СПРАВКА
Источник публикации
М., 2025
Примечание к документу
Текст документа приведен в соответствии с публикацией на сайте https://www.rst.gov.ru/portal/gost по состоянию на 12.02.2026.
Документ вводится в действие с 01.09.2026.
Взамен ИТС 34-2020.
Название документа
"ИТС 34-2025. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство прочих основных неорганических химических веществ."
(утв. Приказом Росстандарта от 11.12.2025 N 2731)
"ИТС 34-2025. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство прочих основных неорганических химических веществ."
(утв. Приказом Росстандарта от 11.12.2025 N 2731)
Приказом Росстандарта
от 11 декабря 2025 г. N 2731
ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК
ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
ПРОИЗВОДСТВО ПРОЧИХ ОСНОВНЫХ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Production of other basic inorganic chemicals
ИТС 34-2025
Дата введения
1 сентября 2026 года
Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям "Производство прочих основных неорганических химических веществ" (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при производстве твердых и других неорганических химических веществ.
Краткое содержание справочника НДТ:
Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.
Предисловие. Указаны 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 твердых и других неорганических химических веществ в Российской Федерации. Также в разделе 1 приведен краткий обзор экологических аспектов производства прочих основных неорганических химических веществ.
В разделах 2 - 6 представлена информация по производству концентрированной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция, пероксида водорода, водорода электролизом воды.
В разделах 8 - 9 представлены НДТ и информация о перспективных технологиях.
Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения об использованных материалах при подготовке справочника НДТ.
Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ.
Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. N 1458 "О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям". Перечень областей применения наилучших доступных технологий определен распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р.
1 Статус документа
Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.
2 Информация о разработчиках
Справочник НДТ разработан технической рабочей группой "Производство прочих основных неорганических химических веществ" (ТРГ 34), состав которой утвержден приказом Минпромторга России от 04 апреля 2025 г. N 1646.
Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru).
3 Краткая характеристика
Справочник НДТ содержит описание применяемых в производстве концентрированной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция, пероксида водорода, водорода электролизом воды, 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 (НДТ). Для НДТ в справочнике НДТ установлены соответствующие технологические показатели НДТ.
4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами
При разработке справочника НДТ был использован справочник Европейского союза по НДТ "Европейская комиссия. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям для производства твердых и других неорганических химикатов. Август 2007 г." с учетом особенностей производства прочих основных неорганических химических веществ в Российской Федерации.
5 Сбор данных
Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве продуктов, относящихся к сфере распространения настоящего справочника, была собрана в процессе актуализации справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора и обработки данных, необходимых для разработки и актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям, утвержденным приказом Минпромторга России 18 декабря 2019 г. N 4841.
6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ
Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разработанными в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от от 10 июня 2022 г. N 1537-р, приведена в разделе "Область применения".
7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие
Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 11 декабря 2025 г. N 2731.
Справочник НДТ введен в действие с 1 сентября 2026 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru).
8 Взамен ИТС 34-2020
Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:
- производство концентрированной азотной кислоты;
- производство трихлорсилана и тетрахлорсилана;
- производство азотнокислого стронция;
- производство пероксида водорода;
- производство водорода электролизом воды.
Справочник НДТ также распространяется на технологические процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать или оказывают влияние на количество (массы) эмиссий в окружающую среду или на масштабы загрязнения окружающей среды:
- хранение и подготовка сырья;
- производственные процессы;
- методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;
- упаковка и хранение продукции.
Справочник НДТ не распространяется на:
- добычу и обработку сырья на месторождениях;
- вопросы, относящиеся исключительно к обеспечению промышленной безопасности или охране труда.
Вопросы охраны труда рассматриваются частично и только в тех случаях, когда они оказывают непосредственное влияние на виды деятельности, включенные в область применения настоящего справочник НДТ.
Дополнительные виды деятельности, осуществляемые при производстве прочих основных неорганических химических веществ, и соответствующие им справочники НДТ, приведены в таблице 1.
