ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ИНФОРМАЦИОННОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИМЕРОВ,

В ТОМ ЧИСЛЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ

ИТС 32—2017

Содержание

Введение..............................................................................................................................VII

Предисловие.........................................................................................................................IX

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

Раздел 1. Общая информация о производстве полимеров...............................................3

1.1    Перспективы развития производства полимеров....................................................4

1.2    Производство полимеров........................................................................................11

1.3    Перечень предприятий, относящихся к сфере распространения

справочника НДТ............................................................................................................15

1.4    Анализ приоритетных проблем отрасли.................................................................25

1.4.1    Охрана окружающей среды.............................................................................25

1.4.2    Источники общей опасности............................................................................27

1.4.3    Экономическая эффективность......................................................................29

Раздел 2. Производство синтетических каучуков.............................................................30

2.1    Каучуки растворной полимеризации.......................................................................30

2.1.1    Каучук щ/с-изопреновый (СКИ).......................................................................35

2.1.2    Каучук бутадиеновый (СКД).............................................................................42

2.1.3    Каучук бутадиен-стирольный (ДССК) (в том числе

маслонаполненный)..................................................................................................60

2.1.4    Бутилкаучук (БК)...............................................................................................67

2.2    Каучуки эмульсионной полимеризации..................................................................84

2.2.1    Каучук бутадиен-стирольный (СКС) (в том числе

маслонаполненный)..................................................................................................85

2.2.2    Каучук бутадиен-а-метилстирольный (СКМС) (в том числе

маслонаполненный)..................................................................................................99

2.2.3    Каучук бутадиен-нитрильный (СКН) (в том числе наполненный

поливинилхлоридом (ПВХ))....................................................................................104

2.3    Каучуки специального назначения........................................................................115

2.3.1    Натрий-бутадиеновый каучук (СКБ)..............................................................115

2.3.2    Каучук этиленпропиленовый    (СКЭП)............................................................117

2.3.3    Каучук СКЭПТ (тройной сополимер).............................................................122

2.3.4    Каучук уретановый.........................................................................................127

2.3.5    Каучук силиконовый.......................................................................................131

2.3.6    Каучук эпихлоргидриновый............................................................................137

2.3.7    Каучук пропиленоксидный.............................................................................139

2.3.8    Каучук олигопипериленовый.........................................................................140

2.3.9    Транс-1,4-полиизопрен..................................................................................141

Раздел 3. Производство термоэластопластов................................................................143

3.1    Стирол-бутадиеновый блок-сополимер линейный..............................................144

3.1.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................146

3.1.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................153

3.2    Стирол-бутадиеновый блок-сополимер разветвленный (в том числе

маслонаполненный).....................................................................................................157

II

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИМЕРОВ, В ТОМ ЧИСЛЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ

Production of polymers, including biodegradable

Дата введения — 2018-07-01

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

-    производство синтетических каучуков, получаемых методом растворной и эмульсионной полимеризации;

-    производство синтетических каучуков специального назначения;

-    производство термоэластопластов (ТЭП);

-    производство полиэтилена;

-    производство полипропилена;

-    производство полистирола;

-    производство АБС-пластиков;

-    производство поливинилхлорида (ПВХ);

-    производство полиэтилентерефталата (ПЭТФ);

-    производство высокомолекулярных соединений специального назначения, в том числе поликарбонатов, полиамидов, полиуретанов, фторопласты, сэвилена (сополимера винилацетата с этиленом), биоразлагаемых полимеров;

-    производство латексов.

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

-    хранение и подготовка сырья;

-    производственные процессы;

-    методы предотвращения и сокращения эмиссий, образования и размещения отходов.

При рассмотрении каждой отдельной технологии в рамках настоящего справочника НДТ при определении НДТ учитываются удельные уровни эмиссии и удельные расходы потребления сырья и энергоресурсов. При этом, основываясь на логике принципов НДТ, можно сказать, что оптимальными показателями будут обладать существующие или проектируемые производства, где применяются наилучшие решения, в том числе в обращении со сточными водами, выбросами в атмосферу и отходами.

Сфера распространения настоящего справочника НДТ приведена на рисунке 1.1. Серым прямоугольником выделена сфера распространения настоящего справочника НДТ.

