WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Извлечение органических примесей из сточных вод производства сложных эфиров

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ИДРИСОВА СВЕТЛАНА ФАНИСОВНА

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ

СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ

специальность 03.02.08 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Иваново – 2010

Работа выполнена на кафедре промышленной экологии ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»

Научный руководитель: Доктор химических наук, профессор Гриневич Владимир Иванович
Официальные оппоненты: Доктор химических наук, профессор Светцов Владимир Иванович
Доктор технических наук, доцент Корчагин Владимир Иванович
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева”, г.Москва

Защита состоится «01 » ноября 2010 г. в 14 часов в аудитории Г 205 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.063.02 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Ивановский государственный химико-технологический университет” по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО “Ивановский государственный химико-технологический университет” по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 10.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 153000, г.Иваново, пр.Ф.Энгельса, 7, Ученый совет. Электронный адрес: dissovet@isuct.ru.

Факс: (4932) 325433

Автореферат разослан « » 2010 г.

Ученый секретарь

д.т.н., ст.н.с. Гришина Е.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ивановская область представляет собой регион, на территории которого сосредоточены крупные предприятия машиностроительной, химической и текстильной промышленности. В связи с низким уровнем обеспечения природоохранных мероприятий предприятия области оказывают сильное антропогенное влияние на окружающую среду, в частности, интенсивно загрязняют поверхностные водоисточники. Наиболее сильному влиянию деятельности предприятий подвержен бассейн реки Волга, протяженность которой по территории составляет 173 км. Ежегодно в поверхностные воды Ивановской области сбрасывается 248,84 млн.м3 загрязненных сточных вод. Значительный вклад в загрязнение акватории Волги вносят г.г. Юрьевец, Пучеж и Кинешма, которые из-за отсутствия общегородских очистных сооружений ежегодно сбрасывают в р.Волгу без очистки 8 млн.м3 сточных вод, содержащих 4 тыс.тонн загрязняющих веществ.

Г.г. Кинешма и Заволжск представляют собой районные центры химической промышленности. На их территории расположены крупные химические предприятия – ОАО «Заволжский химический завод им.М.В.Фрунзе» и ОАО «Дмитриевский химический завод», которые производят широкий спектр продукции тонкого и основного органического синтеза, и отходы данных производств вносят наиболее существенный вклад в загрязнение акватории Волги на территории области.

Одним из действующих производств ОАО «Дмитриевский химический завод» г.Кинешма является производство бутилацетата. Данный продукт находит практическое применение в лакокрасочной и кожевенно-обувной промышленности для производства лаков, красок, растворителей, клеев, изготовлении искусственных кож и пленочных материалов. Применяется как растворитель при изготовлении нитролаков и эмалей, при производстве кинофотопленки, целлофана, в качестве экстрагента в медицине, парфюмерии и многих других отраслях. Бутилацетат пользуется устойчивым спросом, как на отечественном, так и зарубежном рынках.

Сточные воды производства бутилацетата содержат органические примеси с составом: бутилацетат в концентрациях до 1,2 масс.%, бутанол в концентрациях до 3,8 масс.% и микроколичества изоамилацетата. При сбросе без дополнительной очистки данные примеси способны оказывать сильное антропогенное влияние на экосистему реки Кинешемка, и далее – реки Волга в её среднем течении. При увеличении объёмов производства такое загрязнение представляет собой прямую угрозу экологическому состоянию бассейна р.Волга на территории Ивановской области. Поэтому решение проблемы извлечения органических примесей из сточных вод производства бутилацетата имеет важное экологическое значение с региональной точки зрения, в связи с чем, представляется актуальным и своевременным.

Цель настоящей работы – разработка научно-обоснованных методов извлечения органических загрязнений из промышленных сточных вод производства сложных эфиров, которые позволят существенно снизить антропогенное влияние действующего производства бутилацетата на экосистему бассейна реки Волга на территории Ивановской области.



Для достижения поставленной цели работы необходимо было решить следующие научные и прикладные задачи:

- оптимизация процесса ректификации реакционной смеси производства бутилацетата, которая направлена на снижение концентраций основных органических примесей в сточных водах производства;

- исследование процессов адсорбции и экстракции бутилацетата и бутанола из водных растворов с определением основных параметров эффективности адсорбционной и экстракционной очистки сточных вод производства бутилацетата;

- выдача рекомендаций по оптимизации основных операций технологии очистки сточных вод производства бутилацетата, предусматривающих снижение энергоемкости природоохранных мероприятий и обеспечивающих качество очистки, отвечающее требованиям к сбрасываемым водам для водоемов рыбохозяйственного назначения;

- эколого-экономическое обоснование эффективности адсорбционной и экстракционной методов очистки сточных вод производства бутилацетата.

Научная новизна. Впервые проведено сравнительное исследование процессов удаления бутилацетата и бутанола из водных растворов с позиций качества очистки технологических сточных вод методами адсорбции и экстракции. Получены термодинамические характеристики адсорбционных равновесий и константы экстракционного распределения органических компонентов. Установлено, что экстракционный метод имеет преимущества по сравнению с адсорбционной очисткой сточных вод производства.