Таблица 1
прочих основных неорганических химических веществ
и соответствующие им справочники НДТ
Вид деятельности | Соответствующий справочник НДТ |
Добыча сырья | ИТС 16-2016 "Горнодобывающая промышленность. Общие процессы и методы" |
Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух | 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" |
Очистка и утилизация сточных вод | ИТС 8-2022 "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях" |
Утилизация и обезвреживание отходов | ИТС 15-2025 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов))" |
Размещение отходов | ИТС 17-2024 "Размещение отходов производства и потребления" |
Хранение и складирование товаров (материалов) | ИТС 46-2019 "Сокращение выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов)" |
Системы охлаждения | ИТС 20-2016 "Промышленные системы охлаждения" |
Использование энергии и энергоресурсов | ИТС 48-2023 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности" |
Обращение со сточными водами и выбросами | ИТС 47-2023 "Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности" |
Осуществление производственного экологического контроля | ИТС 22.1-2021 "Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения" |
Сфера распространения настоящего справочника НДТ приведена в таблице 2.
Таблица 2
Наименование продукции по ОК 034-2014 (ОКПД 2) | Наименование вида деятельности по ОКВЭД 2 | ||
Производство промышленных газов | |||
Водород | |||
Производство прочих основных неорганических химических веществ | |||
Нитраты (кроме калия) | |||
Соли неорганических кислот или пероксикислот прочие | |||
Пероксид водорода (перекись водорода) | |||
Производство удобрений и азотных соединений | |||
Производство азотных кислот, сульфоазотных кислот, аммиака | |||
Кислота азотная |
Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие процессы получения водорода:
- метод электролиза воды.
Химическая отрасль промышленности (химический комплекс) принадлежит к числу базовых отраслей российской индустрии. Химический комплекс закладывает основы ее долгосрочного и стабильного развития и оказывает существенное влияние на структурные изменения в экономике, обладающие существенным макроэкономическим эффектом и влияющие на уровень национальной конкурентоспособности и темпы роста экономики в целом.
Химическая отрасль востребована всеми другими отраслями хозяйства, и от ее состояния и развития зависят уровень национальной конкурентоспособности, темпы роста экономики, благосостояние государства. Значение химической отрасли промышленности постоянно растет. Ее продукция стабильно и разнообразно используется во всех сферах человеческой деятельности и в быту.
Потребителями продукции химического комплекса являются практически все отрасли промышленности, транспорта, сельского хозяйства, сфера услуг, торговля, наука, культура и образование, оборонный комплекс.
Химический комплекс России играет значимую роль в национальной экономике с точки зрения его вклада в занятость, объем отгруженных товаров и внешнеторговый баланс.
В химической индустрии насчитывается около 800 крупных и средних промышленных предприятий и более 100 научных и проектно-конструкторских организаций, опытных и экспериментальных заводов с общей численностью сотрудников более 740 тыс. человек.
Инвестиции в основной капитал для вида деятельности "Производство химических веществ и химических продуктов" в 2019 году составили 471,7 млрд руб., что составляет 2,4% от совокупных инвестиций, направленных на развитие экономики и социальной сферы Российской Федерации организациями всех форм собственности [14].
ИС МЕГАНОРМ: примечание. В официальном тексте документа, видимо, допущена опечатка: имеется в виду "продукцию химии", а не "продукцию низких". |
На текущий момент Россия активно вовлечена в международную торговлю и, как следствие, зависима от спроса на российскую продукцию низких на зарубежных рынках. Этим объясняется позитивная динамика экспорта продукции химического комплекса. За период с 2000-го по 2018-ый годы темпы роста экспорта продукции химического комплекса составили около 13%.
Рисунок 1.1 - Экспорт продуктов неорганической
химии в 2015 - 2019 годах (по данным Таможенной
статистики внешней торговли Российской Федерации;
International Trade Centre Trade map)
Рисунок 1.2 - Инвестиции в основной капитал для вида
деятельности "Производство химических веществ и химических
продуктов" в 2015 - 2019 годах [14]
Экспортная продукция в структуре объема отгруженных товаров химического комплекса превышает 30%. Внутреннее потребление продукции химической промышленности Российской Федерации находится в сильной зависимости от импорта: на протяжении последних пяти лет доля импорта в структуре потребления составляет 30% и более.
