремния. Процесс состоит из следующих стадий:

- дробление и размол кремния кристаллического;

- получение хлористого водорода;

- производство смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан;

- производство трихлорсилана;

- производство тетрахлорсилана.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 3.1.

Очищенная

Кремний

соляная кислота

Десорбция

Дробление и

хлористого

размол

водорода

Хлористый водород

Кремний

Осушка

кристаллический

молотый

хлористого

водорода

Хлористый водород

Производство смеси

трихлорсилан-тетрахлорсилан

Парогазовая смесь

трихлорсилан-тетрахлорсилан

Очистка и конденсация

парогазовой смеси

Смесь

Пыль кремния

трихлорсилан-тетрахлорсилана

Выделение

фракции

трихлорсилана

Трихлорсилан марки В

Кубовая жидкость

Выделение

Производство

тетрахлорсилана

трихлорсилана

Тетрахлорсилан

Трихлорсилан марки А, Б,

улучшенный

Рисунок 3.1 - Принципиальная схема производства три- и тетрахлорсилана

Дробление и размол кремния осуществляются в щековой дробилке и шаровой

мельнице.

Хлористый водород получают десорбцией из соляной кислоты в отпарной ко-

лонне, 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 обо-

ротной водой, и далее в холодильники, охлаждаемые рассолом с температурой -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 - вертикаль-

ном цилиндрическом стальном аппарате, снабженном сепаратором и двухсекционной

рубашкой для подачи пароконденсата, распределительной решеткой в нижней части ре-

актора. Молотый кремний из бункера азотом загружается в среднюю часть реактора.

В нижнюю часть реактора под распределительную решетку подается хлористый водо-

род. Хлорирование кремния проводится при температуре от 280 до 350°C и давлении

от 0,05 до 0,43 МПа. Из реактора парогазовая смесь трихлорсилан-тетрахлорсилан по-

ступает 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 конден-

сацию в последовательно расположенные теплообменники, охлаждаемые оборотной

водой и рассолом с температурой -20°C.

Конденсат затем передается на ректификацию.

Трихлорсилан марки А, Б и улучшенный получают путем трехступенчатой ректи-

фикации смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан. Кубовая жидкость направляется на вы-

деление тетрахлорсилана.

Выделение тетрахлорсилана осуществляется в отдельной колонне.

Описание технологического процесса приведено в таблице 3.1, перечень основ-

ного оборудования - в таблице 3.2.

Таблица 3.1 - Описание технологического процесса производства три- и тетрахлорси-

лана

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Кремний

Дробление

Кремний кри-

Щековая дро-

кремния кри-

сталлический

билка

сталлического

дробленый

Продолжение таблицы 3.1

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Кремний

Размол крем-

Кремний кри-

Шаровая

кристал-

ния кристалли-

сталлический

мельница

лический

ческого

молотый на

дробле-

стадии произ-

ный

водства смеси

трихлорси-

лана и тетрах-

лорсилана

Кислота

Десорбция

Азеотропная

Десорбер,

соляная

хлористого во-

соляная кис-

ресивер, ем-

очищен-

дорода (стрип-

лота

кость

ная

пинг)

Хлористый во-

дород

Хлори-

Осушка хлори-

Хлористый во-

Конденса-

стый во-

стого водо-

дород на ста-

торы,

дород

рода

дию производ-

холодиль-

ства смеси

ники

трихлорси-

лана и тетрах-

лорсилана

Кремний

Производство

Парогазовая

Реактор син-

кристал-

смеси три-

смесь три-

теза

лический

хлорсилан-тет-

хлорсилан-

молотый

рахлорсилан

тетрахлорси-

Хлори-

лан

стый во-

дород

Парогазо-

Очистка и кон-

Смесь три-

Барботажный

вая смесь

денсация па-

хлорсилан-тет-

куб, барбо-

трихлор-

рогазовой

рахлорсилана

тажная ко-

силан-

смеси

Пыль кремния

лонна, тепло-

тетрах-

обменники

лорсилан

Смесь

Выделение

Трихлорсилан

Ректифика-

трихлор-

фракции три-

марки В

ционная ко-

силан-

хлорсилана

Кубовая жид-

лонна

тетрах-

кость

лорсилан

Окончание таблицы 3.1

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Трихлор-

Производство

Трихлорсилан

Ректифика-

силан

трихлорсилана

марки А, Б

ционная ко-

марки В

улучшенный

лонна

Кубовая

Выделение

Тетрахлорси-

Ректифика-

жидкость

тетра-хлорси-

лан

ционная ко-

лана

лонна

Таблица 3.2 - Перечень основного технологического оборудования производства три-

и тетрахлорсилана

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Дробилка щековая

Дробление кремния

Со сложным движением щеки

кристаллического

Мельница шаровая

Размол кремния кристал-

Сухого помола, тип МШ 25,5 × 14,5

лического

Колонна отпарная

Стадия стриппинга

Вертикальный цилиндрический аппарат с

плоскими днищем и крышкой, заполнен

фторопластовыми кольцами Рашига

Реактор синтеза

Синтез смеси трихлорси-

Вертикальный цилиндрический аппарат с

лана и четыреххлористого

эллиптическими днищем и крышкой,

кремния

снабжен сепаратором и многосекционной

рубашкой для охлаждения пароконденса-

том, распределительной решеткой в ниж-

ней части реактора

Гидролизер

Суспендирование отрабо-

Вертикальный цилиндрический аппарат с

танной пыли кремния

приварным эллиптическим днищем и

съемной эллиптической крышкой, снаб-

жен рубашкой, объем 6,3 м³

Куб барботажный

Очистка парогазовой

Вертикальный цилиндрический аппарат с

смеси

приварной эллиптической крышкой и ко-

ническим днищем

Колонна барботажная

Дополнительная очистка

Вертикальный цилиндрический аппарат с

парогазовой смеси

приварными эллиптическими днищем и

крышкой

Колонна ректификаци-

Выделение фракции три-

Колонна с тарелками струйно-направлен-

онная

хлорсилана

ного типа с выносным кубом-кипятильни-

ком, обогреваемым паром

Окончание таблицы 3.2

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Колонна ректификаци-

Очистка трихлорсилана от

Колонна с тарелками струйно-направлен-

онная

высококипящих примесей

ного типа с выносным кубом-кипятильни-

ком, обогреваемым паром

Колонна ректификаци-

Очистка трихлорсилана от

Колонна с тарелками струйно-направлен-

онная

низкокипящих примесей

ного типа с выносным кубом-кипятильни-

ком, обогреваемым паром

Колонна ректификаци-

Выделение трихлорсилана

Колонна с тарелками струйно-направлен-

онная

марки А, трихлорсилана

ного типа с выносным кубом-кипятильни-

улучшенного

ком, обогреваемым паром

Колонна ректификаци-

Выделение тетрахлорида

Колонна с тарелками струйно-направлен-

онная

кремния

ного типа с выносным кубом-кипятильни-

ком, обогреваемым паром

3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве трихлорсилана и

тетрахлорсилана

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таб-

лице 3.3 и 3.4.

Таблица 3.3 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при произ-

водстве три- и тетрахлорсилана

Минимальный расход

Наименование

Единица из-

трихлорсилана

ресурса

мерения

тетрахлорсилана

технического марки В

Кислота соляная очищенная

кг/т

11490

12210

Кремний молотый марки 7010

кг/т

или

235

189

Кремний молотый марки КP-1

кг/т

или

235

189

Кремний молотый марки 7060

кг/т

или

235

189

Кремний молотый марки 4040

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 5003

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 5010

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 5040

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 9010

кг/т

или

251

208

Окончание таблицы 3.3

Минимальный расход

Наименование

Единица из-

трихлорсилана

ресурса

мерения

тетрахлорсилана

технического марки В

Кремний молотый марки

кг/т

10080 или

254

210

Кремний молотый марки КP-3

кг/т

или

254

211

Кремний молотый марки КP-0

кг/т

или

191

Кремний молотый марки КP-2

кг/т

251

Электроэнергия

МВт∙ч/т

0,1

Холод -20°С

Гкал/т

0,55775

0,30119

Пар 13 атм

Гкал/т

1,8

2,7

Вода оборотная

тыс. м³/т

0,205

0,340

Таблица 3.4 - Образование побочных/вторичных продуктов при производстве три- и

тетрахлорсилана

Минимальный расход

Наименование

Единица измерения

трихлорсилана

четыреххлористого

продукта

технического марки В

кремния

Азеотропная

кг/т

10 630

11 290

соляная кислота

Выбросы в атмосферу при производстве три- и тетрахлорсилана приведены в таб-

лице 3.5.

Таблица 3.5 - Выбросы в атмосферу при производстве три- и тетрахлорсилана

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ

Наименование

повторного ис-

после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

пользования

минимальное

максимальное

среднее

Рукавный

фильтр, улов-

Взвешенные

ленный крем-

0,0214

0,0237

0,02255

вещества

ний возвраща-

ется в произ-

водство

Тетрахлорси-

1,370345

лан

Трихлорсилан

0,561236

Хлористый во-

Абсорберы

0,3793

2,9392

1,6592

дород

Промышленные сточные воды направляются на станцию усреднения и нейтрали-

зации и далее передаются в сторонние организации для обезвреживания. Ливневые

сточные воды очищаются и направляются в водооборотный цикл. Уровни сбросов при-

ведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Сбросы при производстве три- и тетрахлорсилана

Направление сбро-

Масса выбросов загрязняющих

сов (в водный

веществ после очистки в расчете на 1 т продукции,

Наименование

объект, в системы

кг/т

канализации)

Минимальное

Максимальное

Среднее

Железо

Промышленные

1,19

1,34

Кальций

сточные воды

0,73

0,8

направляются на

станцию усреднения

и нейтра-лизации и

Хлорид-анион (хло-

далее передаются в

31,7

48,8

риды)

сторонние организа-

ции для обезврежи-

вания

В процессе производства три- и тетрахлорсилана образуется ряд отходов, инфор-

мация о которых приведена в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Отходы при производстве три- и тетрахлорсилана

Масса образующихся отходов про-

Способ ути-

изводства, кг/т смеси SiHCl3 + SiCl4

Класс

лизации,

Наименова-

Источник об-

Сред-

опасно-

обезврежива-

Минималь-

Макси-

ние

разования

нее

сти

ния, разме-

ное значе-

мальное

значе-

щения

ние

значение

ние

Отходы от-

работан-

Реактор син-

Захоронение

6,82

ного крем-

теза

ния

Зачистка обо-

рудования в

Гель диок-

производстве

сида крем-

смеси три-

Захоронение

25,2

ния

хлорсилана и

тетрахлорси-

лана

Раздел 4 Производство азотнокислого стронция

Стронций азотнокислый (нитрат стронция, химическая формула Sr(NO3)2) выпус-

кается промышленностью в виде кристаллического порошка белого цвета.

Стронций азотнокислый применяется в производстве катализаторов, в качестве

компонента пиротехнических составов для сигнальных, осветительных и зажигательных

ракет, при производстве твердооксидных топливных элементов.