1

ИТС 32—2017

Раздел 1. Общая информация о производстве полимеров

Полимеры — неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из повторяющихся «мономерных звеньев», соединенных в длинные макромолекулы молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов химическими или координационными связями. Полимеры образуются из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации. Мономеры, принадлежащие в основном к группе органических веществ массового производства, в настоящее время обычно получают из нефтехимического сырья (сырой нефти или газа), при производстве фторполимеров (фторопластов и фторкаучуков) используют винилиденфто-рид, трифторхлорэтилен, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, этилен. Исключение составляют целлюлозные материалы, производимые из волокон хлопка или шерсти, либо биоразлагаемые продукты, являющиеся результатом переработки возобновляемого сырья.

Полимеры по происхождению могут быть природными, полусинтетическими (химически измененные природные полимеры) и синтетическими. Большей частью понятие «полимер» относится к органическим соединениям. Основные синтетические полимеры относятся к каучукам или пластмассам. Большинство видов каучука (в вулканизованном состоянии — резины) эластичны, т. е. после внешнего воздействия (изгиба или растяжения) принимают свою первоначальную форму. Пластмассы представляют собой конструкционные полимерные материалы, способные при нагреве принимать заданную форму и сохранять ее после охлаждения. Термопластичные пластмассы (пластики) легко плавятся и подвергаются переплавке, термореактивные пластмассы переплавить нельзя.

Основные свойства полимеров

Существует возможность создавать полимеры с широким рядом свойств и их сочетаний. В виде изделий, волокон или пленок полимеры могут быть:

-    жесткими или пластичными;

-    прозрачными, полупрозрачными или светонепроницаемыми;

-твердыми или мягкими;

-    устойчивыми к погодным условиям или разлагаемыми;

-    устойчивыми к высоким или низким температурам;

-    устойчивыми к агрессивным химическим средам (окислители, кислоты, щелочи), маслам и топливам;

-    устойчивыми к радиации и УФ-излучению;

-    обладать высокими диэлектрическими характеристиками.

Обычно конкретный полимер является не единственным материалом, который можно использовать в какой-либо области. Существуют альтернативные материалы, и поэтому полимерам необходимо развиваться в условиях конкурентного рынка.

Полимеры часто имеют преимущества в многочисленных сферах применения, например:

-    облегченные конструкции, что упрощает монтаж и нагрузки, а также ведет к снижению транспортных и энергетических затрат;

3

-    обеспечение электроизоляционных свойств, необходимых для монтажа электропроводки, переключателей, розеток, а также в механических инструментах и электрических приборах;

-    обеспечение прозрачности в системах оптики и освещения;

-    обеспечение антикоррозионных свойств систем водопроводно-канализационных систем и орошения, непромокаемой одежды и спортивных товаров;

-    обеспечение устойчивости к химикатам, грибкам и плесени;

-    в упрощении процессов обработки материалов, делая возможным создание сложных форм;

-    в снижении затрат по сравнению с применением альтернативных материалов.

1.1 Перспективы развития производства полимеров

В последние годы география производства крупнотоннажной нефтехимии — основного производителя синтетических пластических материалов и каучуков из развитых стран Северной Америки и Западной Европы смещается ближе к сырью — в регионы Ближнего Востока и Азиатско-Тихоокеанского региона. При этом потребительский спрос в развивающихся странах растет опережающими темпами.

Россия, обладающая значительными запасами углеводородного сырья, занимает около 2 % мирового нефтехимического рынка. Производство и потребление полимеров в нашей стране в последние годы неуклонно растет, вместе с тем объемы потребления полимерной продукции на душу населения в России до сих пор ниже в 3-3,5 раза, чем в странах Западной Европы и Северной Америки. Стратегия развития химического и нефтехимического комплекса на период до 2030 года, утвержденная Министерством промышленности и торговли РФ и Министерством энергетики РФ, предусматривает ряд мероприятий, направленных на стимулирование увеличения доли продукции «высоких переделов». В совокупности данные факторы говорят о значительном потенциале роста производства полимеров в Российской Федерации.

Объем производства полимеров

Ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей в последние годы способствовал покрытию дефицита полимеров на российском рынке и увеличению экспортных поставок. Основной вклад в рост производства полимеров обеспечил запуск «Тобольск-Полимера», «РусВинила», «Полиома» и нескольких производств на предприятии «Нижнекамскнефтехим».

