ИТС 31-2017
Производство продукции тонкого органического синтеза

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ИНФОРМАЦИОННОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ ТОНКОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Москва Бюро НДТ 2017

ИТС 31—2017

Содержание

Введение................................................................................................................................V

Предисловие.........................................................................................................................VI

Область применения.............................................................................................................1

Раздел 1. Общая информация об отрасли по производству продукции

тонкого органического синтеза.............................................................................................4

Раздел 2. Описание технологий получения продукции тонкого

органического синтеза...........................................................................................................9

2.1    Моноалкилфенол........................................................................................................9

2.2    а-Олефины................................................................................................................10

2.3    Диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ)....................................................................12

2.4    Дициклопентадиен....................................................................................................13

2.5    Неодеканоат неодима..............................................................................................13

2.6    Оксиэтилированные алкилфенолы.........................................................................15

2.7    Очищенный гексановый растворитель...................................................................16

2.8    Полиэтиленгликоли..................................................................................................18

2.9    Пропиленгликоль......................................................................................................19

2.10    Триизобутилалюминий...........................................................................................21

2.11    Тримеры и тетрамеры пропилена.........................................................................22

2.12    Триэтилалюминий..................................................................................................23

2.12.1    Производство триэтилалюминия из ТИБА...................................................23

2.12.2    Производство триэтилалюминия из этилена...............................................23

2.13    Этилалюминийсесквихлорид.................................................................................24

2.14    Этилцеллозольв.....................................................................................................25

2.15    Пара-третичный бутилфенол (ПТБФ)...................................................................26

2.16    Бутилацетат............................................................................................................27

2.17    Ацетальдегид..........................................................................................................29

2.18    Ацетилен.................................................................................................................31

2.19    Винилацетат............................................................................................................34

2.20    Метилацетат...........................................................................................................36

2.21    Метанол...................................................................................................................38

2.22    Бутанол...................................................................................................................39

2.23    Поливиниловый спирт............................................................................................41

2.24    Уксусная кислота....................................................................................................42

2.25    Меламин..................................................................................................................46

2.26    Терефталоилхлорид..............................................................................................48

2.27    Простые полиэфиры..............................................................................................49

2.28    Противоизносная присадка для дизельного топлива..........................................54

2.29    Депрессорные присадки.........................................................................................54

2.30    Хлороформ.............................................................................................................54

2.31    Хладоны и мономеры на их основе......................................................................55

2.32    Синтанолы..............................................................................................................57

II

Раздел 1. Общая информация об отрасли по производству продукции тонкого органического синтеза

Малотоннажная химия занимает важное место в структуре мировой химической индустрии. В странах Евросоюза доля высокотехнологичной малотоннажной химической и нефтехимической продукции превышает 30 % отраслевого выпуска. В Российской Федерации доля малотоннажной химии в химическом производстве в настоящее время невелика и не превышает 5 %.

В промышленности малотоннажной химии в качестве сырья используются органические вещества, как правило, сложного строения, и относящиеся к продуктам основного органического и нефтехимического синтеза.

Для производств малотоннажной химии характерны многостадийность, сравнительно высокие энерго- и трудозатраты, связанные с низким съемом продукции с единицы реакционного объема аппаратов, значительные количества побочных веществ и отходов, а также определенные трудности с утилизацией или переработкой этих отходов. При расширении таких производств достаточно часто возникают проблемы, связанные с масштабным переходом.

Эффективность процессов тонкого органического синтеза повышается главным образом с помощью использования гибких блочно-модульных схем, автоматических систем управления, привлечения методов биотехнологии (для получения полупродуктов и утилизации отходов), лазерной химии и других современных методов физикохимического воздействия на химические реакции.

Основными продуктами малотоннажного органического синтеза, которые в отечественной научно-технической литературе называют еще продуктами тонкого органического синтеза, являются красители, лекарственные препараты, пестициды, текстильно-вспомогательные и душистые вещества, химикаты — добавки для полимерных материалов и смол, присадки к моторным топливам, кормовые добавки, дезинфицирующие средства, химические реактивы, селективные растворители, катализаторы, прекурсоры и т. п. Рассматривая номенклатуру малотоннажных органических веществ, следует отметить, что в ряде случаев эти продукты производятся как сырье для синтеза более сложных веществ тонкого органического синтеза, хотя одновременно могут использоваться в качестве целевых товарных продуктов.

Среди продуктов малотоннажного органического синтеза отдельно следует отметить сегмент композиционных материалов, которые используются практически во всех областях — от авиации и космоса до выпуска потребительских товаров. К сожалению, лишь по выпуску стеклопластиков наша страна занимает лидирующие позиции, а ситуация с остальными видами композитов достаточно печальна. Большие проблемы также связаны с углепластиками, хотя до распада СССР страна занимала в этой области лидирующие позиции.