4.1 Описание технологических процессов, используемых

в производстве азотнокислого стронция

Промышленный способ получения стронция азотнокислого - взаимодействие кар-

боната стронция и азотной кислоты. Технологическая схема производства приведена на

рисунке 4.1.

В атм.

Хранение и дозирование

р-ра азотнокислой

карбоната стронция

кислоты

Разб. HNO₃

SrCO

Получение суспензии

Отходящий газ

азотнокислого

Абсорбция

стронция

Маточный

Суспензия нитрата

раствор

стронция

Маточный

Разделение суспензии

Разб. HNO₃

раствор

нитрата стронция

Влажный нитрат

Промывка нитрата

стронция

Влажный нитрат

стронция

Сушка

Стронций

азотнокислый

Рисунок 4.1 - Принципиальная схема получения стронция азотнокислого

Технологический процесс получения стронция азотнокислого представляет собой

синтез стронция азотнокислого из стронция углекислого в водном растворе азотной кис-

лоты с последующей его кристаллизацией, разделением полученной суспензии и после-

дующей сушкой конечного продукта.

В реактор с азотной кислотой при перемешивании и охлаждении реакционной

массы через бункер дозируют порошок углекислого стронция. Полученную суспензию

азотнокислого стронция отфильтровывают в центрифуге с механическим съемом слоя

осадка. Отфильтрованный продукт промывают азотной кислотой в количестве 0,5 мас-

совой части к массе промываемого продукта.

Из центрифуги кислый влажный продукт через промежуточный бункер трубным

цепным конвейером передают в бункер-питатель для сушки. В бункере-питателе про-

дукт подвергается сушке под вакуумом при высокой температуре при перемешивании

мешалкой-ворошителем. При получении регламентированного показателя «массовая

доля влаги» азотнокислый стронций охлаждают и выгружают с помощью шнека, входя-

щего в конструкцию бункера-питателя.

Описание технологического процесса приведено в таблице 4.1, перечень основ-

ного оборудования - в таблице 4.2.

Таблица 4.1 - Описание технологического процесса производства стронция азотнокис-

лого

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Карбонат

Прием и под-

Карбонат

Бункер

стронция,

готовка сырья

стронция,

кислота

кислота азот-

азотная

ная концен-

концентри-

трированная

рованная

Карбонат

Синтез и вы-

Суспензия

Реактор

стронция,

деление

азотнокис-

кислота

стронция

лого стронция

азотная

азотнокислого

концентри-

рованная

Суспензия

Фильтрование

Кислый

Центрифуга

азотнокис-

суспензии

стронций

лого строн-

азотнокислого

азотнокислый

ция

стронция

с влажностью

Маточный

10-15%

раствор

Маточный

раствор

Окончание таблицы 4.1

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Кислый

Сушка гото-

Стронций

Конвейер,

стронций

вого про-

азотнокис-

бункер-пита-

азотнокис-

дукта

лый с массо-

тель

лый с

вой долей

влажно-

влаги не бо-

стью 10-

лее 0,15%

15%

Стронций

Упаковка, мар-

Товарный

Упаковочное

азотнокис-

кировка,

стронций

оборудова-

лый с мас-

транспортиро-

азотнокислый

ние

совой до-

вание и хра-

лей влаги

нение

не более

0,15%

Таблица 4.2 - Перечень основного технологического оборудования производства

стронция азотнокислого

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Реактор

Синтез стронция азотнокислого

Объем - 4 м³

Дозирование порошка углекис-

Объем - 0,32 м³

Бункер

лого стронция

Диаметр - 1000 мм

Высота - 1090 мм

Фильтрование суспензии азот-

Диаметр - 300 мм

Центрифуга

нокислого стронция

Расход - 200 л/мин.

Подача кислого стронция азот-

Объем - 0,8 м³

Бункер

нокислого на конвейер

Диаметр - 1206 мм

Высота - 1200 мм

Бункер-питатель

Сушка готового продукта

Расход - 436-1740 кг/ч

4.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве азотнокислого стронция

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таб-

лице 4.3.

Таблица 4.3 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при произ-

водстве стронция азотнокислого

Наименование

Расход

Единица измерения

ресурсов

Минимальный

Максимальный

Стронций углекислый

кг/т

770

Кислота азотная

кг/т

660

Вода дистиллирован-

кг/т

1450

ная

Теплоэнергия

Гкал/т

1,2

Электроэнергия

кВтч/т

353

Сжатый воздух

м³/т

450

Вода речная

м³/т

Характеристика выбросов, образующихся при производстве азотнокислого строн-

ция, приведена в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Выбросы в атмосферу при производстве стронция азотнокислого

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ

Наименование

повторного ис-

после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т

пользования

минимальное

максимальное

среднее

Абсорбционный,

основан на по-

Азота диоксид

0,404

0,000709

глощении окси-

дов азота водой

Раздел 5 Производство пероксида водорода

Пероксид водорода (перекись водорода, химическая формула H2O2) изготавлива-

ется в зависимости от назначения в виде водного раствора с концентрацией

30-

40% мас. либо в виде высококонцентрированного раствора, содержащего стабилизатор

(пирофорнокислый натрий, оловяннокислый натрий) и ингибитор коррозии (азотнокис-

лый аммоний).

Водный раствор пероксида водорода используется как окисляющий, гидроксили-

рующий и эпоксидирующий агент в химических производствах, как отбеливающее сред-

ство для хлопка, текстиля, шерсти, бумаги, синтетических волокон, находит применение

в косметике, в фармацевтической, пищевой, строительной областях промышленности,

а также в области окружающей среды, являясь универсальным реагентом для обезвре-

живания токсичных веществ в промышленных стоках и газовых выбросах. Концентриро-

ванный пероксид водорода может применяться в качестве жидкого унитарного топлива

и окислителя в двухкомпонентных ракетных топливах.

Технология производства пероксида водорода в настоящее время развивается на

основе использования органического сырья. Наибольшее распространение получили

два метода получения H2O2: антрахиноновый и изопропиловый, в которых органические

соединения играют роль переносчика водорода. Сущность первого способа заключается

в восстановлении антрахинона или алкилантрахинона с последующим его окислением и

образованием перекиси водорода и регенерацией исходного антрахинона. Изопропило-

вый способ включает жидкофазное окисление изопропанола с последующим выделе-

нием образовавшейся перекиси водорода:

CH3CHOHCH3 + O2 → CH3COCH3 + H2O2.

Образовавшийся ацетон восстанавливают водородом до изопропанола и возвра-

щают в цикл.

5.1 Описание технологических процессов, используемых

в производстве пероксида водорода

5.1.1 Изопропиловый способ

Современный промышленный способ получения пероксида водорода основан на

окислении изопропилового спирта (изопропиловый метод). Сырьем процесса является

водород, изопропиловый спирт. Принципиальная технологическая схема с замкнутым

циклом по спирту приведена на рисунке 5.1.

Схема включает следующие этапы:

- перегонка изопропанола;

- окисление изопропилового спирта;

- двухстадийная перегонка реакционного раствора с выделением перекиси водо-

рода;

- разделение изопропанола и ацетона;

- гидрирование ацетона;

- очистка сточных вод;

- абсорбция сдувок со стадии гидрирования;

- очистка отходящих газов со стадии окисления;

- абсорбция сдувок (дыхания) емкостей, колонн.

Изопропанол

Перегонка

изопропанола

Очищенный

изопропанол

Кубовая жидкость

Очистка сточных

Сточные воды

Окисление

вод

Отходящие газы

Реакционный раствор

Выделение

пероксида

Смесь изопропанола и

ацетона

Пероксид водорода

Разделение

изопропанола

Ацетон

Изопропанол

Гидрирование

Сдувки

Изопропанол

Отходящие газы

Абсорбция

Абсорбент

Рисунок 5.1 - Принципиальная схема получения пероксида водорода окислением

изопропилового спирта

Очистка (перегонка) изопропилового спирта

Сырье (изопропиловый спирт) подвергают дистилляции в колонне подготовки

спирта.

Подогретый раствор изопропанола поступает в ректификационную колонну с кол-

пачковыми тарелками, где за счет многократного испарения и конденсации происходит

очистка и укрепление изопропанола до состава азеотропа.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кипятильник

колонны, обогреваемый паром.

Пары из верхней части колонны конденсируются в теплообменнике и направля-

ются в приемную емкость. Изопропанол из приемной емкости далее направляется на

стадию окисления.

Из приемной емкости часть раствора подается в колонну в виде флегмы.

Кубовый раствор колонны, представляющий собой загрязненную воду с примесью

изопропанола, ацетона и пероксида водорода, после охлаждения направляется в сани-

тарную колонну для очистки сточных вод.

Окисление изопропилового спирта

Далее на стадии окисления изопропиловый спирт окисляют в противоточном ре-

акторе-окислителе кислородом воздуха или воздушно-кислородной смеси ВКС (давле-

ние - от 1,0 до 1,2 МПа, температура - от 105 до 148°C).

Контакт изопропанола с воздухом или ВКС осуществляется при противоточном

движении жидкости и газа за счет барботирования последнего через жидкость по всей

высоте реактора-окислителя. Реакционный раствор из нижней части окислителя непре-

рывно отводится, последовательно проходит систему теплообменников и холодильни-

ков, где охлаждается и сливается в емкость для дальнейшей переработки.

Отходящие газы, содеражащие азот, кислород и органические примеси из реак-

тора-окислителя, поступают на промывку в абсорбер для улавливания изопропилового

спирта и ацетона и затем возвращаются на санитарную колонну и далее в процесс окис-

ления.

Выделение пероксида водорода

Реакционный раствор после реактора-окислителя из емкости насосом непре-

рывно направляется в вакуумную ректификационную колонну для выделения пероксида

водорода под вакуумом 64-77 кПа через теплообменник, где нагревается паром. В ко-

лонне методом ректификации идет разделение паров «органики» (ацетон, изопропанол),

перемещающихся вверх, и водного раствора пероксида водорода, перетекающего в ку-

бовую часть колонны. В линию питания колонны предусмотрена подача водного рас-

твора ингибитора коррозии.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через трубчатый

кипятильник, обогреваемый паром.

Кубовая жидкость, представляющая собой готовый продукт - пероксид водорода,

поступает самотеком в приемную емкость через холодильник, охлаждаемый оборотной

водой.

Отгоняемая в дистиллят смесь изопропилового спирта, ацетона и воды после кон-

денсации паров собирается в приемной емкости, затем направляется в колонну на ста-

дию разделения изопропанола и ацетона.

Разделение изопропанола и ацетона

Разделение изопропилового спирта и ацетона ведется методом ректификации на

непрерывно действующей колонне с одновременной очисткой ацетона от примесей ме-

тодом дробной конденсации.

Исходная смесь - водный раствор изопропанола и ацетона - с узла выделения

товарного пероксида водорода из емкости насосом подается в подогреватель-рекупера-

тор, обогреваемый кубовой жидкостью, затем в подогреватель, обогреваемый паром.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, подводится через испаритель,

обогреваемый паром.

Кубовая жидкость, отдав свое тепло в теплообменнике-рекуператоре исходному

раствору, после дополнительного захолаживания в холодильнике сливается в емкости

для дальнейшей переработки на стадии окисления.