В течение последних 7 лет ежегодные темпы роста отечественного производства полимеров составили около 6,5 %, что существенно превышает мировые показатели. В 2016 г. объем производства полимеров в России составил около 6,5 млн т, динамика производства за 2010-2016 гг. представлена на рисунке 1.1.1.

4

ИТС 32—2017

Рисунок 1.1.1 —Динамика производства полимеров

Около 70 % объемов производства полимеров приходится на полиэтилен, полипропилен и синтетические каучуки. Структура производства полимеров в Российской Федерации представлена на рисунке 1.1.2.

Рисунок 1.1.2 — Структура производства полимеров

До 2025 г. в России планируется реализация проектов производства полимеров суммарной мощностью более 5,5 млн т, крупнейшими из которых являются «ЗапСиб-Нефтехим», «Амурский ГХК», «Восточная нефтехимическая компания».

Наиболее распространенным видом пластмасс являются полиолефины, получаемые реакциями полимеризации и сополимеризации этилена и других олефинов (пропилена, бутена-1, гексена-1 и т. д.).

По масштабу промышленного производства и широте областей применения (пленки и волокна, электроизоляционные покрытия, литьевые изделия и др.) пластики-полиолефины не имеют себе равных среди термопластичных материалов. Полиолефины позволяют сочетать в готовом изделии низкую стоимость, долговечность и небольшой вес. Полиэтилен и полипропилен составляют около половины объема годового потребления пластмасс в Европе.

Широкое распространение, кроме полиэтилена и полипропилена, имеют также сополимеры этилена с винилацетатом, пропиленом и бутиленом, обладающие повы-

5

шенной эластичностью и трещиноустойчивостью, хлорированный и вспененный полиэтилен.

Полиэтилен наиболее популярен ввиду сравнительной простоты его синтеза, надежности и сравнительно низкой стоимости. Для производства 1 т полиэтилена во всех современных технологиях требуется не больше 1,005-1,015 т этилена и 400-800 кВт ч электроэнергии. В большинстве областей, где применяются пластики, нет необходимости использования других материалов. По той же причине второй наиболее популярный материал — полипропилен.

Изделия из полипропилена, наряду с другими полимерными материалами, нашли широкое распространение в мире как отличный заменитель металлов, дерева, стекла, натуральных волокон. Трубы из полипропилена стремительно вытесняют металлические в коммунальном хозяйстве и промышленности. В связи с этим мировое производство полипропилена растет очень быстро.

Российская промышленность синтетического каучука (СК) занимает значительное место в мире. Первые технологии производства СК были разработаны на базе пищевого и гидролизного спиртов. С переходом на углеводородное сырье из нефти, попутных нефтяных газов и природного газа размещение производств СК (мономеров, пластиков и каучуков) претерпело значительные изменения. Преимущественное развитие получили производства СК в Центральном (г. Ярославль, г. Москва, г. Ефремов), Поволжском (г. Казань, г. Волжский, г. Тольятти, г. Новокуйбышевск, г. Саратов, г. Нижнекамск), Уральском (г. Уфа, г. Пермь, г. Орск, г. Стерлитамак), Западно-Сибирском (г. Омск, г. Томск, г. Тобольск), Восточно-Сибирском (г. Красноярск, г. Ангарск) регионах с высокоразвитой нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью.

Таким образом, наибольшее влияние на размещение производств полимеров оказывают сырьевой и энергетический факторы. В перспективе оно будет расширяться на базе западносибирской нефти и попутных газов в составе Омского, Томского, Тобольского нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов, а также нефтеперерабатывающих заводов Восточной Сибири (г. Ачинск, г. Ангарск) с благоприятными энергетическими возможностями (Братская, Красноярская, Саяно-Шушенская, Богучанская ГЭС).

Исходным сырьем для получения полимеров являются сырая нефть и попутный нефтяной газ (ПНГ). Нефть разделяют на фракции (углеводороды определенной молекулярной массы) и далее уже используют в синтезе необходимых мономеров. Продукцию переработки ПНГ на газоперерабатывающих заводах (широкую фракцию легких углеводородов, ШФЛУ) разделяют на индивидуальные углеводороды на газофракционирующих установках (ГФУ) и далее их также используют в синтезе необходимых мономеров. Основным методом получения пластмасс и синтетических каучуков является полимеризация диенов и олефинов (алкенов). Наиболее широко в качестве мономеров в процессе производства используются бутадиен, изопрен, стирол, а-метилстирол, акрилонитрил, хлоропрен, изобутилен, этилен, пропилен и др.

