Снижение антропогенного воздействия акролеина на окружающую среду в производстве связующих для художественных красок

• Автор: Логинов, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Аналитический обзор

1.1 Краткая историческая справка

1.2 Абсорбция продуктов деструкции растительного масла

1.3 Методы нейтрализации акролеина

1.3.1 Жидкостная каталитическая димеризация

1.3.2 Адсорбционнокаталитическая нейтрализация

1.4 Анализ работы действующей установки полимеризации льняного

2 Адсорбционное и каталитическое обезвреживание отходящих газов от непредельных соединений

2.1 Синтез и исследование физикохимических свойств сорбентов и катализаторов

2.1.1 Методика получения алюмооксидных адсорбентов и методы ис следования их свойств
2.1.2 Методики синтеза и испытания свойств катализаторов
2.1.3 Методика хроматографического анализа акролеина, продуктов его окисления СО, С
2.2 Применение алюмооксидных адсорбентов для очистки газов от ак ролеина
2.3 Каталитическая очистка воздуха от паров акролеина
2.4 Экологическое обоснование применения адсорбционного и ката литического способа очистки вентиляционных газовых выбросов
2.4.1 Экологические и санитарногигиенические требования
2.4.2 Обеспечение пожаро и взрывобезопасности процесса очистки
3 Разработка абсорбционного метода очистки выбросов установки термической полимеризации льняного масла
3.1 Выбор неорганического абсорбента для очистки газов
3.2 Лабораторное моделирование полимеризации льняного масла
3.2.1 Одноступенчатая система очистки
3.2.2 Двухступенчатая система очистки
3.2.3 Моделирование экологически безопасных режимов работы двух ступенчатой системы очистки
4 Экологически безопасная технология полимеризованного льняного
4.1 Оптимальный режим термической полимеризации льняного масла
4.1.1 Термообработка масла в герметично закрытом автоклаве
4.1.2 Полимеризация льняного масла с отводом побочных продуктов
4.2 Экологически безопасная технологическая схема полимеризации льняного масла для художественных красок
4.3 Промышленная реализация разработанной технологии
4.4 Оценка эффективности разработанной и внедренной технологии
4.5 Оценка экологической надежности абсорбционных систем очистки 6 газов полимеризации льняного масла
Выводы
Список использованной литературы


Согласно современным теориям, окисление происходит по месту ненасыщенной связи с образованием неустойчивых перекисных соединений . В дальнейшем возможна сополимеризация перекисных молекул или их распад, приводящий к появлению низкомолекулярных легколетучих веществ, одним из которых является акролеин. Собственно акролеин и представляет основную проблему изза своего резкого неприятного запаха, поэтому требуется практически полное удаление акролеина из газовых выбросов и сточных вод. Для решения вопроса о приемлемости абсорбционного метода очистки отходящих газов полимеризации льняною масла необходимо тщательно рассмотреть причины, по которым водная абсорбция не приносит удовлетворительных результатов. Это приводит к изменению концентрации акролеина и других продуктов деструкции масла в течение всего цикла полимеризации. Поскольку количество выделяющихся продуктов деструкции пропорционально скорости нагрева исходного сырья, наблюдается залповый выброс продуктов деструкции в систему очистки, что приводит к повышению на1рузки на абсорбент и возможному проскоку газов через слой абсорбента. Технологические особенности производств лакокрасочной промышленности не позволяют перевести процессы полимеризации на непрерывный режим, поэтому наиболее вероятным методом исключения залпового выброса является снижение скорости нагрева масла, особенно в интервале температур 00 С. Но в этом случае возможно изменение продукционных свойств вязкость, йодное число и т. Таким образом, усовершенствование системы очистки возможно только за счт интенсификации непосредственно процесса водной абсорбции. Системы очистки действующих установок полимеризации основаны на использовании замкнутой системы водяного орошения улавливающих абсорберов. Конструкция абсорберов может быть различной от полых до тарельчатых, но никогда не применяются наиболее производительные насадочные скрубберы. Причины этого кроются в непостоянстве состава очищаемого газа и, особенно, в снижении температуры газа в абсорбере ниже температуры кипения акролеина, что приводит к его оседанию на кольцах насадки с последующей жидкофазной полимеризацией . Указанные процессы существенно снижают ресурс работы насадочных абсорберов и делают их использование нецелесообразным. Как известно , скорость процесса абсорбции увеличивается с понижением температуры, но в процессе работы температура абсорбента, циркулирующего в замкнутом цикле, увеличивается, что приводит к ухудшению показателей абсорбции. Возможные пути решения этой проблемы имеют существенные недостатки, которые не позволяют их использовать в производстве. Так принудительное охлаждение газового потока от полимеризатора приводит к выделению смолистых органических соединений в трубопроводах и теплообменных элементах, что делает необходимым их разборку и чистку практически после каждого цикла полимеризации . Организация охлаждения циркулирующего абсорбента нецелесообразна в виду малого температурного градиента максимально раствор нагревается до С, поэтому для СевероЗападного региона России оптимальным является установка газоочистного оборудования в неотапливаемом помещении, что позволяет организовать естественное охлаждение абсорбента в холодное время года. Если же устанавливается жаркое лето, то полимеризацию проводят в ночное время. Водная абсорбция продуктов деструкции льняного масла имеет ещ один существенный недостаток. Даже при полном улавливании акролеин и другие органические вещества переходят в водный раствор, который так же подлежит очистке. Анализ функционирования установок, работающих по методу капельного орошения показал , что применение возвратной воды не позволяет достигнуть приемлемой концентрации акролеина в вентиляционных газах, что в первую очередь объясняется приближением к состоянию равновесия между содержанием акролеина в водной и газовой фазах . Для смещения абсорбционного равновесия и увеличения степени очистки необходимо извлекать акролеин из жидкой фазы и только после этого направлять воду на повторную абсорбцию. Решение данной проблемы может быть достигнуто методом каталитической жидкофазной полимеризации акролеина .