Технологии получения малотоннажных органических веществ, как правило, являются сложными многостадийными процессами с использованием нетрадиционных подходов и методов, требующих иногда сложного нестандартного аппаратурного

ИТС 31—2017

оформления. Хотя достаточно большая группа малотоннажных органических продуктов производится по простым, общеизвестным технологиям.

По принятой в настоящее время номенклатуре, к веществам малотоннажной химии отнесена большая группа сырьевых продуктов, которые являются исходными веществами для синтеза других веществ тонкого органического синтеза или используются при таких синтезах в качестве растворителей, экстрагентов и других вспомогательных веществ.

Одним из наиболее крупнотоннажных и давно используемых продуктов является ацетилен, получаемый пиролизом различных углеводородов или карбидным методом. Области применения ацетилена очень широки: он используется в производстве взрывчатых веществ (ацетилениды), для получения уксусной кислоты, этилового спирта, растворителей, пластических масс, каучука, ароматических углеводородов, а также технического углерода. Известно использование ацетилена вместе с аммиаком в ракетных двигателях.

К крупным сырьевым веществам тонкого органического синтеза относиться ацетальдегид. Его глобальное производство в мире превышает 1 млн т. Основным способом получения ацетальдегида является окисление этилена (процесс Вакера). Кроме того, ацетальдегид получают гидратацией ацетилена (реакции Кучерова) или дегидрированием этилового спирта.

Применяют уксусный альдегид для получения уксусной кислоты, бутадиена, некоторых органических веществ, альдегидных полимеров. Он — важный прекурсор к пиридиновым производным, пентаэритролу и кротональдегиду. Мочевина и ацетальдегид конденсируются, образуя смолы. Уксусный ангидрид реагирует с ацетальдегидом, давая этилидендиацетат, из которого получают винилацетат — мономер поливинилацетата.

К продуктам малотоннажной химии относятся средства защиты растений (гербициды), стимуляторы роста и т. п. Алкилфенолы, которые сами относятся к продуктам малой химии, используются в качестве сырья для производства упомянутых выше веществ.

К группе сырьевых продуктов малотоннажной химии относятся: а-олефины (прекурсоры в производстве детергентов, синтетических смазок, пластификаторов), бутиловый эфир акриловой кислоты (для получения акриловых эмульсий полибутил- и по-лиметилакриловых), меламин (сырье для смол и дубильных веществ), пара-третичный бутилфенол (синтеза фенольных смол) и терефталоилхлорид (сырье для полиамидных волокон и полиарилатов).

Хотя ацетон и отнесен к группе продуктов малотоннажной химии, его мировое производство составляет более 7 млн т в год и устойчиво растет.

В промышленности ацетон получается напрямую или косвенно из пропена. Основную часть ацетона получают как сопродукт при производстве фенола кумольным методом при алкилировании бензола пропиленом. Кроме того, ацетон производят из изопропанола окислением в паровой фазе при температурах 450 °С — 650 °С на катализаторе. Еще одним способом является прямое окисление пропена в жидкой фазе в присутствии PdCl2 в среде растворов солей Pd, Си, Fe при температуре 50 °С — 120 °С и давлении 50-100 атм.

Ацетон применяется как сырье для синтеза многих важных химических продуктов, таких как уксусный ангидрид, кетен, диацетоновый спирт, окись мезитила, метили-

5

зобутилкетон, метилметакрилат, дифенилпропан, изофорон, бисфенол А и т. д. Ацетон также является популярным растворителем, значительно превосходящим в плане безопасности уайт-спирит, скипидар и отчасти керосин. Он используется как растворитель в производстве лаков, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов и т. п. Ацетон используется также при экстракции многих растительных веществ, служит сырьем для синтеза уксусного ангидрида, кетена, диацетонового спирта и многих других соединений.

Кроме ацетона, к группе специфических растворителей относятся и другие вещества тонкого органического синтеза: бутилацетат и метилацетат, спирт бутиловый, этилкарбитол и этилцелллозольв.

Винилацетат — органическое соединение класса сложных эфиров, используется в органическом синтезе для введения винильной группы и как мономер для получения поливинилацетата и сополимеров.

Технологии сегодняшнего дня требуют форсированных двигателей с большой степенью сжатия, работающих на высоких оборотах. Бензин для таких моторов должен обладать максимальным уровнем защиты от детонационного (взрывного) сгорания. Октановое число и есть тот параметр топлива, который показывает степень этой защиты.