В настоящее время производится широкий ассортимент синтетических каучуков, различных по составу и потребительским свойствам. Обычно каучуки классифицируют и называют по названию мономеров, использованных для их получения (изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные, бутадиен-нитрильные каучуки идр.) или по характерной группе атомов, входящих в их состав (полисульфидные, кремнийорганиче-ские и т. д.).

6

ИТС 32—2017

Основные типы синтетических каучуков:

-    изопреновый;

-    бутадиеновый;

-    бутадиен-стирольный;

-    бутадиен-а-метилстирольный;

-    бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер);

-    этилен-пропиленовый;

-    бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный сополимер);

-    хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен);

-    силоксановый каучук;

-    фторкаучуки;

-    тиоколы (полисульфиды).

По областям применения каучуки принято разделять на каучуки общего и специального назначения.

Каучуки общего назначения обладают комплексом свойств, позволяющим применять их для производства широкого круга изделий, основной характеристикой которых является высокая эластичность при обычных температурах (шины, транспортерные ленты, обувь и др.).

Каучуки специального назначения должны обладать свойствами, обеспечивающими работоспособность изделий в специфических, часто экстремальных условиях: стойкостью к действию растворителей, масел, кислорода, озона, тепло- и морозостойкостью при сохранении своих основных свойств — высокой эластичности в широком диапазоне температур и другими специфическими характеристиками.

Существуют особые группы синтетических каучуков, такие как водные дисперсии каучуков — синтетические и искуственные латексы, жидкие каучуки — отверждающиеся олигомеры, наполненные каучуки — смеси каучука с наполнителями или пластификаторами.

Среди каучуков общего назначения широко распространены бутадиеновые СКД (стереорегулярный 1,4-цус-полибутадиен) и изопреновые СКИ (1,4-цус-полиизопрен) каучуки. Они обладают высокой прочностью, эластичностью, износостойкостью и невысокой стоимостью, что обусловливает их широкое применение в производстве шин (более 90 %). Для модификации потребительских свойств каучуков широко используют сополимеризацию — основной диен полимеризуют с добавлением какого-либо алкена. Таким сополимером является еще один распространенный СК— бутадиен-стирольный каучук (СКС), который применяется при производстве резиновых изделий в широком ассортименте. Близок к СКС по свойствам и области применения бутади-ен-а-метилстирольный каучук (СКМС).

Бутилкаучук (БК) — сополимер изобутилена (2-метилпропена) с небольшим количеством изопрена — относят к каучукам специального назначения, так как он обладает высокой стойкостью к различным воздействиям. Поэтому его используют для изготовления электроизоляции, антикоррозионных и теплостойких покрытий. Полихлоро-прен (неопрен, наирит в СССР) — один из наиболее давно известных видов синтетических каучуков, разработанных компанией «Дюпон» еще в 1930-х годах. Каучук обладает высокой масло-, бензо- и озоностойкостью, широко используется в производстве клеев. С высокой масло-, бензо- и теплостойкостью связано также и применение бутадиен-акрилонитрильного (СКН) каучука. Высокая прочность при растяжении и стойкость к

7

различным воздействиям обусловливает их разнообразное применение — от искусственной кожи для обуви до изготовления износостойких покрытий, клеев и герметиков.

Для работы в экстремальных условиях используют фторкаучуки — сополимеры фторированных или частично фторированных алкенов, традиционно считавшиеся каучуками, работающими в специфических условиях. Высокая теплостойкость, инертность к воздействиям агрессивных сред — растворителей, кислот, сильных окислителей, негорючесть, стойкость к УФ-облучению позволяют использовать эти уникальные каучуки для работы в условиях высоких температур, в агрессивных средах, а также для изоляции проводов и антикоррозионной защиты аппаратуры.

Кремнийорганические каучуки — полиорганосилоксаны (помимо тепло- и морозостойкости и высоких электроизоляционных свойств) — обладают еще и физиологической инертностью, что обусловливает их применение в изделиях пищевого и медицинского назначения.