Пары ацетона, выходящие из верха колонны, поступают в конденсатор и, охла-

ждаясь дополнительно в холодильнике, оборотной водой сливаются в приемную ем-

кость для направления на стадию гидрирования.

Гидрирование ацетона

Гидрирование ацетона проводят в трубчатом реакторе с рециклом водорода в

присутствии никелевого катализатора при температуре от 70 до 150°C.

Жидкая фаза, содержащая изопропанол из конденсаторов, охлаждаемых оборот-

ной водой после очистки на фильтрах от возможных механических примесей, поступает

в емкость для направления на колонну перегонки спирта, затем направляется на стадию

окисления.

Газовые выбросы со стадии гидрирования, содержащие пары ацетона и изопро-

панола, очищаются в абсорбере, орошаемом паровым конденсатом.

Абсорбер для очистки газовых выбросов работает в режиме противотока. В ниж-

нюю часть подается газовая смесь, в верхнюю - конденсат. Очищенный газ сбрасыва-

ется в атмосферу. Абсорбент сливается в сборник, затем - на колонну очистки сточных

вод.

Очистка сточных вод

Сточные воды, а также водные растворы, содержащие изопропанол и ацетон (аб-

сорбенты со стадии очистки отходящих газов с окислителей, очистки сдувок с гидриро-

вания, очистки сдувок дыхания емкостей), собирают в емкость, откуда насосами подают

через очиститель в теплообменник-рекуператор, обогреваемый кубовой жидкостью из

санитарной колонны. Далее раствор поступает в теплообменник, где нагревается паром

и подается на санитарную колонну для перегонки сточных вод.

Ректификация на колонне ведется с целью извлечения изопропанола и ацетона

из сточных вод и получения «кубовой» жидкости с массовой концентрацией «органики»

(изопропиловый спирт, ацетон) в пределах допустимых норм.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кипятильник,

обогреваемый паром.

Пары изопропанола, ацетона и воды из верхней части колонны поступают в кон-

денсатор, охлаждаемый оборотной водой, где конденсируются и поступают частично в

виде флегмы в колонну, частично в виде дистиллята - в приемную емкость и далее на

стадию окисления, часть - на колонну разделения изопропанола и ацетона.

«Кубовый» раствор, отдав свое тепло в теплообменнике-рекуператоре исходному

раствору, поступает в теплообменник для дополнительного захолаживания оборотной

водой, затем направляется на станцию нейтрализации и на БОС.

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.1, перечень основ-

ного оборудования - в таблице 5.2.

Таблица 5.1 - Описание технологического процесса производства пероксида водорода

окислением изопропилового спирта

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Изопро-

Перегонка

Очищенный

Изопро-

Тарельчатая

пиловый

изопропанола

изопропило-

пиловый

колонна, теп-

спирт: со

вый спирт.

спирт

лообменник,

склада,

Кубовый

испаритель

со стадии

остаток

разделе-

ния,

со стадии

гидриро-

вания

Очищен-

Окисление

Реакционный

Изопро-

Реактор-окис-

ный изо-

изопропило-

раствор.

пиловый

литель,

пропило-

вого спирта

Отходящие

спирт,

холодильник,

вый

газы

ацетон

теплообмен-

спирт.

ник

Изопро-

пиловый

спирт со

стадии

разделе-

ния.

Воздух

(или воз-

душно-

кисло-

родная

смесь)

Продолжение таблицы 5.1

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Реакци-

Двухстадий-

Пероксид во-

Ректифика-

онный

ная перегонка

дорода.

ционная ко-

раствор

реакционного

Смесь изо-

лонна

раствора с вы-

пропилового

делением пе-

спирта и аце-

рекиси водо-

тона

рода

Смесь

Разделение

Ацетон.

Тарельчатая

изопро-

изопропанола

Изопропанол

колонна

пилового

и ацетона

спирта и

ацетона

Ацетон.

Гидрирование

Изопропанол.

Трубчатый

Водород

ацетона

Сдувки

реактор

(свежий,

циркуля-

ционный)

Абсор-

Очистка сточ-

Сточные

Колонна

бент со

ных вод

воды

стадии

абсорб-

ции сду-

вок.

Абсор-

бент со

стадии

очистки

отходя-

щих газов

Сдувки со

Абсорбция

Абсорбент.

Изопро-

Абсорбер

стадии

сдувок со ста-

Газы в атмо-

пиловый

гидриро-

дии гидриро-

сферу

спирт,

вания

ацетон

ацетона.

Конденсат

Отходя-

Очистка отхо-

Абсорбент

Изопро-

Абсорбер

щие газы.

дящих газов

пиловый

Конден-

со

стадии

спирт,

сат

окисления

ацетон

Окончание таблицы 5.1

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Сдувки

Абсорбция

Абсорбент

Изопропиловый

Абсорбер

от емко-

сдувок

спирт, ацетон

стей, ко-

(дыхания)

лонн.

емкостей,

Конденсат

колонн

Таблица 5.2 - Перечень основного технологического оборудования производства пе-

роксида водорода окислением изопропилового спирта

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Диаметр 1,8 м, общая высота 31,6 м,

Тарельчатая колонна пере-

Перегонка изопропанола

40 тарелок, расчетное давление

гонки изопропанола

0,03 МПа, объем куба 4,6 м³

Полый аппарат колонного типа раз-

Окисление изопропилового

деленный на секции.

Реактор-окислитель

спирта

Объем 252 м³, диаметр 3,2 м, общая

высота 25 м

Выделение пероксида во-

Колонна с регулярной насадкой.

Вакуумная ректификацион-

дорода из реакционной

Диаметр 3 м, общая высота 18 м

ная колонна

смеси

Колонна с регулярной насадкой.

Ректификационная ко-

Разделение изопропанола

Объем 96 м³, диаметр 3 м, общая

лонна

и ацетона

высота 14,7 м, 20 тарелок, расчет-

ное давление 0,1 МПа

Реактор гидрирования аце-

Восстановление ацетона

Трубчатый контактный аппарат с ре-

тона

до изопропанола

циклом водорода

5.1.2 Антрахиноновый способ

Перекись водорода получают путем циклического восстановления и окисления

смеси 2-этилантрахинона (EAQ) и 2-этилтетрагидроантрахинона (H4EAQ). Данные ан-

трахиноны растворяются в органических растворителях (рабочий раствор). Антрахи-

ноны каталитически гидрируют с образованием 2-этилтетрагидроантрагидрохинона

(H4EAQH2). Катализатор отделяют от рабочего раствора и возвращают в гидрогениза-

тор. Гидрированный рабочий раствор соединяют с воздухом (кислородом) в окислитель-

ной установке для образования пероксида водорода. Перекись водорода, растворенную

в рабочем растворе, экстрагируют деминерализованной водой в экстракторе. Рабочий

раствор высушивают выпариванием в сушильной камере затем возвращают в расход-

ный резервуар подачи гидрогенератора. Водная фаза из экстрактора может содержать

до 40% массы перекиси водорода, но по соображениям эффективности обычно произ-

водится 30-35% массы. Концентрация конечных продуктов (технического и химического

классов) (60% массы) достигается путем испарения и перегонки неочищенного раствора

перекиси водорода в концентрационном блоке. В расходные резервуары к раствору пе-

рекиси водорода добавляют стабилизатор, чтобы предотвратить разложение.

Схема включает следующие этапы (рисунок 5.2):

- гидрирование 2-этилатрахинона;

- окисление рабочего раствора, содержащего 2-этилтетрагидроантрогидро-хи-

нон/2-этилтетрагидрохинон;

- выделение раствора перекиси водорода;

- промывка раствора перекиси водорода;

- концентрирвоание раствора перекиси водорода.

2 этилатрахинон

Водород

Гидрирование

Рабочий р-р с

катализатором

Фильтрация

Рабочий р-р без

катализатора

Окисление

Абгазы

Окислительный

рабочий р-р с

H₂O₂

Экстракция

Окислительный

30-35% перекись

рабочий р-р без

водорода - сырец

H₂O₂

Осушка

Промывка

30-35% р-р H₂O₂

2 этилатрахинон

2 этилантрагидрохинон

Концентрирование

(осушенный)

60% р-р H₂O₂

Рисунок 5.2 - Производство пероксида водорода антрахиноновым способом

Гидрирование

Рабочий раствор из резервуара подачи гидрогенизатора нагнетается его насосом

на дно через охладитель рабочего раствора и инжекторный нагнетательный насос. Вос-

становленный катализатор и рабочий раствор из первичных фильтров вводят в рабочий

раствор. Водород поступает в гидрогенизатор в нижней части через распылительные

форсунки. Рабочий раствор, катализатор и водород тщательно смешивают таким обра-

зом, чтобы основная реакция гидрирования, преобразование антрахинона (H4EAQ) в ан-

трагидрохинон (H4EAQH2), происходила в гидрогенизаторе. Степень превращения в ос-

новном контролируется количеством и активностью присутствующего катализатора,

температурой, интенсивностью перемешивания и давлением водорода.

В верхней части гидрогенизатора рабочий раствор и катализатор отделяют от из-

бытка водорода. Рабочий раствор и катализатор проходят через первичные фильтры.

Фильтрат проходит через фильтрующие элементы в питающий резервуар окислителя.

Частицы катализатора сохраняются на элементах и возвращаются в инжекторный нагне-

тательный насос.

Большая часть катализатора оседает в фильтрующих элементах. Обратная про-

мывка производится с использованием рабочего раствора. Газообразный водород, от-

деленный от рабочего раствора и катализатора, выходит из верхней части гидрогениза-

тора, в который возвращается избыток водорода. Подпиточный водород соединяется с

рециркулирующим водородом и подается в гидрогенизатор.

Окисление

Рабочий раствор из питающего резервуара окислителя подается нагнетательным

насосом окислителя через вторичные фильтры и фильтры безопасности. После филь-

тров безопасности рабочий раствор проходит через охладитель окислителя.

Сжатый воздух подается в окислитель. Технологический воздух из компрессора

для технологического воздуха проходит через буферный бак для технологического воз-

духа, воздушный фильтр окислителя и подается в окислитель.

Воздух подается в нижнюю часть окислителя через трубки распределителя. Орга-

нический поток поступает в окислитель в верхней части сосуда и проходит против тече-

ния вниз через реактор.

На этапе окисления производится перекись водорода. Антрагидрохинон

(H4EAQH2) окисляется до антрахинона (H4EAQ), а кислород превращается в перекись

водорода. На этом этапе ее диспергируют в рабочий раствор.

Газообразные отходы окислителя поступают из его верхней части и проходят че-

рез охладитель газообразных отходов окислителя и уловитель газообразных отходов

окислителя в устройство для рекуперации летучих растворителей. Оставшийся органи-

ческий раствор в газообразных отходах восстанавливается в устройстве для рекупера-

ции летучих растворителей до выброса его в атмосферу.

Рабочий раствор выгружают из нижней части окислителя в дегазатор окислителя.