Химическая промышленность обладает широкой сырьевой базой, позволяющей утилизировать некоторые виды отходов производства и потребления и активно использовать вторичное сырье, что способствует более экономному расходованию природных и энергетических ресурсов. Кроме того, она создает продукты (вещества), которые применяют для химической очистки и обеззараживания воды, воздуха, для защиты и роста растений и восстановления почв.
С другой стороны, химическая промышленность относится к числу достаточно проблемных с точки зрения экологии отраслей, воздействующих практически на все компоненты окружающей среды, что определяет необходимость и актуальность реализации дополнительных природоохранных мероприятий, обеспечивающих необходимую и достаточную экологическую безопасность производств.
Экологические факторы в химической отрасли промышленности не только влияют на конкретное размещение и функционирование химических предприятий, но и определяют необходимость и эффективность использования и переработки любых, даже самых токсичных и опасных, отходов. Однако все более актуальным и значимым становится вопрос об утилизации продукции химических предприятий, так как многие ранее известные и новые вещества и материалы, создаваемые отраслью, практически не разлагаются. Главные проблемы, стоящие перед отраслью: развитие производств новейших видов продукции тонкой химии (чистые вещества, реактивы), микробиологической промышленности; создание небольших производств, не оказывающих существенного воздействия на окружающую среду.
На сегодняшний день можно выделить ряд ключевых проблем химической отрасли промышленности Российской Федерации:
1) высокие цены и отсутствие необходимого ассортимента сырья для отдельных производств химической отрасли промышленности;
2) высокий уровень износа ряда производственных мощностей;
3) высокие капитальные затраты на строительство новых химических производств;
4) недостаточное развитие научного и технологического потенциала химического комплекса;
5) высокие цены на электроэнергию и железнодорожные перевозки, недостаток транспортно-логистической инфраструктуры, сложность ее расширения и обеспечения доступа к ней;
6) недостаточное развитие системы технического регулирования, отраслевых стандартов и системы контроля качества продукции химического комплекса;
7) недостаточная емкость внутреннего рынка химических продуктов;
8) зависимость стратегических производств отрасли от импортного сырья;
9) недостаточное развитие кадрового потенциала и высокопроизводительных рабочих мест.
Обозначенные проблемы наиболее актуальны для всех отраслей химической промышленности и комплексно влияют на состояние всей промышленности в целом, поэтому их решение поможет значительно повысить конкурентоспособность химического комплекса России и каждого из его сегментов в отдельности.
Следует также отметить некоторые преимущества химического комплекса перед другими отраслями:
- разнообразие и относительная доступность исходного сырья;
- относительно небольшая доля отходов производства, плохо поддающихся утилизации или обезвреживанию;
- использование материальных ресурсов и энергоресурсов может быть комбинированным;
- возможность производства идентичных продуктов из разного исходного сырья.
С принятием Генеральной Ассамблеей ООН Повестки дня в области устойчивого развития на период до 2030 года, а также с подписанием Парижского соглашения по климату, мировое сообщество признало, что химическая промышленность может внести значительный вклад в достижение поставленных целей, в частности, способствуя достижению минимизации энергетических затрат и вовлечению альтернативного сырья. Химические технологии практически всегда присутствуют в инновациях, которые позволяют другим отраслям промышленности сократить ресурсопотребление и повысить энергоэффективность. Таким образом, химический комплекс - это отрасль, способствующая достижению амбициозных климатических целей и позволяющая стране вступить на путь устойчивого роста.
Концентрированная азотная кислота выпускается двух марок - А и Б.
Азотную кислоту марки А используют при производстве изделий электронной и радиоэлектронной промышленности, в процессах нитрования органических соединений, при изготовлении взрывчатых веществ, при химической обработке металлов, в медицинской промышленности, при производстве пластмасс, а также и для других целей.