Синтетические каучуки выпускаются в промышленных масштабах уже почти 80 лет.

Самой емкой областью потребления синтетического каучука в мире является шинная промышленность. Другим крупным сегментом потребления, который включает в себя самые разнообразные изделия, является производство резинотехнических изделий.

Наиболее популярными каучуками в обоих сегментах являются изопреновый каучук (СКИ), бутадиен-стирольный каучук, бутилкаучук и полибутадиен. Распределение в сегменте резинотехнических изделий общего назначения по маркам каучуков представлено на рисунке 1.1.3.

По состоянию на начало 2016 г. мощности предприятий по производству СК в Российской Федерации составляли примерно 1800 тыс. т в год при объеме производства более 1300 тыс. т в год.

В последние два года в России наблюдается некоторое снижение производства синтетических каучуков. Это объясняется прежде всего:

-    усилением конкуренции со стороны стран — производителей натурального каучука;

-    определенными трудностями с поставками сырья;

-    значительным износом основных фондов;

-    медленным осуществлением модернизации и реконструкции производства;

-    логистическими проблемами (доля транспортных затрат в структуре себестоимости составляет более 15 %).

8

ИТС 32—2017

3% 4%
	■    Изопреновый каучук ■    Бутадиеновый каучук Бута д и е н -сти рол ь н ы й (метилсти рольный) каучук ■    Бутил каучук Галобутил каучук Бутадиен-нитрильный каучук Остальное

Рисунок 1.1.3 — Распределение объема производства по маркам каучуков

С 1931 г. (год пуска первого завода СК в СССР) и вплоть до 1990 г. СССР по объемам производства синтетических каучуков занимал первое место в мире. Сегодня Россия сохраняет лидирующие позиции как в производстве, так и в экспорте каучуков, сохраняя за собой право экспортера мирового значения. На внутреннем рынке остается примерно половина объема производимой продукции.

Экспорт каучука из России в I полугодии 2016 г., т

2016-01 2016-02 2016-03 2016-04 2016-05 2016-06 Рисунок 1.1.4 — Экспорт каучука из России

Среди всех марок экспортируемого из РФ синтетического каучука больше всего экспортно ориентированными являются: изопреновый каучук (СКИ), бутадиеновый каучук и бутилкаучук.

Мировое потребление синтетического каучука с каждым годом увеличивается. Крупнейшие потребители — Китай, Япония, США и Южная Корея. Это объясняется

9

продолжающимся ростом автомобильной промышленности и, соответственно, развитием производства смежных отраслей.

Рисунок 1.1.5 — Экспорт каучука из России

Производство каучуков различного назначения является ведущим направлением в составе нефтехимической промышленности РФ в силу их конкурентоспособности и сохранения стабильных потребительских свойств, чем объясняется их дальнейшее развитие с расширением при этом экспортных позиций с одновременным развитием внутреннего рынка.

Главными предпосылками развития производства каучуков являются:

-    расширение производств за счет увеличения их выработки в восточных регионах страны на базе западносибирской нефти и попутных нефтяных газов;

-    создание производств мономеров, растворителей, катализаторов и других необходимых составляющих для производства каучуков с использованием отечественного сырья;

-    сокращение импорта и увеличение доли отечественной полимерной продукции; при этом вытеснение импорта будет способствовать динамичному развитию отрасли и регионов в ближайшей перспективе;

-    сохранение позиций на экспортных рынках;

-    внедрение агрегатов большой единичной мощности, что значительно уменьшит выброс органических продуктов в окружающую среду;

-    создание новых видов полимерных материалов, пригодных для изготовления трубопроводов, арматуры, емкостей и различного оборудования, работающего в условиях агрессивной среды;

-    быстрое развитие систем промышленной инфраструктуры.

Этому будет способствовать расширение использования новых видов полимеров, в том числе пластиковых композитов, как материала для производства крупногабаритных корпусных и мелких, конструктивно сложных деталей машин и механизмов, заменяющих и превосходящих по своим свойствам традиционные материалы.