Экстракция

Рабочий раствор из дегазатора окислителя подается в нагнетательный насос экс-

трактора в его нижней части. Деминерализованная вода подается в верхнюю часть экс-

трактора. В него добавляется стабилизатор в виде фосфорной кислоты. Водная фаза,

выходящая из нижней части экстрактора, контролируется на уровне 30-35% массы пе-

рекиси водорода.

Очистка продукта и промежуточное хранение

Неочищенная перекись водорода из экстрактора поступает через охладитель для

неочищенного продукта в коагулятор для неочищенного продукта 1. Удаленный раство-

ритель и газ поднимаются в верхнюю часть промывной колонки для неочищенного про-

дукта для восстановления растворителей и выброса газов в атмосферу. Перекись водо-

рода из коагулятора для неочищенного продукта 1 поступает в промывную колонку для

неочищенного продукта в верхней части и промывается чистым растворителем.

Промытая перекись водорода поступает самотеком через коагулятор для неочи-

щенного продукта, в котором отделяется небольшое количество захваченного раствори-

теля. Перекись водорода и растворитель поступают самотеком в первый резервуар для

продукта.

Восстановление рабочего раствора

Вследствие циркуляции рабочего раствора в системе могут накапливаться неже-

лательные соединения (главным образом, различные хиноны). Для того чтобы сохра-

нить концентрацию нежелательных соединений в рабочем растворе на низком уровне,

необходимо превратить их в активные хиноны. Это осуществляется в колонках с активи-

рованным оксидом алюминия. Данный процесс известен как регенерация.

Боковой поток 10-15% основного потока рабочего раствора регенерируется в ак-

тивированном оксиде алюминия. Регенерированный поток гидрогенизируется рабочим

раствором, который поступает из питающего резервуара окислителя. Рабочий раствор

подается через систему регенерации нагнетательным насосом для регенерации в ниж-

нюю часть регенерационной колонки с активированным оксидом алюминия. Рабочий

раствор из регенерационной колонки пропускают через экономайзер для регенерации и

барьерный фильтр для регенерации при возврате к питающему резервуару окислителя.

Кроме того, окисленный рабочий раствор из питающего резервуара гидрогениза-

тора подают для регенерации. Рабочий раствор подается через систему нагнетатель-

ным насосом для регенерации. Регенерированный рабочий раствор возвращают в пита-

ющий резервуар гидрогенизатора.

Очистка и нейтрализация отработанной воды

Всю отработанную воду, содержащую растворители, собирают и максимальное

количество фракций растворителя используют повторно в технологическом процессе.

Фракции конденсата, содержащие растворители, собирают в отстойник и возвра-

щают в технологический процесс.

Избыток других жидкостей и стоки отходов в результате технологического про-

цесса собирают в резервуары. Содержание резервуара переносят в разделительный ре-

зервуар, гдефракции растворителя отделяются от воды. Фракции растворителя посту-

пают в резервуар для отделенного растворителя, откуда их возвращают в отстойник

установки переработки антрохинона или в резервуар для подпитки рабочего раствора.

Фракции воды поступают через резервуар для отделенной воды в систему нейтрализа-

ции для нейтрализации.

Отделенные водные стоки из резервуара для отделенной воды и конденсат из

обогатительной установки поступают в блок нейтрализации. Нейтрализованная сточная

вода выдается к границам установки с помощью насоса для сточных вод через фильтр

с активированным углем. Фильтр с активированным углем устраняет следы органиче-

ских веществ. Нейтрализованная сточная вода обрабатывается раствором перекиси во-

дорода для окисления следов антрахинона, далее пропускается через песчаный и уголь-

ный фильтры.

Концентрирование

Неочищенная перекись водорода с концентрацией 30 (до 35) % масс. подается

через экономайзер, где нагревается кубовыми продуктами колонны дистилляции, в вы-

парной аппарат с падающей плёнкой, испаритель.

В испарителе сырье частично испаряется, в результате чего образуются паровая

и жидкая фазы. Жидкая фаза - это технический продукт. Паровая фаза поступает из

испарителя в колонну дистилляции. Концентрация перекиси водорода в жидком техни-

ческом продукте, слитом из испарителя, составляет 60% масс., и он содержит примеси

неочищенной перекиси водорода, как неорганические, так и органические.

Технический продукт из испарителя перекачивается циркуляционным насосом ис-

парителя. Основная часть жидкости рециркулирует обратно в испаритель, а продувоч-

ный продукт охлаждается в техническом охладителе, прежде чем попасть в расходные

резервуары.

Пар из испарителя проходит через каплеотбойник, вмонтированный в коллону ди-

стилляции, где выделяются практически все капли, содержащиеся в пару. В результате

переноса масс перекись водорода и вода оказываются на поверхности структурной

насадки, где жидкая фаза (обратный поток = деминерализованная вода) находится в

тесном взаимодействии с газовой фазой (паром). Пар, формирующийся в трубах выпар-

ного аппарата с восходящей плёнкой, выделяется из рециркулирующей жидкости при

помощи скруббера с отбойниками и попадает на структурированную насадку.

Поскольку пар очищен от элементов перекиси водорода, в верхней части его вла-

госодержание возрастает практически до 100% отсутствия примесей (то есть >99,9%

масс.).

Технический продукт перекиси водорода самотеком перемещается через эконо-

майзер, где происходит его охлаждение, и попадает в резервуар химического продукта.

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Описание технологического процесса производства пероксида водорода

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

2-этилан-

Гидрирование

Рабочий рас-

Гидрогениза-

Угольные абсор-

трахинон,

твор, содержа-

тор, первич-

беры водород-

водород

щий 2-этилтет-

ные и вторич-

ных сдувок

рагидроантро-

ные филь-

гидрохинон/

тры, рецирку-

2-этилтетрагид-

ляционный

рохинон

компресор

Рабочий

Окисление

Окисленный

Окислитель,

Угольный адсор-

раствор,

рабочий рас-

охладитель,

бер

содержа-

твор с переки-

фильтры

щий 2-

сью водорода

этилтет-

рагидро-

антрогид-

рохинон/

2-этил-

тетрагид-

рохинон

Окислен-

Экстракция

30-35% рас-

Экстрактор,

ный ра-

твор перекиси

коагулятор

бочий

водорода (сы-

раствор с

рец)

переки-

сью водо-

рода

30-35%

Промывка

30-35% рас-

Абгазы

Промывная

раствор

твор перекиси

колонка, коа-

перекиси

водорода (не

гулятор

водорода

стабилизиро-

(сырец),

ванный)

раствори-

тель

Окислен-

Осушка

2-этилантрахи-

Сушильная

ный ра-

нон, 2-этилан-

камера, подо-

бочий

трагидрохинон

греватель

раствор

(осушенный)

без пере-

киси во-

дорода

Окончание таблицы 5.3

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

30-35%

Концентриро-

60% раствор

Колонна ди-

раствор

вание

перекиси водо-

стилляции,

перекиси

рода

испаритель,

водорода

охладитель

(не ста-

билизи-

рован-

ный)

5.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве пероксида водорода

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве пе-

рекиси водорода изопропиловым и антрахиноновым способами приведены в таб-

лице 5.4 и 5.5 соответственно.

Таблица 5.4 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при произ-

водстве пероксида водорода изопропиловым способом

Наименование

Расход

Единицы измерения

ресурсов

Минимальный

Максимальный

Изопропиловый спирт

кг/т

12,5

Водород

нм³/т

255

Фосфат натрия одно-

замещенный двувод-

кг/т

0,4

ный

Аммоний азотнокис-

кг/т

0,06

лый

Натрий оловяннокис-

кг/т

0,015

лый

Пар

Гкал/т

1,717

Холод минус 10°C

Гкал/т

0,092

Вода оборотная

м³/т

398

Таблица 5.5 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при произ-

водстве пероксида водорода антрахиноновым способом

Наименование ресурсов

Единицы измерения

Расход в пересчете на 100%

Водород

нм³/т

730

2-этилантрахинон (EAQ)

кг/т

0,9

Технологический воздух

нм³/т

4100

Ароматический растворитель

кг/т

1,0

(Solvesso 150ND)

Тетрабутилмочевина

кг/т

0,5

Триоктилфосфат

кг/т

0,2

Катализатор

кг/т

0,02

Ортофосфорная кислота

кг/т

0,3

Стабилизатор

кг/т

1,3

Деминерализованная вода

м³/т

4,1

Производственный пар

кг/т

900 + 1750 (на концентрирование)

Электроэнергия

кВт·ч/т

7775

Воздух КИП

нм³/т

70,0

Азот

нм³/т

25,0

Оборотная вода, ΔT 8 C

м³/т

490,0

Захоложенная вода, ΔT 5 °C

м³/т

48,0

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве пе-

роксида водорода, приведены в таблице 5.6-5.11.

Таблица 5.6 - Выбросы в атмосферу при производстве пероксида водорода изопропи-

ловым способом

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ

Наименование

повторного ис-

после очистки в расчете на тонну 1 т продукции, кг/т

пользования

минимальное

максимальное

среднее

Спирт изопро-

0,067

0,074

0,070

пиловый

Абсорбция

Ацетон

0,081

0,095

0,088

Взвешенные ве-

0,000038

щества

Натрий хлорид

0,0017

Динатрий суль-

фат (натрия

0,0037

сульфат)

Кальций карбо-

0,00037

нат

Таблица 5.7 - Выбросы в атмосферу при производстве пероксида водорода антрахино-

новым способом

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ

Наименование

повторного ис-

после очистки в расчете на тонну 1 т продукции, кг/т

пользования

минимальное

максимальное

среднее

1,3,5-Триме-

тилбензол (ме-

Адсорбция

0,00091

0,00023

зитилен)

Водород

1,4

Промышленные сточные воды, образующиеся при производстве перекиси водо-

рода изопропиловым способом, направляются на станцию усреднения и нейтрализации

и далее передаются в сторонние организации для обезвреживания. Ливневые сточные

воды очищаются и направляются в водооборотный цикл (см. таблице 5.8). Норма обра-

зования сточных вод - 562 кг/т.

Таблица 5.8 - Сбросы при производстве перекиси водорода изопропиловым способом

Показатель

Значение

Массовая концентрация изопропилового

Не более 200 мг/дм³

спирта

Массовая концентрация ацетона

Не более 100 мг/дм³

Массовая концентрация пероксида водорода

Не более 5000 мг/дм³

Массовая концентрация уксусной кислоты

Не более 1200 мг/дм³

Отработанная вода, образующаяся при производстве перекиси водорода антра-

хиноновым способом, преимущественно повторно используется в технологическом про-

цессе. Вода, не использованная в технологическом процессе, через систему нейтрали-

зации выдается за границу установки. Нейтрализованная сточная вода обрабатывается

раствором перекиси водорода для окисления следов антрахинона, далее пропускается

через песчаный и угольный фильтры. Норма образования сточных вод - от 334 кг/т (при

нормальном режиме работы) до 1508 кг/т. Характеристика сбросов при производстве пе-

рекиси воорода антрахиноновым способом приведена в таблице 5.9.

