Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Сентябрь » 28 » Утилизация отходов производства НГЦ
20:16
Утилизация отходов производства НГЦ

    Мы закончили ознакомление с различными технологическими циклами производства НГЦ, сейчас остановимся на экономических и экологических моментах этой темы.

    Итак, весь процесс нитрации глицерина на современном предприятии занимает не более 1 секунды и протекает при 45*С в емкости объемом не более 2 литров. Это позволяет иметь производительность от 1200-1600 кг в час и выше для одной линии. Но, то, что мы "натворили" в этом сосудике приходится расхлебывать в целой цепочке цехов и технологических сооружений. Ведь, НГЦ следует отделить, промыть, стабилизировать, инжектировать в соседний цех, еще останется куча промывных вод, отработанная кислотная смесь и пр. жидкие отходы. Здравый смысл указывает на необходимость максимально безопасно и целесообразно использовать эти отходы.

    Начнем с кислотной смеси. Отработанная кислотная смесь обычно содержит около 10-11% азотной кислоты и до 2,7% НГЦ. Эти компоненты несколько осложняют процесс. Наиболее целесообразной утилизацией на сегодняшний день является центрифугирование в высокооборотных сепараторах. В ходе этого процесса удается отделить еще немного НГЦ, который немедленно разбавляется водой и направляется на промывку и стабилизацию.

   Следует напомнить, что НГЦ обладает с концентрированными кислотами заметной взаимной растворимостью, что не позволяет отделить весь НГЦ механическими методами. На графике представлена растворимость НГЦ в отработанной кислотной смеси в зависимости от ее состава.

    Для обеспечения безопасности обезвреживания отработанной кислотной смеси, используют ее отстаивание в течение суток. Можно было бы и больше, но, объем ОКС, и за сутки огромен, а хранилище для него изготовлено из высококачественной легированной стали, что экономически весьма накладно. В процессе отстаивания происходит, не столько выделение НГЦ в отдельную фазу (этот процесс был завершен в центрифуге), а большей частью процесс химической деструкции НГЦ, в том числе, под действием кислот. На графике ниже представлена скорость разложения НГЦ и его ближайшего родственника динитрата диэтиленгликоля (так же, находящего широкое применение в технологии баллиститных порохов и ТРТ).

   Следовательно, солидная часть НГЦ, содержащаяся в ОКС разлагается при отстаивании. Но, остается азотная кислота и значительное количество, как самого НГЦ, так и органических продуктов его разложения. Для их удаления используют простой метод, ОКС нагревают при перемешивании и деаэрации. Этот процесс протекает в специальной установке, носящей название “цершторколонна”. Технологическая схема работы данного аппарата изображена ниже.

    Принцип действия колонны основан на нагревании ОКС перегретым паром через стенки теплообменника из легированной нержавеющей стали. Перемешивание и деаэрация обеспечиваются перетеканием ОКС по развитой поверхности колонны. При этом происходит окончательное разложение всей органики, включая НГЦ, разрушение большей части азотной кислоты и испарение воды и оксидов углерода (а так же, других продуктов разложения органики). Температура нагрева ОКС в колонне составляет 90-100*С. На выходе ОКС охлаждают в кожухо-трубчатом теплообменнике холодной водой.

    После денитрации ОКС представляет собой разбавленную серную кислоту с крепостью 60-70% и примесями азотной кислоты. Продукты разложения азотной кислоты – оксиды азота, выходят из аппаратов через теплообменник, в котором охлаждаются, и направляются на абсорбцию водой или разбавленной серной кислотой. Серная кислота идет на приготовление новой партии рабочей КС, иногда после предварительного упаривания с целью удаления воды.

  Промывные воды так же подвергаются сепарации или непродолжительному отстаиванию в так называемых “лабиринтах”, еще их называют бассейны. Лабиринт представляет собой емкость с наклонным дном и змеевидной канавкой на дне, образованной приваренными к дну бордюрчиками из легированной стали. Стоки подаются в часть бассейна с меньшей глубиной, а отводятся с противоположного края. Двигаясь вдоль дна, поток расширяется, его скорость падает, поток несколько завихряется у дна, увеличивая дистанцию движения в пределах бассейна. Это способствует выпадению до 98% всего взвешенного НГЦ на дно бассейна. Периодически на дне может скапливаться до литра НГЦ, который сливают из углубления в самом глубоком месте бассейна (куда он стекает, повинуясь силе тяжести).

   В воде НГЦ растворим достаточно слабо (реальная остаточная концентрация 0,05 – 1%), поэтому долгое время стоки просто сливали в технологические водоемы, а из них в местные реки или озера. Случалось, что на дне технологических водоемов, около предприятий пороховой промышленности, на дне за годы скапливался, так называемый “нитроил”, или мелкодисперсная смесь минерального ила с нитроцеллюлозой, пропитанная НГЦ. Периодически рекомендовалось даже производить подрыв на дне водоема небольшого заряда ТНТ для уничтожения скапливающегося слоя нитроила. Поэтому на берегах таких водоемов не строили зданий и сооружений, а размещались они на охраняемой территории.

    Сегодня предложено множество методов экстракции НГЦ из сточных вод. Наиболее подходящим элюентом для этих целей могут служить ароматические нитропроизводные, в первую очередь, мононитротолуол (смесь орто- и пара-изомеров). Полученные смеси можно использовать для изготовления промышленных БВВ широкого спектра применения.

   Аналогично запатентованы технологии экстракции остаточного НГЦ из ОКС, где его намного больше и он значительно больше мешает. В этом случае производят промывку полученной смеси и ее стабилизацию, затем, так же, направляют на сенсибилизацию промышленных БВВ.

    Из альтернативных методов можно добавлять в ОКС 3-4% воды (автор метода Берковик) для снижения растворимости НГЦ и его отделения гравитационными методами. Этот метод ограниченно используется сегодня на ряде предприятий.

   Итак, мы закончили достаточно подробное рассмотрение технологических тонкостей, связанных с НГЦ. Позже мы еще вернемся к некоторым моментам при изучении других органических нитратов, а сейчас займемся направлениями использования полученного НГЦ в промышленности энергонасыщенных соединений.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 1114 | Добавил: Chemadm | Теги: нитроглицерин, сточные воды, отходы химические | Рейтинг: 5.0/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]