Проведена оптимизация процесса ректификации реакционных масс со стадии этерификации бутилового спирта уксусной кислотой. В оптимальном режиме ректификации концентрация органических примесей в сточных водах не превышала 0,1 масс.%, что в 18 раз ниже параметров действующей технологии. Показано, что организация технологической схемы с использованием системы рекуперации тепла позволяет существенно снизить энергозатраты на стадии ректификации.

Практическая значимость. На основе полученных результатов исследований равновесий в системе жидкость-жидкость и данных по коэффициентам распределения растворенных веществ предложена оптимальная технологическая схема очистки сточных вод производства бутилацетата. Проведенный расчет эколого-экономической эффективности показал, что наиболее оптимальным методом очистки сточных вод производства бутилацетата следует считать экстракционный метод с использованием кумола в качестве экстрагента. Данный метод позволит повысить качество очистки сточных вод до нормативных показателей для водоемов рыбохозяйственного значения. Реализация технологических решений, предлагаемых в работе, позволяет устранить или существенно снизить антропогенное влияние производства бутилацетата, действующего на ОАО «Дмитриевский химический завод» г.Кинешма, на экологическую обстановку бассейна реки Волга на территории Ивановской области. Результаты исследований процессов ректификации, адсорбции и экстракции могут быть использованы другими предприятиями, в технологиях которых применяются операции этерификации алифатических спиртов уксусной кислотой. Эколого-экономические расчеты показали, что величина предотвращенного экологического ущерба при внедрении экстракционного способа очистки составила 16 008,88 рублей.

Достоверность результатов. Результаты, включенные в диссертационную работу, получены на основании исследований, проведенных на высоком научном и техническом уровне. Достоверность результатов обеспечена использованием комплекса надежных физико–химических методов исследований, воспроизводимостью эксперименталь­ных данных, статистической оценкой погрешностей измерений и расчетов, а также хорошим согласованием отдельных результатов с наиболее надежными данными литературы.

Личный вклад автора. Вклад автора заключался в определении целей и задач работы совместно с научным руководителем, проведении теоретических и экспериментальных исследований, разработке прикладных рекомендаций и оценки эколого-экономической эффективности технических решений.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором: на III Международной научно-практической конференции «Инновации и перспективы сервиса» (Уфа 2006г.), III Международной конференции по химической технологии (Москва 2007г.); на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров 2007 г.); на Всероссийских научно-практических конференциях: «Проблемы экологии Южного Урала» (Оренбург 2007 г.), «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства» (Уфа 2006 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 2 статьях опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАКом, в 4 сборниках научных трудов и 3 тезисах докладов.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка цитируемой литературы, включающего 160 источников. Работа изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 22 рисунка, 25 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В обзоре литературы обобщены данные о способах очистки сточных вод при производстве сложных эфиров, рассмотрены традиционные и альтернативные способы очистки, методы контроля содержания органических соединений в сточных водах. Описана область применения ректификационного, адсорбционного и экстракционного методов в технологических процессах, направленных на осуществление природоохранных мероприятий. Выводы из обзора литературы конкретизируют и развивают основные цели и задачи исследования.

В экспериментальной части работы изложены характеристики сточных вод производства бутилацетата, методики исследований процессов адсорбции органических компонентов сточных вод, процессов регенерации активных углей, равновесий жидкость-жидкость в системе вода-бутанол-бутилацетат-кумол. Определение характеристик экстракционных равновесий проводили статистическим методом, анализом состава равновесных фаз. Для определения величин адсорбции бутанола и бутилацетата, а также адсорбционной способности активных углей использовали классический объемный метод адсорбционных исследований. Равновесный состав реакционных сред в адсорбционном и экстракционном эксперименте проводили методом газожидкостной хроматографии. Погрешности в определении концентраций органических компонентов в растворах не превышали 5 % от измеряемых величин.

Показано, что ОАО «Дмитриевский химический завод» оказывает определяющее влияние на состояние окружающей среды, в частности поверхностных вод р. Кинешемка, которая является притоком реки Волга. Сточные воды производства формируются на стадии ректификации реакционных масс, образующихся при этерификации бутанола уксусной кислотой (табл. 1). Поэтому важным этапом в разработке оптимальной технологии очистки является оптимизация режима ректификации в действующей технологии.

Таблица 1

Показатели загрязненности сточных вод производства бутилацетата

Сточная вода рН ХПК, мгО2/л БПК20, мгО2/л Кислот- ность мг-экв/л Смолы, мг/л Сухой остаток мг/л Прокал. остаток мг/л Летучие кислоты мг-экв/л
Стадия этерификации 4,5 14 600 6 650 27 70 1 750 800 105
Стадия нейтрализации 10 70 000 30 500 щелочн. до 1200 108 171 000 99 000 735
Производство высших эфиров 7,0 26 000 14 000 - 200 420 90 21
От промывки оборудования 5,0 3 000 - - - - - -
Показатели суммарных стоков 9 30 000 12 000 щелочн. 320 62 48 000 28 000 260






Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.