10

ИТС 32—2017

3.2.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................157

3.2.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................157

Раздел 4. Производство полиэтилена.............................................................................158

4.1    Полиэтилен, получаемый при высоком давлении в трубчатом

реакторе........................................................................................................................159

4.1.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................159

4.1.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................163

4.2    Полиэтилен, получаемый по газофазной технологии.........................................167

4.2.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................167

4.2.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................170

4.3    Полиэтилен, получаемый по жидкофазной (суспензионной)

технологии в среде инертного растворителя.............................................................174

4.3.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................174

4.3.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................176

Раздел 5. Производство полипропилена.........................................................................176

5.1    Полипропилен, получаемый по газофазной технологии.....................................178

5.1.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................179

5.1.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................182

5.2    Полипропилен, получаемый по суспензионной технологии в

растворителе................................................................................................................186

5.2.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................186

5.2.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................188

5.3    Полипропилен, получаемый по суспензионной технологии в

пропилене.....................................................................................................................191

5.3.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................191

5.3.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................194

5.4    Полипропилен из пропан-пропиленовой фракции, получаемый по

суспензионной технологии...........................................................................................198

5.4.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................198

5.4.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................199

5.5    Полипропилен, получаемый комбинацией суспензионного и

газофазного процессов................................................................................................201

5.5.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................201

5.5.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................205

Раздел 6. Производство полистирола.............................................................................210

6.1 Полистирол, получаемый по эмульсионной технологии, в том числе

ударопрочный полистирол...........................................................................................212

III

ИТС 32—2017

1.2 Производство полимеров

Основными производителями полимеров в России являются: ПАО «СИБУР Холдинг», ПАО «Нижнекамскнефтехим», ПАО «Казаньоргсинтез» ПАО «ЛУКОЙЛ», ПАО «НК “Роснефть”», ОАО «Синтез-Каучук» (г. Стерлитамак), АО «Галополимер» и др. При этом многие основные технологические процессы или стадии процессов синтеза эластомеров и пластиков совпадают или очень близки.

В крупномасштабных производствах преимущественно используется непрерывная технология получения полимеров. Лишь для отдельных типов и марок эластомеров, где требуется иметь узкое молекулярно-массовое распределение (ММР), применяют периодический или полупериодический способ. Технология процесса полимеризации в установках периодического действия проще, чем непрерывного. Однако зачастую производительность таких установок ниже, чем непрерывно работающих производств.

Практически для любой технологии и независимо от характера процесса можно условно выделить несколько основных стадий:

1)    прием и хранение мономеров, растворителя и другого сырья;

2)    подготовка (осушка, очистка и т. п.) мономеров и растворителя;

3)    получение и подготовка компонентов каталитической системы;

4)    полимеризация, стопперирование и усреднение;

5)    выделение: дегазация, сушка, упаковка и отгрузка продукта в соответствующих выпускных формах.

Для всех технологий основные различия характерны для стадий 3-5. При этом стадия 2 часто совмещает очистку свежих и переработку возвратных растворителя и мономера.

Свойства полимера определяются в основном выбором технологии полимеризации и характеристиками используемого оборудования.

Способы проведения полимеризации

Выбор способа полимеризации определяется конкретными требованиями, предъявляемыми к продукту полимеризации или сополимеризации, природой используемых мономеров, инициатора и целью производства.

В зависимости от фазового состояния среды, в которой протекает реакция полимеризации, различают несколько видов процесса: в среде мономера (в массе или блоке и газофазная), эмульсионная, растворная и суспензионная полимеризация. Полимеры, полученные разными способами полимеризации, отличаются структурой и свойствами.

Полимеризация в массе (блочная полимеризация) — мономер — жидкость, инициатор и агент передачи цепи растворяются в мономере. Если реакцию ведут до практически полного превращения мономера, то получают монолит (блок), имеющий форму сосуда, в которой был залит исходный мономер. При блочной полимеризации можно использовать как инициаторы радикальной, так и катализаторы ионной полимеризации, растворимые в мономере.