Азотную кислоту марки Б используют для гальванических работ, при изготовлении химических реактивов, для растворения примесей промышленных продуктов, в процессах нитрования органических соединений, при производстве взрывчатых веществ и для других целей.
2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в производстве концентрированной азотной кислоты
В настоящем разделе описано два способа производства концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнимающего вещества (нитрата магния), отличающихся подходом к обращению с нитрозными газами и ассортиментом выпускаемой продукции.
Способ производства основан на концентрировании слабой азотной кислоты с использованием раствора нитрата магния в качестве водоотнимающего средства. Агрегат состоит из узлов концентрирования азотной кислоты, концентрирования плава и ректификации сокового пара (рисунок 2.1):
концентрированной азотной кислоты
Для приготовления раствора нитрата магния в реактор из бака-смесителя заливают слабую азотную кислоту. Затем в реактор из сборника насосом подают конденсат сокового пара, а при его отсутствии или недостатке - химически очищенную воду. При непрерывной циркуляции азотной кислоты в реактор из бункера через тарельчатый питатель подают магнезит. По окончании приготовления партию раствора нитрата магния из реактора насосом подают в фильтр-пресс. Готовый раствор нитрата магния из фильтр-пресса подают в сборники.
Упаривание свежего и отработанного раствора нитрата магния проводят в выпарном аппарате с соосной греющей камерой, выносной зоной кипения, с принудительной циркуляцией, в котором часть растворителя переводят в парообразное состояние и в виде пара удаляют из жидкой смеси.
Из сепаратора выпарного аппарата концентрированный плав нитрата магния переливают в сборник плава. Из сборника плав с массовой долей нитрата магния 72 - 76% насосом закачивают в напорный бак плава, и далее подают в колонну концентрирования.
В колонну концентрирования подают слабую азотную кислоту из напорного бака. Для отдувки азотной кислоты от оксидов азота и предотвращения образования пирофорных соединений в холодильник-конденсатор паров азотной кислоты колонны подают технологический воздух. Разбавленный раствор нитрата магния после колонны концентрирования возвращают в выпарной аппарат для повторного использования. Выходящие из колонны концентрирования пары концентрированной азотной кислоты конденсируют в выносном конденсаторе. После конденсатора концентрированную азотную кислоту делят на два потока: флегму, возвращаемую в колонну, и продукционную кислоту, направляемую в хранилища.
Нитрозные газы от агрегатов концентрирования азотной кислоты передаются в производство неконцентрированной азотной для дальнейшей утилизации.
Нитрозные газы, выделяющиеся из хранилищ, дренажного бака и точек налива железнодорожных цистерн, отсасываются газодувкой и направляются в промыватель, а затем на производство неконцентрированной азотной кислоты для дальнейшей утилизации.
Описание технологического процесса приведено в таблице 2.1, перечень основного и природоохранного оборудования - в таблицах 2.2 и 2.3 соответственно.