Таблица 5.9 - Сбросы при производстве пероксида водорода антрахиноновым спосо-

бом

Масса сбросов загрязняющих веществ,

Направление сбросов

Наименование

(в водный объект, в си-

кг/т

стемы канализации)

Минимальное

Максимальное

Среднее

Фосфаты (по фосфору)

0,000096

ХПК

0,29

На установки очистки

Антрахинон

0,00096

сточных вод

Летучие оргаические со-

0,038

единения

Таблица 5.10 - Отходы при производстве пероксида водорода изопропиловым спосо-

бом

Масса образующихся отходов про-

Способ ути-

изводства, кг/т

Класс

лизации,

Наименова-

Источник об-

Сред-

опасно-

обезврежи-

Мини-

Макси-

ние

разования

нее

сти

вания, раз-

мальное

значе-

мещения

значение

ние

Катализа-

После исте-

тор на ос-

чения срока

Стадия гидри-

нове оксида

эксплуатации

рования аце-

0,0189

никеля от-

возвраща-

тона

работанный

ется произво-

дителю

Отходы ми-

Компримиро-

неральных

вание воз-

Утилизация

0,01

масел ком-

духа, азота,

прессорных

водорода

Таблица 5.11 - Отходы при производстве пероксида водорода антрахиноновым спосо-

бом

Способ

Масса образующихся отходов произ-

утилиза-

водства, кг/т

Источник

Наимено-

Класс

ции, обез-

образова-

Мини-

Макси-

вание

опасности

врежива-

Среднее

ния

мальное

ния, разме-

значение

щения

Катализа-

Передача

тор палла-

производи-

дия

телю для

0,04

регенера-

ции

Окончание таблицы 5.11

Способ

Масса образующихся отходов произ-

утилиза-

водства, кг/т

Источник

Наимено-

Класс

ции, обез-

образова-

Мини-

Макси-

вание

опасности

врежива-

Среднее

ния

мальное

ния, разме-

значение

щения

Активиро-

ванный

уголь

со

следами

Сжигание

0,1

органиче-

ских

ве-

ществ

Активиро-

ванный

уголь уста-

новки

Сжигание

0,1

нейтралли-

зации сточ-

ных вод

Активиро-

ванный

уголь уста-

новки реге-

Сжигание

0,04

нерации

раствори-

теля

Отработан-

Хранение

ный оксид

на поли-

алюминия

гоне

Отработан-

Хранение

на поли-

1,04

ный песок

гоне

Раздел 6 Производство водорода

Технология производста водорода электролизом воды имеет ряд преимуществ

перед другими методами его получения: позволяет получать продукт с высокой чисто-

той; дешевое сырье - вода; отсутствие вредных отходов; простота и непрерывность тех-

нологического процесса, возможность автоматизации; продолжительный срок эксплуа-

тации электролизеров.

Водород выпускают марки А и марки Б. Водород марки А используется в электрон-

ной, фармацевтической, химической промышленностях, в порошковой металлургии: для

осаждения тугоплавких соединений из окислов металлов; при спекании изделий из по-

рошковых материалов, содержащих хром и нержавеющие стали. Водород марки Б ис-

пользуется в электронной, химической, цветной металлургии, фармацевтической про-

мышленности, промышленности средств связи и в энергетике.

6.1 Описание технологического процесса производства водорода

из воды

Технология производства водорода электролизом воды основана на процессе

разложения воды при воздействии постоянного электрического тока и включает стадии:

приготовления питательной воды; приготовления электролита; получения водорода

электролизом; очистки и осушки водорода. На рисунке 6.1 представлена блоксхема про-

изводства водорода методом электролиза воды.

Паровой

Гидроксид калия

конденсат

Приготовление

Переиспарение

электролита

Питательная вода

Электролит

Отходящие газы

Получение

водорода

Водород-сырец

Очистка и осушка

водорода

Водород

Рисунок 6.1 - Схема производства водорода электролизом воды

Паровой конденсат поступает на узел приготовления питательной воды. Пита-

тельная (дистиллированная) вода получается за счет переиспарения и конденсации па-

рового конденсата или конденсации водяного пара и представляет собой дистиллиро-

ванную воду. В качестве питательной воды помимо конденсата пара может быть исполь-

зована глубоко очищенная и обессоленная речная вода. Питательная вода подается в

электролизеры на узел получения водорода.

В качестве электролита в электролизерах используется 25-28%-ный раствор ще-

лочи, который готовится на узле приготовления электролита путем смешения дистилли-

рованной или питательной воды с гидроокисью калия.

Процесс получения водорода в электролизерах основан на разложении воды под

действием постоянного электрического тока на водород и кислород. При прохождении

постоянного электрического тока с напряжением 380 В и силой тока до 8000 А через

электролизер на электродах происходит разряд ионов водорода и гидроксила с после-

дующим выделением: на катоде - газообразного водорода, на аноде - газообразного

кислорода.

Кислород из электролизеров направляется в атмосферу, а водород подается для

промежуточного хранения в газгольдер. Из газгольдера водород поступает на компри-

мирование и далее на узел очистки и осушки. Очистка водорода от кислорода осуществ-

ляется в реакторе на стационарном алюмопалладиевом катализаторе, а осушка от

влаги - в осушителях на цеолитах. Очищенный и осушенный электролитический водо-

род направляется по трубопроводу потребителям.

Описание технологического процесса приведено в таблице 6.1, перечень основ-

ного оборудования - в таблице 6.2.

Таблица 6.1 - Описание технологического процесса производства водорода из воды

Выходной поток

Стадия

Основное

Входной

Основные,

Природоохранное

технологического

технологическое

поток

побочные и

оборудование

процесса

Эмиссии

оборудование

промежуточные

продукты

3.1

3.2

Паровой

Переиспаре-

Питательная

Вода кот-

Аппарат пе-

конден-

ние парового

вода

ловая

реиспарения

сат (во-

конденсата

дяной

пар)

Калия

Растворение

Электролит

Реактор с ме-

гидро-

гидроокиси ка-

шалкой

окись

лия в воде

Пита-

Водород сы-

Кислород

Электроли-

тельная

рец

в атмо-

зер

Электролиз

вода;

сферу

воды

Электро-

лит

Водород

Водород очи-

Вода по-

Аппараты

гидрирова-

сырец

Очистка

щенный

сле реге-

ния и осушки

осушка водо-

нирации

рода

осушите-

лей

Таблица 6.2 - Перечень основного оборудования производства водорода из воды

Наименование

Назначение оборудования

Существенные характеристики техно-

оборудования

логического оборудования

Аппарат пере-

Переиспарение парового

Выпарной аппарат трубчатый, верти-

испарения

конденсата с получением

кальный

воды для электролиза

Электролизер

Электролиз воды

Напряжение - 360 В

Сила тока - 7500-8000 А

Производительность по водороду -

500 нм³/ч, по кислороду - 250 нм³/ч

Контактный ап-

Очистка водорода от кис-

Вертикальный цилиндрический аппа-

парат (реактор)

лорода

рат, внутренний диаметр - 1200 мм

Высота цил.части - 1524 мм

6.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве водорода электролизом

воды

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таб-

лице 6.3.

Таблица 6.3 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при произ-

водстве водорода электролизом воды

Расход

Наименование ресурсов

Единицы измерения

минимальный

максимальный

Конденсат паровой

кг/тыс. нм³

866,94

Вода речная

кг/тыс. нм³

2700

0,421

Калия гидроокись

кг/тыс.нм³

1,05

Калия бихромат

кг/тыс. нм³

0,016

Цеолит NaА

кг/тыс. нм³

0,341

Катализатор АП

кг/тыс. нм³

0,011

Электроэнергия

кВт·ч/тыс. нм³

3263

5450

Теплоэнергия (водяной пар)

Гкал/тыс. нм³

0,406

Вода оборотная

м³/тыс. нм³

360

При производстве водорода выбросов загрязняющих веществ в атмосферный

воздух нет.

Сбросы при производстве водорода приведены в таблице 6.4. В случае использо-

вания речной воды в качестве сырья для производства водорода сточная вода (концен-

трат) со стадий мембранной очистки и деионизации содержит в своем составе хлорит-

анионы. В случае использования парового конденсата в качестве сырья хлорид-анион

(хлориды) не образуются.

Таблица 6.4 - Текущие уровни сбросов в водную среду при производстве водорода

электролизом воды

Направление сбро-

Значение

сов (в водный

Наименование

объект, в системы

Минимальное

Максимальное

Среднее

канализации)

Химическое потреб-

ление

кислорода

1,34

5,2

3,27

(ХПК), кг/тыс. нм³

—

рН

6,5

8,5

Хлорид-анион (хло-

1787,7

риды)^*, кг/тыс. нм³

* В случае использования речной воды в качестве сырья для производства водорода

В процессе производства водорода электролизом воды образуются отходы отра-

ботанного компрессорного и индустриального масел, отработанный палладиевый ката-

лизатор, отработанный цеолит и силикагель (таблица 6.5).

Таблица 6.5 - Текущие уровни отходов при производстве водорода электролизом воды

Масса образующихся отходов про-

Способ ути-

изводства, кг/тыс. м³

Класс

Источник

лизации,

Сред-

Наименование

опасно-

образова-

обезврежи-

Мини-

Макси-

нее

сти

ния

вания, раз-

мальное

значе-

мещения

значение

ние

Утилизация

или передача

Катализатор

на

алюмопалладие-

на завод для

0,00008

0,011

вый отработан-

извлечения

ный

драг. метал-

лов

Цеолит отрабо-

Утилизация

0,0018

1,43

танный

Захоронение

Силикагель от-

на полигоне

8,55

работанный

пром. отхо-

дов

Масло отрабо-

Вторичная

0,0011

0,0014

0,0012

танное

переработка

Масло компрес-

Утилизация

сорное отрабо-

0,0011

0,0014

0,0012

танное

Масло индустри-

Утилизация

альное отрабо-

0,0010

танное

Раздел 7 Определение наилучших доступных технологий

Определение технических способов, методов, оборудования в качестве НДТ про-

ведено с учетом Методических рекомендаций по определению технологии в качестве

наилучшей доступной технологии (утверждены Приказом Министерства промышленно-

сти и торговли Российской Федерации от 23 августа 2019 года № 3134).

Основные технологические процессы и оборудование описаны в разд. 2-6.

При определении оборудования, технических способов, методов в качестве НДТ

рассматривали их соответствие следующим критериям:

- снижение уровня негативного воздействия на окружающую среду (критерий

определен по значениям таких факторов, как выбросы, сбросы загрязняющих веществ,

в расчете на единицу производимой продукции);

- применение ресурсо- и энергосберегающих методов и достижение высоких по-

казателей ресурсоэффективности (прежде всего энергоэффективности) производства,

определенных по потреблению энергии в расчете на единицу произведенной продукции;

- промышленное внедрение оборудования, технических способов, методов на

двух и более предприятиях;

- период внедрения (возможность последовательного улучшения показателей ре-

сурсоэффективности и экологической результативности путем внедрения технических

усовершенствований и процедур в рамках систем энергетического и экологического ме-

неджмента).

Также рассматривались системы экологического менеджмента, в рамках которых

осуществляются планирование, разработка программ повышения экологической резуль-

тативности (а также ресурсоэффективности) и их реализация.