Высокооктановые бензины производятся из низкооктановых исключиельно с помощью присадок — антидетонаторов. N-метиланилин используется в производстве автомобильных бензинов с целью повышения их детонационной стойкости, а также является основным компонентом многофункциональных октаноповышающих добавок к автомобильным бензинам

Алкилфенолы, содержащие в молекуле алкильные группы, также относятся к продуктам малотоннажной химии. Из моноалкилфенолов наибольший интерес представляет пара-третичный бутилфенол (ПТБФ), получаемый алкилированием фенола изобутиленом. При добавлении его к фенолу, подвергаемому поликонденсации с формальдегидом, получают маслорастворимые полимеры, применяемые как пленкообразующие в лакокрасочной промышленности.

По бактерицидному и дезинфицирующему действию n-трет-бутил- и п-трет-амилфенолы, а также алкилфенолы, содержащие более длинные алкильные группы, превосходят фенол, крезолы и ксиленолы. На основе алкилфенолов производят стимуляторы роста растений, гербициды (алкил- и арилфеноксиуксусные кислоты) и душистые вещества.

Продукты малотоннажной химии находят широкое применение при производстве полимеров как в качестве пластификаторов (диалкилфталат-789, диактилфталат и др.), так и в качестве сырья для производства сополимеров (а-олефины).

Развитие интенсивного животноводства требует использования высокоэффективных кормовых добавок, которые также обеспечиваются технологиями тонкого органического синтеза. К таким веществам относятся меламин и метионин, производимые на предприятиях страны.

Традиционными потребителями малотоннажных продуктов являются обогатительные фабрики и ГОКи, широко применяющие реагенты для флотации, например ксантогенат калия бутиловый, использующиеся при обогащении флотацией сульфидных руд для получении свинца из буланжерита.

ИТС 31—2017

Металлорганические соединения, получаемые на установках малой химии, используются в качестве высокоэффективных и селективных катализаторов. К таким соединениям относятся соединения неодима и этилалюминийсесквихлорид.

Эмульгаторы (оксиэтилированные алкилфенолы), поверхностно-активные вещества (сульфанол), загустители (поливиниловый спирт), антифризы (полиэтиленгликоль и этилцелллозольв), пироформный воспламенитель (триэтилалюминий) подтверждают тот тезис, что продукты малотоннажной химии имеют очень широкий диапазон использования в различных отраслях промышленности.

Анализ приоритетных проблем отрасли

Развитие производства малотоннажной химии в СССР во многом стимулировалось потребностями военно-промышленного комплекса (ВПК). Сначала 1980-х гг. при планировании разработок и производств данное направление было выделено в отдельный целевой блок. В стране составлялся список остродефицитных химических соединений и материалов, создать или развить производства которых требовалось в первую очередь. Выбор приоритетных химических продуктов осуществлялся на основе анализа зарубежного опыта химизации ВПК. Это позволяло своевременно корректировать упомянутый список. Новый список мог включать как новые продукты, так и продукты из предыдущих списков, производства которых нужно было расширить или развить в отношении качества.

Однако развитию малотоннажных химических производств в Российской Федерации в постсоветский период практически не уделялось внимания. В результате значительное число предприятий и производств по выпуску малотоннажной химической продукции, созданных на территории России в советский период, прекратило свое существование. Эти малотоннажные химические производства нуждались в коренной реконструкции и техперевооружении для сохранения своей конкурентоспособности, однако собственники предприятий, в том числе и крупные компании, предпочитали закрывать эти производства и направлять инвестиции в проекты по созданию предприятий крупнотоннажной химии, позволяющие реализовывать товары на внешнем рынке. В результате объем выпуска продукции малотоннажной химии в Российской Федерации упал в десятки раз, и основная часть потребностей в этой продукции стала удовлетворяться за счет импорта (по различным группам товаров малотоннажной химии — от 70 % до 100 %).

В последние годы возникла реальная угроза, связанная с возможным прекращением поставок в Россию химических веществ, используемых в различных отраслях промышленности (как в гражданских отраслях, так и в оборонном комплексе), обеспечивающих безопасность нашей страны.

В связи с этим проблема импортозамещения должна стать одной из ключевых в промышленной политике государства.

Остродефицитные продукты малотоннажной химии можно разделить на несколько групп. Это малотоннажные неорганические и органические продукты, химикаты-добавки для производства полимерных материалов (для переработки пластмасс и каучуков) и малотоннажные полимеры различного назначения. Один из важных малотоннажных неорганических продуктов, производство которого в Российской Федерации отсутствует, — это перманганат калия, используемый в медицине, химической про-

7

мышленности и в производстве взрывчатых веществ. В России не вырабатывается также полифосфат аммония, используемый в качестве антипирена в производстве огнезащитных красок. К этой же группе продуктов нужно отнести бензоат натрия, используемый главным образом в качестве консерванта для напитков и парфюмернокосметических товаров.