Таблица 2.1
концентрированной азотной кислоты
Входной поток | Стадия технологического процесса | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Природоохранное оборудование | |
Основные, побочные и промежуточные продукты | Эмиссии | ||||
1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 4 | 5 |
Магнезит Конденсат сокового пара Неконцентрированная азотная кислота | Приготовление раствора нитрата магния | Раствор нитрата магния | Реактор | ||
Раствор нитрата магния | Фильтрация | Раствор нитрата магния | Фильтр-пресс | ||
Раствор нитрата магния Разбавленный раствор нитрата магния со стадии концентрирования | Упаривание | Концентрированный сплав нитрата магния Соковый пар на ректификацию | Выпарной аппарат | ||
Концентрированный сплав нитрата магния Слабая азотная кислота | Концентрирование | Пары концентрированной азотной кислоты Разбавленный раствор нитрата магния на стадию упаривания | Колонна концентрирования | ||
Соковый пар со стадии упаривания | Ректификация сокового пара | Конденсат сокового пара на стадию приготовления раствора нитрата магния Слабая азотная кислота на стадию промывки нитрозных газов | Колонна | ||
Пары концентрированной азотной кислоты | Конденсация паров азотной кислоты | Продукционная крепкая азотная кислота Нитрозные газы на промывку | Конденсатор | ||
Нитрозные газы Слабая азотная кислота со стадии ректификации сокового пара | Промывка | Конденсат в сборник Нитрозные газы на производство слабой азотной кислоты | Промыватель | ||
Таблица 2.2
концентрированной азотной кислоты
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Технологические характеристики |
Реактор | Приготовление раствора нитрата магния | - |
Фильтр-пресс | Фильтрация раствора нитрата магния | - |
Выпарной аппарат | Упаривание раствора нитрата магния | - |
Колонна концентрирования | Получение концентрированной азотной кислоты | - |
Колонна | Ректификация сокового пара | - |
Конденсатор | Конденсация паров азотной кислоты | - |
Таблица 2.3
концентрированной азотной кислоты
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Технологические характеристики |
Промыватель | Промывка нитрозного газа | - |
2.1.2 Производство концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной специальной, меланжа кислотного
Процесс производства концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной специальной, меланжа кислотного состоит из нескольких основных стадий (рисунок 2.3):
- концентрирование азотной кислоты;
- приготовление раствора нитрата магния из магнезита, регенерация отработанного плава нитрата магния и ректификация сокового пара;
- промывка нитрозных газов;
- получение меланжа кислотного;
- получение специальной азотной кислоты;
- каталитическая очистка нитрозных газов от оксидов азота.
кислоты, кислоты азотной специальной, меланжа кислотного
Концентрирование азотной кислоты
Концентрирование азотной кислоты происходит в колонне, которая состоит из:
- куба-сепаратора;
- зоны денитрации;
- зоны смешивания;
- зоны промывки;
- зоны ректификации;
- укрепляющей зоны.
Неконцентрированную азотную кислоту подают из напорного бака в среднюю часть колонны ниже ввода плава. Плав нитрата магния подают самотеком из напорного бака.
При смешивании неконцентрированной азотной кислоты и плава нитрата магния в колонне происходит вскипание кислоты. Вверху колонны поддерживается вакуум, который создается газодувкой.
Закисленный плав из зоны смешивания сливается на расположенные ниже тарелки в зону денитрации, где за счет продувки соковым паром, подымающимся из кипятильника, происходит его частичная денитрация. Плав перетекает по переливам колпачковых тарелок зоны денитрации, поглощая пары воды и частично избавляясь от азотной кислоты. Затем разбавленный и закисленный плав поступает в трубное пространство кипятильника. В межтрубное пространство греющей камеры кипятильника подается пар. Образовавшаяся в кипятильнике парожидкостная эмульсия поступает в куб-сепаратор колонны.
В кубе-сепараторе колонны происходит разделение сокового пара и плава. Соковый пар поднимается вверх колонны, барботируя через слой плава на тарелках зоны денитрации и обогащаясь кислотой. Плав из куба колонны поступает в выпарной аппарат.
Соковый пар, поднявшийся в зону промывки, смешивается с основной массой паров азотной кислоты. В зоне промывки пары азотной кислоты отделяются от частиц нитрата магния концентрированной азотной кислотой, перетекающей на насадку зоны промывки с вышерасположенных тарелок колонны. Насадка служит для увеличения площади контакта жидкой азотной кислоты и паров азотной кислоты. Промывка паров азотной кислоты жидкой азотной кислотой предотвращает увеличение содержания прокаленного остатка в продукционной кислоте при различных режимах работы колонны.
В зоне ректификации при помощи стекающей концентрированной азотной кислоты происходит дальнейшее разделение паров азотной кислоты с конденсацией паров воды и концентрированием паров.
Окончательное удаление водяных паров и концентрирование паров азотной кислоты происходит в укрепляющей зоне колонны с помощью флегмы.
Концентрированные пары азотной кислоты из верхней части колонны поступают в межтрубное пространство конденсатора, охлаждаются и конденсируются. Основная часть (продукционная кислота) кислоты после конденсатора поступает в хранилище на склад готовой продукции, другая же часть концентрированной азотной кислоты возвращается в колонну в качестве флегмы.