Приведенные в разд. 8 описания НДТ включают методы, технические способы и

оборудование, способствующие снижению негативного воздействия на окружающую

среду и повышению ресурсо- и энергосбережения.

Раздел 8 Наилучшие доступные технологии

Настоящий раздел содержит перечень кратких описаний НДТ, внедрение которых

целесообразно и акутально при производстве неорганических химических веществ.

8.1 Системы экологического менеджмента

НДТ 1. Повышение экологической результативности (эффективности) путем внед-

рения и поддержания системы экологического менеджмента (СЭМ), соответствующей

требованиям ГОСТ Р ИСО 14001 ¹⁾или ISO 14001 ¹⁾, или применение инструментов

СЭМ.

8.2 Выбросы в атмосферу

НДТ 2. Минимизация выброса путем применения интенсивного абсорбционного

оборудования.

НДТ 3. Использование «сухих» методов очистки отходящих газов от пыли, приме-

нение циклонов и рукавных фильтров.

НДТ 4. Предотвращение или снижение неорганизованных выбросов загрязняю-

щих веществ в воздух путем соблюдения требований технологических регламентов и

режимов, а также надлежащего технического обслуживания оборудования.

НДТ 5. Мониторинг выбросов маркерных загрязняющих веществ в воздух в соот-

ветствии с установленными требованиями.

НДТ 6. Локальные системы аспирации от узлов пересыпок и транспортного обору-

дования.

НДТ 7. Очистка нитрозного газа методами конденсации, промывки, каталитиче-

ской очистки.

НДТ 8. Технология концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнима-

ющего вещества нитрата магния.

НДТ 9. Контроль, регулировка и автоматизация стадий технологического про-

цесса, влияющих на образование и выделение загрязняющих веществ (соотношение ре-

агентов, температура, кислотность и др.).

8.3 Оптимизация водопотребления и водоотведения

НДТ 10. Оптимизация процессов водопотребления и организация водооборотных

систем.

НДТ 11. Обеспечение надлежащей очистки сточных вод на собственных очистных

сооружениях.

НДТ 12. Сброс сточных вод в заводскую канализационную сеть с последующей

очисткой на собственных центральных очистных сооружениях.

8.4 Отходы

НДТ 13. Оптимизация системы обращения с отходами в соответствии с установ-

ленными требованиями.

¹⁾Соответствие системы менеджмента указанным стандартам не означает ее обязательную сер-

тификацию.

8.5 Потребление сырья

НДТ 14. Использование в качестве сырья отработанных катализаторов, уловлен-

ной пыли, шламов от зачистки оборудования.

8.6 Энергоэффективность

НДТ 15. Учет методов повышения энергоэффективности, изложенных в ИТС 48.

НДТ 16. Снижение потребления энергоресурсов (тепла или пара) путем использо-

вания вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и низкопотенциального пара.

НДТ 17. Переход на локальную систему обеспечения сжатым воздухом.

НДТ 18. Внедрение частотных регуляторов (насосы, дробилки, мешалки, вентиля-

торы, барабаны и т. д.).

8.7 Технологические показатели НДТ

Технологические показатели НДТ приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Технологические показатели НДТ

Технологический

Единица из-

Значение,

Продукт

показатель

мерения

не более

Для атмосферного воздуха

Азотная кислота концентрированная

Азота диоксид

кг/т

0,05

Трихлорсилан и

Тетрахлорсилан

1,37

тетрахлорсилан

Трихлорсилан

кг/т

0,56

Хлористый водород

2,94

Стронций азотнокислый

Азота диоксид

кг/т

0,0007

Пероксид водорода (изопропиловый

Спирт изопропиловый

кг/т

0,074

способ производства)

Ацетон

кг/т

0,095

Пероксид водорода (антрахиноновый

1, 3, 5-триметилбензол

кг/т

1,4

способ производства)

(мезитилен)

Для водных объектов

Азотная кислота концентрированная

Нитрат-анион

кг/т

1,73

Сульфат-анион (суль-

кг/т

0,32

фаты)

Трихлорсилан и

Хлорид-анион (хлориды)

кг/т

48,8

тетрахлорсилан

Пероксид водорода (изопропиловый

Ацетон

кг/т

0,6

способ производства)

Уксусная кислота

кг/т

0,7

Пероксид водорода (антрахиноновый

ХПК

кг/т

0,29

способ производства)

Водород (электролизом воды)

ХПК

кг/тыс. нм³

3,0

Раздел 9 Перспективные технологии

9.1 Перспективные направления в технологии производства

концентрированной азотной кислоты

Кроме технологий с использованием водоотнимающих веществ существует спо-

соб получения концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза, основан-

ный на взаимодействии жидкого тетраоксида азота с водой и кислородом при высоких

давлениях и повышенных температурах. Данный способ имеет совершенно иное аппа-

ратурное оформление и не может быть использован для модернизации существующих

установок получения концентрированной азотной кислоты.

9.2 Перспективные направления в технологии производства

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;

- хлорирование аморфного диоксида кремния в расплавленной среде хлоридов

калия и натрия в присутствии углерода с дальнейшей очисткой жидкого четыреххлори-

стого кремния от примесей.

9.3 Перспективные направления в технологии производства

азотнокислого стронция

Возможные альтернативные способы получения азотнокислого стронция вклю-

чают выделение осадка из азотнокислотной вытяжки, полученной при разложении фос-

фатного сырья, а также взаимодействие сульфата стронция с нитратом кальция с по-

следующим выделением нитрата.

9.4 Перспективные направления в технологии производства

пероксида водорода

Перспективные технологии производства пероксида водорода основаны на пря-

мом окислении водорода кислородом. В настоящее время развиваются три подхода к

реализации прямого синтеза H2O2: каталитическое окисление водорода, получение пе-

рекиси водорода в топливном элементе, плазмохимический метод.

Каталитическое окисление водорода проводят в органическом растворителе (как

правило, в метаноле) в присутствии неорганических кислот и катализаторов, содержа-

щих благородные металлы (Pd, Pt, Au). Данный метод удобен для получения перекиси

водорода непосредственно на месте потребления в небольших количествах. Основные

проблемы, которые предстоит решить для коммерческого внедрения процесса: низкие

концентрация продукта, селективность и скорость реакции; опасные рабочие условия;

высокое содержание кислоты.

В технологии получения перекиси водорода в щелочном топливном элементе ис-

пользуется реакционное устройство, состоящее из анода, ионообменной мембраны и

катода. Водород на аноде диссоциирует на ионы, которые проходят через мембрану и

на поверхности катода реагируют с адсорбированным кислородом с получением H2O2.

Преимущества способа получения перекиси водорода с использованием топливных эле-

ментов заключаются в повышенной безопасности и возможности выработки электро-

энергии [28].

Плазмохимический метод синтеза H2O2 осуществляют в устройстве, состоящем

из высоковольтного электрода, диэлектрика и заземляющего электрода. Когда напря-

женность электрического поля между электродами достигает определенного значения,

в реакторе возникает барьерный разряд, а газовая смесь H2/O2 превращается в плазму.

В плазме молекулы реагентов диссоциируют на активные радикалы, реагирующие друг

с другом с образованием H2O2. Исследования и разработки в области плазмохимиче-

ского метода синтеза пероксида водорода направлены на повышение селективности об-

разования H2O2 и безопасности осуществления процесса.

Заключительные положения и рекомендации

При подготовке справочника НДТ были использованы:

- ИТС НДТ 19-2016 «Производство твердых и других неорганических химических

веществ»;

- ИТС НДТ 33-2017 «Производство специальных неорганических химикатов»;

- ИТС НДТ 34-2017 «Производство прочих основных неорганических химических

веществ»;

- материалы, полученные от российских производителей неорганических химиче-

ских веществ.

Общее заключение, которое можно сделать в результате подготовки настоящего

справочника НДТ, состоит в том, что ведущие отечественные предприятия активно осу-

ществляют внедрение современных технологических процессов и оборудования, разра-

батывают и реализуют программы повышения энергоэффективности и экологической

безопасности производства, ресурсосбережения.

Приложение А

(обязательное)

Перечень маркерных веществ и технологических показателей

Таблица А.1 - Перечень маркерных веществ

Маркерные вещества

Наименование производства

в выбросах

в сбросах

Производство концентрированной

Азота диоксид

Нитрат-анион

азотной кислоты

Сульфат-анион (сульфаты)

Производство трихлорсилана и тет-

Тетрахлорсилан

Хлорид-анион (хлориды)

рахлорсилана

Трихлорсилан

Хлористый водород

Стронций азотнокислый

Азота диоксид

Производство пероксида водорода

Спирт изопропиловый

Ацетон

изопропиловым способом

Ацетон

Уксусная кислота

Производство пероксида водорода

1, 3, 5-триметилбензол

ХПК

антрахиноновым способом

(мезитилен)

Производство водорода электроли-

ХПК

зом воды

Таблица А.2 - Технологические показатели НДТ

Технологический

Единица

Значение,

Продукт

показатель

измерения

не более

Для атмосферного воздуха

Азотная кислота концентрированная

Азота диоксид

кг/т

0,05

Трихлорсилан и тетрахлорсилан

Тетрахлорсилан

1,37

Трихлорсилан

кг/т

0,56

Хлористый водород

2,94

Стронций азотнокислый

Азота диоксид

кг/т

0,0007

Пероксид водорода (изопропиловый способ

Спирт изопрописловый

кг/т

0,074

производства)

Ацетон

кг/т

0,095

Пероксид водорода (антрахиноновый спо-

1, 3, 5-Триметилбензол

кг/т

0,0009

соб производства)

(мезитилен)

Для водных объектов

Азотная кислота концентрированная

Нитрат-анион

кг/т

1,73

Сульфат-анион (суль-

кг/т

0,32

фаты)

Трихлорсилан и

Хлорид-анион (хло-

кг/т

48,8

тетрахлорсилан

риды)

Пероксид водорода (изопропиловый способ

Ацетон

кг/т

0,6

производства)

Уксусная кислота

кг/т

0,7

Пероксид водорода (антрахиноновый спо-

ХПК

кг/т

0,29

соб производства)

Водород (электролизом воды)

ХПК

кг/тыс. нм³

3,0

Приложение Б

(обязательное)

Перечень НДТ

Таблица Б.1 - Перечень НДТ

Номер НДТ

Наименование НДТ

Повышение экологической результативности (эффективности) путем

внедрения и поддержания системы экологического менеджмента (СЭМ),

НДТ 1

соответствующей требованиям ГОСТ Р ИСО 14001 ¹⁾или ISO 14001 ¹⁾,

или применение инструментов СЭМ

Минимизация выброса путем применения интенсивного абсорбционного

НДТ 2

оборудования

Использование «сухих» методов очистки отходящих газов от пыли, приме-

НДТ 3

нение циклонов и рукавных фильтров

Предотвращение или снижение неорганизованных выбросов загрязняю-

щих веществ в воздух путем соблюдения требований технологических ре-

НДТ 4

гламентов и режимов, а также надлежащего технического обслуживания

оборудования

Мониторинг выбросов маркерных загрязняющих веществ в воздух в соот-

НДТ 5

ветствии с установленными требованиями

Локальные системы аспирации от узлов пересыпок и транспортного обо-

НДТ 6

рудования

Очистка нитрозного газа методами конденсации, промывки, каталитиче-

НДТ 7

ской очистки

Технология концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнима-

НДТ 8

ющего вещества нитрата магния

Контроль, регулировка и автоматизация стадий технологического про-

НДТ 9

цесса, влияющих на образование и выделение загрязняющих веществ (со-

отношение реагентов, температура, кислотность и др.)