Полимеризация в массе наиболее проста по участию наименьшего числа добавок, которые в дальнейшем могут приводить к образованию примесей или дополнительным затратам (в случае, например, растворного процесса). Полимеризация осу-

11

ИТС 32—2017

6.1.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................212

6.1.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................215

6.2    Полистирол суспензионный (вспенивающийся)...................................................215

6.2.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................215

6.2.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................218

6.3    Полистирол, получаемый полимеризацией в массе, в том числе

ударопрочный полистирол...........................................................................................220

6.3.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................220

6.3.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................224

Раздел 7. Производство АБС-пластиков (акрилонитрил-бутадиен-

стирольный сополимер)....................................................................................................228

7.1    АБС-пластики, получаемые по эмульсионной технологии..................................230

7.1.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................230

7.2    АБС-пластики, получаемые полимеризацией в массе........................................232

7.2.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................232

7.2.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................235

Раздел 8. Производство поливинилхлорида...................................................................240

8.1    Поливинилхлорид эмульсионный.........................................................................240

8.1.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................240

8.1.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................242

8.2    Поливинилхлорид суспензионный........................................................................244

8.2.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................244

8.2.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...........................................245

Раздел 9. Производство полиэтилентерефталата (ПЭТФ)............................................247

9.1    Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время.............................................................................................................................250

9.1.1    Непрерывная поликонденсация, основанная на

диметилтерефталате (ДМТ)...................................................................................250

9.1.2    Получение высоковязкого гранулированного кристаллического

ПЭТФ посредством непрерывного процесса........................................................251

9.1.3    Периодическая твердофазная постконденсация.........................................254

9.1.4    Периодическая поликонденсация на основе ДМТ.......................................255

9.1.5    Производство прядильных чипов..................................................................256

9.1.6    Производство штапельного волокна............................................................257

9.1.7    Производство комплексных нитей................................................................257

9.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду...................................................258

Раздел 10. Производство высокомолекулярных соединений специального назначения.........................................................................................................................260

10.1 Поликарбонаты.....................................................................................................260

IV

ИТС 32—2017

10.1.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................263

10.1.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.........................................268

10.2    Полиамиды............................................................................................................272

10.2.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................274

10.2.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.........................................280

10.3    Полиуретаны.........................................................................................................285

10.3.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................286

10.3.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.........................................289

10.4    Фторопласты.........................................................................................................290

10.4.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................293

10.4.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.........................................295

10.5    Сэвилен.................................................................................................................296

10.5.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................298

10.5.2    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.........................................300

10.6    Биоразлагаемые полимеры.................................................................................301

10.6.1    Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время....................................................................................................301

Раздел 11. Производство синтетических латексов.........................................................304

11.1    Общая информация о производстве и номенклатура латексов.......................304

11.2    Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время.............................................................................................................................308

11.2.1    Получение латекса СКС-30 ОХ...................................................................312

11.3    Текущие уровни эмиссии в окружающую среду.................................................314

Раздел 12. Определение наилучших доступных технологий производства.................315

12.1    Определение НДТ производства растворных каучуков.....................................316

12.2    Определение НДТ производства эмульсионных каучуков................................320

12.3    Определение НДТ производства каучуков специального

назначения....................................................................................................................323

12.4    Определение НДТ производства термоэластопластов.....................................325

12.5    Определение НДТ производства полиэтилена..................................................326

12.6    Определение НДТ производства полипропилена..............................................327

12.7    Определение НДТ производства полистирола..................................................327

12.8    Определение НДТ производства АБС-пластиков..............................................328

12.9    Определение НДТ производства поливинилхлорида (ПВХ).............................329

12.10    Определение НДТ производства ПЭТФ...........................................................330

12.11    Определение НДТ производства высокомолекулярных

соединений специального назначения.......................................................................331

12.12    Определение НДТ производства латексов.......................................................331

Раздел 13. Наилучшие доступные технологии................................................................333

13.1 Общие НДТ...........................................................................................................333

13.1.1    Системы экологического менеджмента......................................................333

V

ИТС 32—2017

13.1.2    Выбросы в воздух.........................................................................................334

13.1.3    Оптимизация водопотребления и водоотведения.....................................334

13.1.4    Отходы..........................................................................................................334

13.1.5    Потребление сырья......................................................................................335

13.1.6    Энергоэффективность.................................................................................335

13.1.7    Организационно-технические аспекты.......................................................335

13.2 Технологические показатели НДТ.......................................................................335

Раздел 14. Экономические аспекты применения наилучших доступных

технологий..........................................................................................................................353

Раздел 15. Перспективные технологии............................................................................354

15.1    Производство синтетических каучуков...............................................................354