Одной из важнейших подотраслей малотоннажной химии является производство химикатов-добавок, используемых при переработке пластмасс и каучуков. К этой же группе веществ следует отнести группу химикатов-добавок, являющихся антиоксидантами для синтетических каучуков на основе производных парафенилендиамина, используемых главным образом в шинной промышленности (ИППД, 6ППД и др.); ускорители вулканизации; комплексные стабилизаторы для пластмасс и каучуков; порообра-зователи на основе азосоединений; перекисные инициаторы полимеризации на основе пероксидов спиртов, простых эфиров и кетонов и многое другое.

В последние годы объемы производства малотоннажных веществ сокращаются, а лавина импорта растет. После вступления в ВТО Россия оказалась абсолютно неконкурентоспособной — цены на электроэнергию сравнялись с европейскими, а стоимость коммунальных услуг (тепло, вода ит. д.)— уже превысила. Дешевой и квалифицированной рабочей силы тоже нет, поскольку по размеру средней зарплаты РФ обогнала страны Восточной Европы.

Кроме приведенного выше, отсутствие производств малотоннажной химии в России имеет еще один очень существенный недостаток: малотоннажный химический контрафакт на российском рынке процветает.

Одной из проблем малотоннажной химии является то, что она очень часто является неокупаемой. Как самостоятельный бизнес, выпуск одного-трех или даже десяти наименований химической продукции нерентабелен. Надо, чтобы было как минимум 200-300 наименований, что под силу только крупным специализированным предприятиям.

Охрана окружающей среды

Промышленность, выпускающая продукты малотоннажной химии по большому счету в стране отсутствует и должна быть создана практически заново.

При создании современных универсальных и гибких технологий выпуска веществ тонкого органического комплекса должны быть разработаны Исходные данные для проектирования этих промышленных производств, в которых естественно будут решены все экологические вопросы. Сегодня невозможно построить химическое производство без прохождения Государственной технической и экологической экспертиз. Таким образом, развитие промышленности тонкого органического синтеза не будет сопряжено с нарушением экологических норм.

8

ИТС 31—2017

Раздел 2. Описание технологий получения продукции тонкого органического синтеза

Данный раздел справочника НДТ включает краткие описания технологических процессов получения продукции тонкого органического синтеза на основе данных представленных компаниями-производителями в ходе анкетирования: моноалкилфе-нола, а-олефинов, диизобутилалюминийгидрида, дициклопентадиена, неодеканоата неодима, оксиэтилированных алкилфенолов, очищенного гексанового растворителя, полиэтиленгликолей, пропиленгликоля, простых полиэфиров, триизобутилалюминия, тримеров и тетрамеров пропилена, триэтилалюминия, этилалюминийсесквихлорида, этилцеллозольва, пара-третичного бутилфенола, бутилацетата, ацетальдегида, ацетилена, винилацетата, метилацетата, метанола, бутанола, поливинилового спирта, уксусной кислоты, меламина, терефталоилхлорида, простых полиэфиров, противоизнос-ных присадков для дизельного топлива, депрессорных присадкок, хлороформа, хладонов и мономеров на основе хладонов, синтанолов, сульфированных продуктов и совместного получения полиэтиленгликолей и метоксиполиэтиленгликолей. Данный раздел не включает описание ряда веществ, входящих в утвержденную область применения справочника НДТ ИТС 31—2017 «Производство продукции тонкого органического синтеза», так как по этим веществам не была предоставлена информация.

2.1 Моноалкилфенол

Сырье для процесса: фенол, тримеры пропилена.

Целевой продукт: моноалкилфенол.

Побочные продукты: нет.

Катализатор: ионообменная смола.

Химическая реакция:

Краткое описание технологического процесса:

Производство предназначено для получения алкилфенолов методом каталитического алкилирования фенола тримерами пропилена. Принципиальная технологическая схема представлена на рисунке 2.1. Алкилирование проводится в двух последовательно включенных реакторах Р-1/А, В с неподвижным слоем катализатора при температуре 80 °С — 125 °С и давлении 4-5 кг/см². Реакция алкилирования фенола тримерами пропилена и олефинами производится в жидкой фазе в присутствии катализатора — ионообменной смолы. Алкилат из последнего по ходу реактора подается на ректификацию в узел перегонки для выделения товарного алкилфенола. Для снижения вредного воздействия на окружающую среду, на производстве имеется установка термического обезвреживания отходов — печь для сжигания жидких отходов.