Оптимизация процессов водопотребления и организация водооборотных

НДТ 10

систем

Обеспечение надлежащей очистки сточных вод на собственных очистных

НДТ 11

сооружениях

Сброс сточных вод в заводскую канализационную сеть с последующей

НДТ 12

очисткой на собственных центральных очистных сооружениях

Оптимизация системы обращения с отходами в соответствии с установ-

НДТ 13

ленными требованиями

Использование в качестве сырья отработанных катализаторов, уловлен-

НДТ 14

ной пыли, шламов от зачистки оборудования

НДТ 15

Учет методов повышения энергоэффективности, изложенных в ИТС 48

¹⁾Соответствие системы менеджмента указанным стандартам не означает ее обязательную сер-

тификацию.

Приложение В

(обязательное)

Ресурсная и энергетическая эффективность

В.1 Краткая характеристика отрасли с точки зрения ресурсо- и

энергопотребления

Промышленность по производству неорганических химических веществ характе-

ризуется высоким энергопотреблением. При этом значительная часть от общего потреб-

ления энергетических ресурсов расходуется на производство.

В.2 Основные энерго- и ресурсоемкие технологические

процессы

Технологические процессы, связанные с производством концентрированной азот-

ной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция, пероксида во-

дорода, водорода электролизом воды, описаны в соответствующих разделах справоч-

ника НДТ.

В.3 Уровни потребления основных видов ресурсов и энергии

Информация об уровнях потребления основных видов ресурсов и энергии при

производстве концентрированной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана,

азотнокислого стронция, пероксида водорода и водорода электролизом воды приведена

в таблицах В.1 - В.6 соответственно.

Таблица В.1 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов при производстве кон-

центрированной азотной кислоты

Единицы изме-

Расход

Наименование

рения

минимальный

максимальный

Порошок магнезитовый каустический

т/т

(в пересчете на 100% MgO)

0,073

0,3

Кислота азотная неконцентрирован-

т мнг./т

ная

1,013

Вода обессоленная

м³/т

0,05

0,75

Натр едкий технический

кг/т

0,099

Аммиак газообразный

кг 100% NH3/т

2,1

Электроэнергия

кВт·ч/т

Природный газ

тыс. м³/т

0,0056

Пар

Гкал/т

1,23

2,1

Таблица В.2 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов при производстве кон-

центрированной трихлорсилана и тетрахлорсилана

Минимальный расход

Наименование

Единица из-

трихлорсилана

ресурса

мерения

тетрахлорсилана

технического марки В

Кислота соляная очищенная

кг/т

11490

12210

Кремний молотый марки 7010

кг/т

или

235

189

Кремний молотый марки КP-1

кг/т

или

235

189

Кремний молотый марки 7060

кг/т

или

235

189

Кремний молотый марки 4040

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 5003

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 5010

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 5040

кг/т

или

233

191

Кремний молотый марки 9010

кг/т

или

251

208

Кремний молотый марки

кг/т

10080 или

254

210

Кремний молотый марки КP-3

кг/т

или

254

211

Кремний молотый марки КP-0

кг/т

или

191

Кремний молотый марки КP-2

кг/т

251

Электроэнергия

МВт∙ч/т

0,1

Холод -20°С

Гкал/т

0,55775

0,30119

Пар - 13 атм

Гкал/т

1,8

2,7

Вода оборотная

тыс. м³/т

0,205

0,340

Таблица В.3 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов при производстве

азотнокислого стронция

Наименование

Расход

Единица измерения

ресурсов

Минимальный

Максимальный

Стронций углекислый

кг/т

770

Кислота азотная

кг/т

660

Вода дистиллирован-

кг/т

1450

ная

Теплоэнергия

Гкал/т

1,2

Электроэнергия

кВтч/т

353

Сжатый воздух

м³/т

450

Вода речная

м³/т

Таблица В.4 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов при производстве пе-

роксида водорода изопропиловым способом

Расход

Наименование

Единицы измерения

ресурсов

Минимальный

Максимальный

Изопропиловый спирт

кг/т

12,5

Водород

нм³/т

255

Фосфат натрия одно-

замещенный двувод-

кг/т

0,4

ный

Аммоний азотнокис-

кг/т

0,06

лый

Натрий оловяннокис-

кг/т

0,015

лый

Пар

Гкал/т

1,717

Холод минус 10°C

Гкал/т

0,092

Вода оборотная

м³/т

398

Таблица В.5 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов при производстве пе-

роксида водорода антрахиноновым способом

Наименование

Расход в пересчете на 100%

Единицы измерения

ресурсов

Водород

нм³/т

730

2-этилантрахинон

кг/т

0,9

(EAQ)

Технологический воз-

нм³/т

4100

дух

Ароматический рас-

творитель (Solvesso

кг/т

1,0

150ND)

Тетрабутилмочевина

кг/т

0,5

Триоктилфосфат

кг/т

0,2

Катализатор

кг/т

0,02

Ортофосфорная кис-

кг/т

0,3

лота

Стабилизатор

кг/т

1,3

Деминерализованная

м³/т

4,1

вода

Производственный

кг/т

900 + 1750 (на концентрирование)

пар

Электроэнергия

кВт·ч/т

7775

Воздух КИП

нм³/т

70,0

Азот

нм³/т

25,0

Оборотная вода, Δt

м³/т

490,0

8 °C

Захоложенная вода,

м³/т

48,0

Δt 5 °C

Таблица В.6 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов при производстве во-

дорода электролизом воды

Расход

Наименование ресурсов

Единицы измерения

минимальный

максимальный

Конденсат паровой

кг/тыс. нм³

866,94

Вода речная

кг/тыс. нм³

2700

0,421

Калия гидроокись

кг/тыс. нм³

1,05

Калия бихромат

кг/тыс. нм³

0,016

Цеолит NaА

кг/тыс. нм³

0,341

Катализатор АП

кг/тыс. нм³

0,011

Электроэнергия

кВт·ч/ тыс. нм³

3263

5450

Теплоэнергия (водяной пар)

Гкал/ тыс. нм³

0,406

Вода оборотная

м³/ тыс. нм³

360

В.4 Наилучшие доступные технологии, направленные на

повышение энергоэффективности, оптимизацию и сокращение

ресурсопотребления

Таблица В.7 - Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энер-

гоэффективности, оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

Номер НДТ

Наименование НДТ

НДТ 15

Учет методов повышения энергоэффективности, изложенных в ИТС 48

НДТ 16

Снижение потребления энергоресурсов (тепла или пара) путем использо-

вания вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и низкопотенци-

ального пара

НДТ 17

Переход на локальную систему обеспечения сжатым воздухом

НДТ 18

Внедрение частотных регуляторов (насосы, дробилки, мешалки, венти-

ляторы, барабаны и т. д.)

В.5 Целевые

показатели

ресурсной

энергетической

эффективности

Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности при производ-

стве концентрированной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотно-

кислого стронция, пероксида водорода и водорода электролизом воды приведены в таб-

лицах В.8 - В.13 соответственно.

Таблица В.8 - Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности при

производстве концентрированной азотной кислоты

Значение

Наименование ресурсов

Единицы измерения

Минимальное

Максимальное

Порошок магнезитовый

каустический (в пере-

т/т

0,3

счете на 100% MgO)

Кислота азотная некон-

т мнг. /т

1,013

центрированная

Вода обессоленная

м³/т

0,75

Электроэнергия

кВт·ч/т

Природный газ

тыс. м³/т

0,0056

Пар

Гкал/т

2,1

Таблица В.9 - Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности при

производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана

Минимальное значение

Наименование ресур-

Единицы измерения

трихлорсилана

тетрахлорси-

сов

технического марки В

лана

Кислота соляная очи-

щенная

кг/т

11 490

12 210

Кремний молотый

кг/т

254

211

Электроэнергия

МВт∙ч/т

0,1

Холод -20°С

Гкал/т

0,55775

0,30119

Пар - 13 атм

Гкал/т

1,8

2,7

Вода оборотная

тыс. м³/т

0,205

0,340

Таблица В.10 - Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности при

производстве азотнокислого стронция

Наименование

Значение

Единица измерения

ресурсов

Минимальное

Максимальное

Стронций углекислый

кг/т

770

Кислота азотная

кг/т

660

Вода дистиллирован-

кг/т

1450

ная

Теплоэнергия

Гкал/т

1,2

Электроэнергия

кВтч/т

353

Сжатый воздух

м³/т

450

Таблица В.11 - Целевые показатели потребления сырья и энергоресурсов при произ-

водстве пероксида водорода изопропиловым способом

Наименование

Значение

Единицы измерения

ресурсов

Минимальное

Максимальное

Изопропиловый спирт

кг/т

12,5

Водород

нм³/т

255

Пар

Гкал/т

1,717

Вода оборотная

м³/т

398

Таблица В.12 - Целевые показатели потребления сырья и энергоресурсов при произ-

водстве пероксида водорода антрахиноновым способом

Наименование ресур-

Единицы измерения

Значение в пересчете на 100%

сов

Водород

нм³/т

730

2-этилантрахинон

кг/т

0,9

(EAQ)

Производственный

кг/т

2650

пар

Электроэнергия

кВт·ч/т

7775

Таблица В.13 - Целевые показатели потребления сырья и энергоресурсов при произ-

водстве водорода электролизом воды

Значение

Наименование ресурсов

Единицы измерения

минимальное

максимальное

Конденсат паровой

кг/тыс. нм³

866,94

Вода речная

кг/тыс. нм³

2700

Калия гидроокись

кг/тыс. нм³

0,421

Электроэнергия

кВт·ч/ тыс. нм³

5450

Теплоэнергия (водяной пар)

Гкал/ тыс. нм³

0,406

Приложение Г

(обязательное)

Заключение по наилучшим доступным технологиям

Область применения

Настоящее Заключение НДТ распространяется на следующие основные виды де-

ятельности:

- производство концентрированной азотной кислоты;

- производство трихлорсилана и тетрахлорсилана;

- производство азотнокислого стронция;

- производство пероксида водорода;

- производство водорода электролизом воды.

Заключение НДТ также распространяется на технологические процессы, связан-

ные с основными видами деятельности, которые могут оказать или оказывают влияние

на количество (массы) эмиссий в окружающую среду или на масштабы загрязнения окру-

жающей среды:

- хранение и подготовка сырья;

- производственные процессы;

- методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

- упаковка и хранение продукции.