Из конденсатора осуществляют отсос нитрозных газов газодувкой в предварительный промыватель для промывки от паров азотной кислоты.
Для доокисления и отдувки оксидов азота, образовавшихся в результате разложения азотной кислоты, в конденсатор подают атмосферный воздух.
Приготовление раствора нитрата магния из магнезита, регенерация отработанного плава нитрата магния и ректификация сокового пара
Приготовление раствора нитрата магния осуществляется в периодическом реакторе. В реактор подают конденсат сокового пара (или очищенную воду), азотную кислоту и магнезит.
По окончании процесса раствор нитрата магния расфильтровывают, после чего готовый раствор нитрата магния подают в сборники.
Упаривание свежего и отработанного раствора нитрата магния проводят в выпарном аппарате с принудительной циркуляцией.
Плав нитрата магния из куба-сепаратора колонны поступает самотеком в выпарной аппарат на всас циркуляционного насоса. Регенерацию отработанного плава нитрата магния производят в выпарном аппарате с принудительной циркуляцией под вакуумом, для создания которого используют пароэжекционный вакуум-насос.
Плав подают циркуляционным насосом в трубное пространство греющей камеры выпарного аппарата. В межтрубное пространство греющей камеры подают пар.
Парожидкостная смесь из греющей камеры поднимается в сепаратор выпарного аппарата, где происходит ее вскипание и разделение на соковый пар и восстановленный плав.
Соковый пар с массовой долей азотной кислоты не более 5% из сепаратора выпарного аппарата поступает в колонну ректификации. Соковый пар под действием вакуума, создаваемого пароэжекционным вакуум-насосом, поднимается в укрепляющую часть колонны, барботируя через слой промывной жидкости на тарелках колонны, насыщаясь парами воды, поступает в конденсатор сокового пара для охлаждения и конденсации.
В качестве промывной жидкости используют конденсат сокового пара. Конденсат сокового пара, перетекая по переливам колпачковых тарелок колонны и насыщаясь азотной кислотой, стекает в куб колонны.
Инерты и несконденсированные пары азотной кислоты после конденсатора поступают на эжектор I ступени пароэжекционного вакуум-насоса, затем - в промежуточный холодильник, где происходит конденсация пара (эжектирующей среды) и сокового пара, далее инерты поступают на эжектор II ступени с последующей конденсацией остатков сокового пара в конденсаторе. Несконденсировавшиеся инерты сбрасывают в атмосферу.
Промывка нитрозных газов
Нитрозные газы (объемная доля оксидов азота не более 10%, паров азотной кислоты - не более 30%) из конденсатора поступают в боковой штуцер верхней части предварительного промывателя. На орошение верхней части промывателя подается азотная кислота (массовая доля не более 60%).
После предварительного промывателя нитрозный газ с объемной долей оксидов азота не более 10%, паров азотной кислоты - не более 1% поступает в нижнюю часть промывателя.
Промывка нитрозного газа в промывателе ведется противотоком, нитрозный газ движется снизу вверх навстречу кислоте.
В промывателе происходит процесс абсорбции оксидов азота с выделением тепла:
После промывателя нитрозный газ с массовой долей оксида азота не более 1,5%, азотной кислоты не более 0,1%, воды не более 4% поступает на всас газодувки и подается на каталитическую очистку.
Получение меланжа кислотного
Меланж кислотный получается путем смешивания концентрированной азотной кислоты с серной кислотой в меланжере. Концентрированная азотная кислота подается в меланжер насосом из хранилища концентрированной азотной кислоты склада готовой продукции цеха. Серная кислота поступает из хранилища серной кислоты в мерник. Из мерника серная кислота самотектом стекает в меланжер. В меланжере происходит перемешивание серной и азотной кислот до однородного состава путем циркуляции в течение 1,5 часов.
По окончании циркуляции из меланжера производится отбор пробы меланжа для анализа. Готовый меланж перекачивается насосом в хранилище меланжа или в железнодорожную цистерну.