9

Товарные алкилфенолы н

Рисунок 2.1 — Принципиальная технологическая схема получения моноалкилфенола

2.2 а-Олефины

2.2.1 Производство а-олефинов

Сырье для процесса: этилен.

Целевой продукт: индивидуальные фракции а-олефинов С4, Сб, Се, Сю, Сю — Си, Сю+.

Побочные продукты: нет.

Катализатор: катализатор циркониевый, ЭАСХ.

Химическая реакция:

_Н2С=_СН2 катализатор^ _Н2С=СН

(СН₂)_ПСН₃ n = 1, 3, 5, 7, 9-11, 13-15

Краткое описание технологического процесса:

Получение а-олефинов основано на процессе олигомеризации этилена в присутствии катализатора. Принципиальная технологическая схема процесса представлена на рисунке 2.2. Олигомеризацией этилена получают реакционную массу (олигомери-зат), которую после водно-щелочной отмывки подвергают ректификационному разделению с получением следующих продуктов: фракция а-олефинов С4 (бутен-1), фракция а-олефинов Сб (гексен-1), фракция а-олефинов Се (октен-1), фракция а-олефинов Сю (децен-1), фракция а-олефинов Сю — Си, фракция а-олефинов Сю — Сю.

На производстве а-олефинов имеется:

-    печь для сжигания жидких отходов и отдувочных газов производства а-олефинов с использованием тепла дымовых газов для выработки пара;

-    узел нейтрализации отходов производства алюмоорганических соединений и а-олефинов;

10

Рисунок 2.3 — Принципиальная технологическая схема узла разделения фракции а-олефинов на индивидуальные а-олефины С12, Си

2.3 Диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ)

Сырье для процесса: алюминиевый порошок АСД-Т, водород, изобутилен. Целевой продукт: диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ).

Побочные продукты: нет.

Катализатор: нет.

Химическая реакция:

+ AI +Н₂

Краткое описание технологического процесса:

В каскад реакторов подается суспензия алюминия. При достижении нужной температуры и давления водорода, приступают к дозировке расчетного количества насосом через теплообменник (на 1 кг поданного на синтез порошка алюминия АСД-Т расходуется 3,0-5,0 кг изобутилена). Скорость подачи изобутилена составляет 60-120кг/ч. По окончании дозировки изобутилена, создают давление водорода 50-55 кгс/см². За счет тепловыделения процесса синтеза, температура возрастает до 155 °С — 180 °С. Реакция происходит при интенсивном перемешивании. Синтез ДИБАГ

12

ИТС 31—2017

протекает не менее 5 ч, при постоянной подаче водорода. Окончание синтеза характеризуется падением температуры и заметным снижением расхода водорода, после чего прекращают подачу водорода и охлаждают реакционную массу. При получении удовлетворительного анализа, содержимое реакторов передавливается азотом на узел хранения.

2.4    Дициклопентадиен

Сырье для процесса: дициклопентадиен-концентрат.

Целевой продукт: дициклопентадиен.

Побочные продукты: олигомеры ДЦПД.

Катализатор: нет.

Краткое описание технологического процесса:

Сырье — дициклопентадиен-концентрат подается в ректификационную колонну 1, из которой производится отгонка углеводородов Сб, которые с верха колонны поступают в дефлегматор, охлаждаемый рассолом. Углеводородный конденсат из дефлегматора поступает в специальную емкость 1, откуда насосом подается в колонну 1 в виде флегмы. Избыток углеводородного конденсата откачивается на склад в качестве абсорбента. Вакуум в системе колонны 1 создается пароэжекторной установкой путем отсоса газов и паров из дефлегматора. Кубовый продукт колонны 1 насосом подается в колонну 2. Колонна 2 предназначена для выделения фракции углеводородов Сб— Сэ из кубового продукта колонны 1 под вакуумом. Пары углеводородов Сб— Сэ, отходящие с верха колонны 2, поступают в дефлегматор, охлаждаемый водой. Углеводородный конденсат из дефлегматора поступает в емкость 2, откуда насосом подается в колонну 2 в виде флегмы. Избыток углеводородного конденсата откачивается на склад в качестве абсорбента. Вакуум в системе колонны 2 создается пароэжекторной установкой путем отсоса газов и паров из емкости 2. Пары и газы предварительно конденсируются в аппарате, охлаждаемом рассолом. Кубовый продукт колонны 2 насосом подается в колонну 3. В колонне 3 производится отгонка дициклопентадиена (ДЦПД) от олигомеров ЦПД под вакуумом. Пары ДЦПД, отходящие с верха колонны 3, конденсируются в дефлегматоре, охлаждаемом промышленной водой. Углеводородный конденсат из дефлегматора поступает в емкость 3, откуда насосом подается в колонну 3 в виде флегмы. Избыток углеводородного конденсата подается на склад в качестве товарного ДЦПД. Вакуум в системе колонны 3 создается пароэжекторной установкой, путем отсоса газов и паров из дефлегматора и из емкости 3. Пары и газы предварительно конденсируются в аппарате, охлаждаемом рассолом. Кубовый продукт колонны 3 откачивается в качестве абсорбента на склад.