15.1.1    Каучуки растворной полимеризации...........................................................354

15.1.2    Каучуки эмульсионной полимеризации......................................................356

15.1.3    Каучук натрий-бутадиеновый (СКВ)............................................................358

15.1.4    Каучуки этилен-пропиленовые СКЭП (двойной полимер) и

СКЭПТ (тройной полимер)......................................................................................358

15.1.5    Каучуки уретановый, силиконовый, эпихлоргидриновый и

пропиленоксидный..................................................................................................359

15.1.6    Транс-1,4-полиизопрен................................................................................359

15.2    Производство термоэластопластов (ТЭП).........................................................360

15.3    Производство полиэтилена.................................................................................361

15.4    Производство полипропилена.............................................................................361

15.5    Производство полистирола.................................................................................363

15.6    Производство АБС-пластиков.............................................................................364

15.7    Производство поливинилхлорида (ПВХ)............................................................365

15.8    Производство полиэтилентерефталата (ПЭТФ)................................................366

15.9    Производство высокомолекулярных соединений специального

назначения....................................................................................................................367

15.10    Производство синтетических латексов.............................................................367

Заключительные положения и рекомендации.................................................................367

Приложение А (обязательное) Сфера распространения справочника НДТ.................369

Приложение Б (обязательное) Перечни маркерных веществ и

технологических показателей...........................................................................................371

Приложение В (обязательное) Перечень НДТ................................................................393

Приложение Г (обязательное) Энергоэффективность...................................................395

Библиография....................................................................................................................397

VI

ИТС 32—2017

Введение

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Производство полимеров, в том числе биоразлагаемых» (далее — справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при производстве полимеров: пластмасс, синтетических каучуков, термоэластопластов (ТЭП), латексов.

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

Структура настоящего справочника НДТ соответствует ГОСТ Р 56828.14-2016 «Наилучшие доступные технологии. Структура информационно-технического справочника», формат описания технологий— по ГОСТ Р 56828.13-2016 «Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий», термины приведены в соответствии с ГОСТ Р 56828.15-2016 «Наилучшие доступные технологии. Термины и определения».

Определение технологий в качестве наилучших доступных технологий выполнено в соответствии с 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».

Краткое содержание справочника НДТ

Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.

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

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

В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития отрасли.

В разделах 2-11 представлена информация по производствам: синтетических каучуков, термоэластопластов (ТЭП), полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида (ПВХ), АБС-пластиков, полиэтилентерефталата (ПЭТФ), высокомолекулярных соединений специального назначения и латексов.

Разделы 2-11 содержат следующие подразделы:

-    описание технологических процессов, используемых в настоящее время;

-    текущие уровни эмиссии в окружающую среду.

В разделах 12, 13 представлены определение наилучших доступных технологий и наилучшие доступные технологии.

В разделах 14, 15 представлены экономические аспекты внедрения НДТ и информация о перспективных технологиях.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения об использованных материалах при подготовке справочника НДТ.

VII

ИТС 32—2017

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 ТРГ 32 «Производство полимеров, в том числе биоразлагаемых», состав которой утвержден в соответствии с протоколом совещания под председательством заместителя Министра промышленности и торговли Российской Федерации В.С.Осьмакова от 22 марта 2017 г. № 15-ОВ/12.

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

3    Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание технологий, применяемых при производстве синтетических каучуков, термоэластопластов (ТЭП), полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида (ПВХ), АБС-пластиков, полиэтилентерефталата (ПЭТФ), высокомолекулярных соединений специального назначения и латексов, используемых в производствах и реализованных на территории Российской Федерации технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, ресурсосбережение. Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся наилучшими доступными технологиями. Для НДТ в справочнике установлены соответствующие технологические показатели НДТ.

4    Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

При разработке справочника НДТ был использован справочник Европейского союза НДТ по полимерам Reference Document on Best Available Techniques in the Production of Polymers.

5    Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве синтетических каучуков, термоэластопластов, полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида, АБС-пластиков, полиэтилентерефталата, высокомолекулярных соединений специального назначения и латексов в Российской Федерации, была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстан-дарта от 23 июля 2015 г. № 863.

IX

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

Настоящий справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2017 г. № 2843.

Настоящий справочник НДТ введен в действие cl 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).

X