Дополнительные виды деятельности и соответствующие им справочники НДТ

приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1 - Дополнительные виды деятельности и соответствующие им справочники

НДТ

Вид деятельности

Соответствующий справочник НДТ

Добыча сырья

ИТС 16-2016 «Горнодобывающая промышленность. Общие

процессы и методы»

Очистка выбросов вредных (за-

ИТС 22-2016 «Очистка выбросов вредных (загрязняющих)

грязняющих) веществ в атмо-

веществ в атмосферный воздух при производстве продукции

сферный воздух

(товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на

крупных предприятиях»

Очистка и утилизация сточных

ИТС 8-2015 «Очистка сточных вод при производстве про-

вод

дукции (товаров) выполнении работ и оказании услуг на круп-

ных предприятиях»

Утилизация и обезвреживание

ИТС 15-2016 «Утилизация и обезвреживание отходов

отходов

(кроме обезвреживания термическим способом (сжигание от-

ходов))»

Размещение отходов

ИТС 17-2016 «Размещение отходов производства и потреб-

ления»

Окончание таблицы Г.1

Вид деятельности

Соответствующий справочник НДТ

Хранение и складирование то-

ИТС 46-2019 «Сокращение выбросов загрязняющих ве-

варов (материалов)

ществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и скла-

дировании товаров (грузов)»

Системы охлаждения

ИТС 20-2016 «Промышленные системы охлаждения»

Использование энергии и энер-

ИТС 48-2017 «Повышение энергетической эффективности

горесурсов

при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельно-

сти»

Обращение со сточными во-

ИТС 47-2017 «Системы обработки (обращения) со сточ-

дами и выбросами

ными водами и отходящими газами в химической промыш-

ленности»

Осуществление производствен-

ИТС 22.1-2016 «Общие принципы производственного эко-

ного экологического контроля

логического контроля и его метрологического обеспечения»

Сфера распространения настоящего Заключения НДТ приведена в таблице Г.2.

Таблица Г.2 - Сфера распространения

Наименование продукции по ОК

Наименование вида дея-

ОКПД 2

ОКВЭД 2

034-2014 (ОКПД 2)

тельности по ОКВЭД 2

Производство промышлен-

20.11

ных газов

20.11.11.110

Водород

Производство прочих ос-

20.13

новных неорганических хи-

мических веществ

20.13.42.150

Нитраты (кроме калия)

20.13.62.190

Соли неорганических кислот или пе-

роксикислот прочие

20.13.63.000

Пероксид водорода (перекись водо-

рода)

Производство удобрений и

20.15

азотных соединений

Производство азотных кис-

20.15.1

лот, сульфоазотных кислот,

аммиака

20.15.10.110

Кислота азотная

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие процессы получе-

ния водорода:

- метод электролиза воды.

Г.1 Наилучшие доступные технологии

НДТ 1. Повышение экологической результативности (эффективности) путем внед-

рения и поддержания системы экологического менеджмента (СЭМ), соответствующей

требованиям ГОСТ Р ИСО 14001 ¹⁾или ISO 14001 ¹⁾, или применение инструментов

СЭМ.

НДТ 2. Минимизация выброса путем применения интенсивного абсорбционного

оборудования.

НДТ 3. Использование «сухих» методов очистки отходящих газов от пыли, приме-

нение циклонов и рукавных фильтров.

НДТ 4. Предотвращение или снижение неорганизованных выбросов загрязняю-

щих веществ в воздух путем соблюдения требований технологических регламентов и

режимов, а также надлежащего технического обслуживания оборудования.

НДТ 5. Мониторинг выбросов маркерных загрязняющих веществ в воздух в соот-

ветствии с установленными требованиями.

НДТ 6. Локальные системы аспирации от узлов пересыпок и транспортного обору-

дования.

НДТ 7. Очистка нитрозного газа методами конденсации, промывки, каталитиче-

ской очистки.

НДТ 8. Технология концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнима-

ющего вещества нитрата магния.

НДТ 9. Контроль, регулировка и автоматизация стадий технологического про-

цесса, влияющих на образование и выделение загрязняющих веществ (соотношение ре-

агентов, температура, кислотность и др.).

НДТ 10. Оптимизация процессов водопотребления и организация водооборотных

систем.

НДТ 11. Обеспечение надлежащей очистки сточных вод на собственных очистных

сооружениях.

НДТ 12. Сброс сточных вод в заводскую канализационную сеть с последующей

очисткой на собственных центральных очистных сооружениях.

НДТ 13. Оптимизация системы обращения с отходами в соответствии с установ-

ленными требованиями.

НДТ 14. Использование в качестве сырья отработанных катализаторов, уловлен-

ной пыли, шламов от зачистки оборудования.

НДТ 15. Учет методов повышения энергоэффективности, изложенных в ИТС 48.

НДТ 16. Снижение потребления энергоресурсов (тепла или пара) путем использо-

вания вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и низкопотенциального пара.

НДТ 17. Переход на локальную систему обеспечения сжатым воздухом.

НДТ 18. Внедрение частотных регуляторов (насосы, дробилки, мешалки, вентиля-

торы, барабаны и т. д.).

¹⁾Соответствие системы менеджмента указанным стандартам не означает ее обязательную сер-

тификацию.

Г.2 Производственно-экологический контроль

Таблица Г.3 - Методы контроля технологических показателей для выбросов

Метод контроля

(непрерывный с примене-

Измеряемые показатели

нием систем автоматиче-

Метод измерения

ского контроля, периодиче-

ский, расчетный метод)

Фотометрический

В соответствии с програм-

Фотоколориметрический

NO2

мой производственного эко-

Ионная хроматография

логического контроля

Газохроматографический

Линейно-колористический

В соответствии с програм-

НCl

мой производственного эко-

Фотометрический

логического контроля

Спирт изопропиловый

В соответствии с програм-

Ионная хроматография

мой производственного эко-

Газохроматографический

логического контроля

Ацетон

В соответствии с програм-

Ионная хроматография

мой производственного эко-

Газохроматографический

логического контроля

1, 3, 5-триметилбензол

В соответствии с програм-

(мезитилен)

мой производственного эко-

Газохроматографический

логического контроля

Таблица Г.4 - Методы контроля технологических показателей для сбросов

Метод контроля

(непрерывный с примене-

Измеряемые показатели

нием систем автоматиче-

Метод измерения

ского контроля, периодиче-

ский, расчетный метод)

Нитрат-анион

В соответствии с програм-

Фотометрический

мой производственного эко-

Фотоколориметрический

логического контроля

Ионная хроматография

Сульфат-анион (суль-

В соответствии с програм-

Фотометрический

фаты)

мой производственного эко-

Потенциометрический

логического контроля

Ионная хроматография

Хлорид-анион (хло-

Ионная хроматография

В соответствии с програм-

риды)

Фотометрический

мой производственного эко-

Титриметрический (меркуриметри-

логического контроля

ческий)

Ацетон

В соответствии с програм-

мой производственного эко-

Газохроматографический

логического контроля

ХПК

В соответствии с програм-

Титриметрический (бихроматный)

мой производственного эко-

Фотометрический

логического контроля

Спектрофотометрический

Библиография

О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии,

а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических

справочников по наилучшим доступным технологиям: Постановление Правитель-

ства РФ от 23 декабря 2014 г. № 1458 (с изм. и доп.).

Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10 января 2002 года № 7-

ФЗ.

Об утверждении методических рекомендаций по определению технологии в каче-

стве наилучшей доступной технологии: Приказ Минпромторга России от 23 авгу-

ста 2019 г. № 3134.

Об утверждении перечня загрязняющих веществ, в отношении которых применя-

ются меры государственного регулирования в области охраны окружающей

среды: Распоряжение Правительства РФ от 8 июля 2015 г. № 1316-р (с изм. и

доп.).

Об утверждении перечня областей применения наилучших доступных технологий:

Распоряжение Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 года

№ 2674-р (с изм. на 24 мая 2018 г.).

Об утверждении Порядка сбора и обработки данных, необходимых для разра-

ботки и актуализации информационно-технических справочников по наилучшим

доступным технологиям: Приказ Минпромторга России от 18 декабря 2019 г.

№ 4841.

Об утверждении поэтапного графика актуализации информационно-технических

справочников по наилучшим доступным технологиям: Распоряжение Правитель-

ства РФ от 30 апреля 2019 г. № 866-р.

ГОСТ Р 113.00.03-2019 Наилучшие доступные технологии. Структура информаци-

онно-технического справочника.

ГОСТ Р 113.00.04-2020 Наилучшие доступные технологии. Формат описания тех-

нологий.

10.

ГОСТ Р 56828.15-2016 Наилучшие доступные технологии. Термины и определе-

ния.

11.

European Commission. Reference Document on Best Available Techniques for the

Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals - Solids and Others Industry. August

2007.

12.

Общероссийский классификатор видов экономической деятельности. ОК 029-

2014 (КДЕС ред. 2). Утвержден Приказом Росстандарта от 31.01.2014 № 14-ст

(ред. от 07.10.2016).

13.

Общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельно-

сти. ОК 034-2014 (КПЕС 2008): утв. Приказом Росстандарта от 31.01.2014 г.

№ 14-ст (ред. от 07.10.2016).

14.

Российский статистический ежегодник. 2019: Стат.сб. / Росстат. - М.,

2019. -

708 с.

15.

Богуславский, И. М. В кн.: Исследования по химии и технологии удобрений, пести-

цидов, солей / И. М. Богуславский и др. - М.: Наука, 1968. - С. 231-245.

16.

Зарецкий, С. А. Электрохимическая технология неорганических веществ и хими-

ческие источники тока / С. А. Зарецкий, В. Н. Сучков, П. Б. Животинский. - М.:

Высш. школа, 1980. - 423 с.: ил.

17.

ГОСТ 177-88 Водорода перекись. Технические условия.

18.

ОСТ 301-02-205-99 Водорода пероксид. Технические условия.

19.

ТУ 2123-533-05763441-2011 Водорода пероксид. Технические условия.

20.

ГОСТ Р 50632-93 Водорода пероксид высококонцентрированный. Технические

условия.

21.

Jennifer K. Edwards et al. Advances in the direct synthesis of hydrogen peroxide from

hydrogen and oxygen // Catalysis Today, 2015, 248, pp. 3-9.

22.

Ichiro Yamanaka et al. Study of Direct Synthesis of Hydrogen Peroxide Acid Solutions

at a Heat-Treated MnCl-Porphyrin / Activated Carbon Cathode from H2 and O2 // J.

Phys. Chem. C, 2012, 116 (7), pp. 4572-4583.

23.

Yanhui Yi et al. Continuous and scale-up synthesis of high purity H2O2 by safe gas-

phase H2/O2 plasma reaction // AIChE J., 2014, 60, pp. 415-419.

24.

Кнунянц, И. Л. и др. // Химическая энциклопедия. В 5 т. - Т. 2. - М.: Советская эн-

циклопедия, 1990. - 623 с.

25.

ГОСТ 2820-73 Стронций азотнокислый. Технические условия.

26.

Патент РФ 2024434. Способ выделения осадка нитрата стронция из азотнокислой

вытяжки.

27.

Патент US 4337233. Preparation of strontium nitrate from celestite and calcium nitrate.