2.5    Неодеканоат неодима

Сырье для процесса: неодекановая кислота, водный раствор аммиака, оксид неодима (III), гексан.

Целевой продукт: раствор неодеканоата неодима в гексане марки А.

Побочные продукты: нитрат аммония.

Катализатор: нет.

13

ИТС 31—2017

2.33    Производство сульфированных продуктов (линейной алкилбензосульфокислоты (ЛАБСК), сульфоэтоксилатов жирных

спиртов (СЭЖС, Na-соль, 70 % паста), алкилсульфата (АС))....................................59

2.34    Совместное производство полиэтиленгликолей и

метоксиполиэтиленгликолей.........................................................................................61

Раздел 3. Текущие уровни эмиссии в окружающую среду при производстве продукции тонкого органического синтеза.........................................................................64

3.1    Моноалкилфенол......................................................................................................64

3.2    а-Олефины................................................................................................................66

3.3    Диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ)....................................................................69

3.4    Дицикпопентадиен....................................................................................................70

3.5    Неодеканоат неодима..............................................................................................71

3.6    Оксиэтилированные алкилфенолы.........................................................................72

3.7    Очищенный гексановый растворитель...................................................................73

3.8    Полиэтиленгликоли..................................................................................................75

3.9    Пропиленгликоль......................................................................................................76

3.10    Триизобутилалюминий...........................................................................................76

3.11    Тримеры и тетрамеры пропилена.........................................................................79

3.12    Триэтилалюминий..................................................................................................80

3.13    Этилалюминийсесквихлорид.................................................................................83

3.14    Этилцеллозольв.....................................................................................................84

3.15    Пара-третичный бутилфенол (ПТБФ)...................................................................85

3.16    Бутилацетат............................................................................................................86

3.17    Ацетальдегид..........................................................................................................87

3.18    Ацетилен.................................................................................................................88

3.19    Винилацетат............................................................................................................89

3.20    Метилацетат...........................................................................................................91

3.21    Метанол...................................................................................................................92

3.22    Бутанол...................................................................................................................93

3.23    Поливиниловый спирт............................................................................................95

3.24    Уксусная кислота....................................................................................................97

3.25    Меламин..................................................................................................................98

3.26    Терефталоилхлорид............................................................................................100

3.27    Простые полиэфиры............................................................................................101

3.28    Противоизносные присадки для дизельного топлива.......................................104

3.29    Депрессорные присадки.......................................................................................105

3.30    Хлороформ...........................................................................................................105

3.31    Хладоны и мономеры на их основе....................................................................106

3.32    Синтанолы............................................................................................................108

3.33    Производство сульфированных продуктов (линейной алкилбензосульфокислоты (ЛАБСК), сульфоэтоксилатов жирных

спиртов (СЭЖС, Na-соль, 70 % паста), алкилсульфата (АС))..................................110

3.34    Совместное производство полиэтиленгликолей и

метоксиполиэтиленгликолей......................

Ill

Краткое описание технологического процесса:

Двухстадийный синтез через нитрат неодима и неодеканоат аммония (см. рисунок 2.4).

В состав опытно-промышленной установки входят:

-    узел получения водного раствора нитрата неодима (С-1);

-    узел двухстадийного синтеза неодеканоата неодима (Р-1, Р-2).

Технологический процесс получения неодеканоата неодима периодический и

многостадийный. Процесс получения неодеканоата неодима двухстадийным способом заключается в реакции взаимодействия неодекановой кислоты и водного раствора аммиака с получением неодеканоата аммония на первой стадии и обменной реакции полученного раствора неодеканоата аммония с водорастворимой солью нитрата неодима в присутствии гексана на второй стадии процесса.

Получение водного раствора нитрата неодима производится в аппарате (поз. С-1) периодически. Процесс получения водного раствора нитрата неодима заключается в реакции взаимодействия оксида неодима и водного раствора азотной кислоты с образованием водного раствора нитрата неодима. Полученный нитрат неодима используется для получения раствора неодеканоата неодима в гексане двухстадийным способом.

Процесс получения неодеканоата аммония заключается в реакции взаимодействия неодекановой кислоты и водного раствора аммиака (омыление) с образованием водного раствора неодеканоата аммония.

Процесс получения неодеканоата неодима заключается в реакции взаимодействия неодеканоата аммония и водного раствора нитрата неодима в присутствии гексана с образованием раствора неодеканоата неодима в гексане.

При удовлетворительном анализе на pH, водный слой из реактора (поз. Р-1) сливается через смотровой фонарь в ХЗК.

При удовлетворительных анализах готовый (товарный) раствор неодеканоата неодима в гексане сливается в тару потребителя.

14

Раздел 4. Определение наилучших доступных технологий производства

продукции тонкого органического синтеза.......................................................................113

Раздел 5. Наилучшие доступные технологии в производстве продукции

тонкого органического синтеза.........................................................................................116

5.1    Общие НДТ.............................................................................................................116

5.2    Технологические показатели НДТ.........................................................................117

Раздел 6. Экономические аспекты реализации наилучших доступных

технологий при производстве продуктов тонкого органического синтеза.....................135

Раздел 7. Перспективные технологии получения продукции тонкого

органического синтеза.......................................................................................................138

7.1    Производство пропиленгликоля............................................................................138

7.2    Тример и тетрамер пропилена..............................................................................138

7.3    Триизобутилалюминий...........................................................................................139

7.4    Неодеканоат неодима (III)......................................................................................139

7.5    Алкилфенолы..........................................................................................................139

7.6    а-Олефины..............................................................................................................139

7.7    Простые полиэфиры..............................................................................................140

7.8    Получение диизобутилалюминийгидрида (ДИБАГ).............................................140

7.9    Получение триизобутилалюминия (ТИБА)...........................................................141

7.10    Получение этилцеллозольва...............................................................................141

7.11    Получение неонолов............................................................................................141

7.12    Получение триэтилалюминия..............................................................................142

7.13    Получение полиэтиленгликолей..........................................................................142

7.14    Очистка дициклопентадиена...............................................................................142

Заключительные положения и рекомендации.................................................................143

Приложение А (обязательное) Сфера распространения настоящего

справочника НДТ...............................................................................................................145

Приложение Б (обязательное) Перечень маркерных веществ.....................................148

Приложение В (обязательное) Перечень НДТ...............................................................150

Приложение Г (обязательное) Перечень технологических показателей.....................151

Приложение Д (обязательное) Энергоэффективность..................................................165

Библиография....................................................................................................................166

IV

ИТС 31—2017

Введение

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Производство продукции тонкого органического синтеза» (далее — справочник НДТ) разработан на основе анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых для обеспечения высокой ресурсоэффективности и экологической результативности в области получения продуктов тонкого органического синтеза.

С 1 января 2015 вступил в действие Федеральный закон от 21 июля 2014 г. № 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации» [1]. Закон был разработан с целью совершенствования правового регулирования экологического нормирования в области охраны окружающей среды и введения мер экономического стимулирования хозяйствующих субъектов для внедрения наилучших доступных технологий.

Термин «наилучшая доступная технология» (НДТ) определен в Федеральном законе [2], согласно статье 1 которого «наилучшая доступная технология — это технология производства продукции (товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения».

В соответствии с положениями Федерального закона объекты, оказывающие воздействие на окружающую среду, относятся к 4 категориям по степени оказываемого негативного воздействия, к каждой из которых будут применены различные меры государственного регулирования.

В период с 2015 по 2017 гг. согласно распоряжению Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. №2178-р [3] должны быть разработаны информационно-технические справочники по наилучшим доступным технологиям, являющиеся документами национальной системы стандартизации Российской Федерации согласно Федеральному закону [4].

Структура настоящего справочника НДТ соответствует ГОСТ Р 56828.14-2016 [5], формат описания технологий— ГОСТ Р 56828.13-2016 [6], термины приведены в соответствии с ГОСТ Р 56828.15-2016 [7].

V

Предисловие

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

1    Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.

2    Информация о разработчиках

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой «Производство продукции тонкого органического синтеза» (ТРГ31), состав которой одобрен протоколом совещания под председательством заместителя Министра промышленности и торговли Российской Федерации В.С.Осьмакова от 22 марта 2017 г. № 15-ОВ/12.

Перечень организаций, оказавших поддержку в разработке справочника НДТ, приведен в разделе «Заключительные положения и рекомендации».

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

3    Краткая характеристика

В справочнике НДТ рассматриваются НДТ, предназначенные для получения продукции тонкого органического синтеза. Справочник НДТ содержит описание применяемых при синтезе продуктов малотоннажной химии технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, повысить энергоэффективность, обеспечить ресурсосбережение. Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов (в том числе управления) определены решения, являющиеся НДТ. Для ряда НДТ установлены соответствующие технологические показатели.

4    Взаимосвязь с международными и региональными аналогами

Справочник НДТ разработан с учетом международного аналога — справочника Европейского союза по наилучшим доступным технологиям «Производство продукции тонкого органического синтеза» (Reference Document on Best Available Techniques for the    Manufacture    of    Organic    Fine    Chemicals,

http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/ofc_bref_0806.pdf), опыта создания других справочников Европейского союза по наилучшим доступным технологиям (Reference Book on Best Available Techniques, http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF), информационно-технических справочников Российской Федерации:

- справочник НДТ ИТС 8—2015 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях»;

-справочник НДТ ИТС 9—2015 «Обезвреживание отходов термическим способом (сжигание отходов)»;

-справочник НДТ ИТС 10—2015 «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов».

VI

ИТС 31—2017

5    Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве продукции тонкого органического синтеза в Российской Федерации, была собрана в процессе разработки справочника в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационнотехнического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. № 863.

6    Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

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

7    Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2017 г. № 2848.

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

VII

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ ТОНКОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Manufacture of organic fine chemicals

Дата введения — 2018-07-01

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на производство следующих органических веществ:

1)    Моноалкилфенол.

2)    а-Олефины (бутен-1, гексен-1, октен, додецен-1, децен-1, тетрадецен).

3)    Диизобутилалюминийгидрид (ДИБАГ).

4)    Дицикпопентадиен.

5)    Неодеканоат неодима.

6)    Оксиэтилированные алкилфенолы.

7)    Очищенный гексановый растворитель.

8)    Полиэтиленгликоли.

9)    Пропиленгликоль.

10)    Триизобутилалюминий.

11)    Тримеры и тетрамеры пропилена.

12)    Триэтилалюминий.

13)    Этилалюминийсесквихлорид.

14)    Этилцеллозольв.

15)    Пара-третичный бутилфенол (ПТБФ).

16)    Бутилацетат.

17)    Ацетальдегид.

18)    Ацетилен.

19)    Винилацетат.

20)    Метилацетат.

21)    Метанол.

22)    Бутанол.

23)    Поливиниловый спирт.

24)    Уксусная кислота.

25)    Меламин.

26)    Терефталоилхлорид.

27)    Простые полиэфиры.

28)    Противоизносные присадки для дизельного топлива.

29)    Депрессорные присадки.

30)    Хлороформ.

31)    Хладоны и мономеры на их основе.

32)    Синтанолы.

33)    Сульфированные продукты.

1

34) Совместное получение полиэтиленгликолей и метоксиполиэтиленгликолей.

Настоящий справочник НДТ не распространяется на:

-    производство органических веществ, основу которых составляют процессы переработки нефтяных фракций (подготовка и перегонка нефти, каталитический риформинг, каталитический крекинг, гидроочистка и другие), вошедшие в справочник НДТ ИТС 30-2017 «Переработка нефти»;

-    крупнотоннажное производство веществ основного органического синтеза, вошедших в справочник НДТ ИТС 18-2016 «Производство основных органических веществ»;

-    процессы (вопросы), касающиеся исключительно обеспечения промышленной безопасности или охраны труда.

Отдельные виды деятельности при производстве продукции тонкого органического синтеза (таблица 1) регулируются соответствующими справочниками НДТ.

Таблица 1 — Виды деятельности и соответствующие им справочники НДТ

Вид деятельности Соответствующий справочник НДТ 1 Очистка сточных вод ИТС 8—2015 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях» ИТС 10—2015 «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов» 2 Обращение с отходами ИТС 9—2015 «Обезвреживание отходов термическим способом (сжигание отходов)» ИТС 15—2016 «Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов)» ИТС 17—2016 «Размещение отходов производства и потребления» 3 Очистка выбросов загрязняющих веществ ИТС 22—2016 «Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на крупных предприятиях»

Окончание таблицы 1

Вид деятельности Соответствующий справочник НДТ 4 Производственный экологический контроль ИТС 22.1—2016 «Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения» 5 Промышленные системы охлаждения ИТС 20—2016 «Промышленные системы охлаждения» 6 Производство энергии ИТС 38—2017 «Сжигание топлива на крупных установках в целях производства энергии» 7 Хранение и складирование ИТС 46—2017 «Сокращение выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов)» 8 Энергоэффективность ИТС 48—2017 «Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности»

3