Нитрозный газ из хранилищ, меланжеров, железнодорожных цистерн поступает на всас газодувки и подается на каталитическую очистку.
Получение специальной азотной кислоты
Получение специальной кислоты производится в хранилище специальной азотной кислоты при смешивании неконцентрированной азотной кислоты и концентрированной азотной кислоты.
Неконцентрированная азотная кислота поступает в хранилище специальной азотной кислоты с производства неконцентрированной азотной кислоты. Концентрированная азотная кислота подается в хранилище специальной кислоты насосом из хранилища концентрированной азотной кислоты.
После дозирования компонентов производится циркуляция кислоты для ее перемешивания насосом в течение двух часов, затем отбирается проба специальной кислоты для анализа из хранилища.
Налив специальной кислоты в железнодорожную цистерну производится насосом из хранилища специальной азотной кислоты.
Нитрозный газ из хранилищ, железнодорожных цистерн поступает на всас газодувки и подается на каталитическую очистку.
Каталитическая очистка нитрозных газов
Каталитическая очистка нитрозных газов предусматривает восстановление оксидов азота аммиаком на катализаторе с последующим рассеиванием продуктов через выхлопную трубу.
Метод очистки - низкотемпературное каталитическое восстановление оксидов азота аммиаком в реакторе на алюмованадиевом катализаторе при температуре от 280 до 300 °C с предварительным подогревом нитрозных газов в камере сгорания.
Нитрозные газы после производства концентрированной азотной кислоты, со склада концентрированной азотной кислоты поступают по трубопроводу в фильтр для улавливания капель азотной кислоты.
Нитрозные газы после фильтра с объемной долей: оксидов азота не более 1,5%, паров азотной кислоты не более 0,1% с нагнетания газодувки поступают в камеру сгорания для подогрева, который производится за счет сжигания природного газа. Для поддержания процесса горения в топке камеры сгорания используется часть нитрозного газа, содержащего в своем составе свободный кислород. Основная часть нитрозных газов направляется в зазор между кожухом камеры сгорания и топкой, охлаждает стенки топки и после топки смешивается с горячим газом из топки, поступает в смеситель реактора. Температура нитрозных газов после камеры сгорания поддерживается от 280 до 350 °C.
Для восстановления оксидов азота используется газообразный аммиак. Очищенный и подогретый аммиак поступает в среднюю часть смесителя реактора, в котором смешивается с нитрозными газами. Нитрозно-аммиачная смесь проходит завихритель смесителя и поступает в верхнюю часть реактора, в которой, за счет перфорированных конусов, меняет направление потоков газа с целью их лучшего перемешивания, и поступает на слой катализатора.
Разложение нитрозного газа аммиаком происходит на катализаторе.
В реакторе протекает реакция восстановления оксидов азота:
Избыточный аммиак реагирует с кислородом:
Очищенный нитрозный газ выбрасывается в выхлопную трубу. Массовая доля в нитрозных газах: оксидов азота не более 0,01%, аммиака - не более 0,03%.
ИС МЕГАНОРМ: примечание. Повтор в тексте дан в соответствии с официальным текстом документа. |
Описание технологического процесса приведено в таблице 2.4, перечень основного и природоохранного оборудования оборудования - в таблицах 2.5 и 2.6 соответственно.
Таблица 2.4
концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной
специальной, меланжа кислотного
Входной поток | Стадия технологического процесса | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Природоохранное оборудование | |
Основные, побочные и промежуточные продукты | Эмиссии | ||||
1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 4 | 5 |
Магнезит Вода Неконцентрированная азотная кислота Обессоленная вода Конденсат сокового пара | Приготовление раствора нитрата магния | Раствор нитрата магния | Реактор | ||
Раствор нитрата магния Насыщенный пар | Выпаривание | Плав нитрата магния Соковый пар Паровой конденсат | Выпарной аппарат Вакуум-насос | ||
Плав нитрата магния Неконцентрированная азотная кислота | Ректификация | Пары азотной кислоты Разбавленный плав нитрата магния | Колонна концентрирования | ||
Пары азотной кислоты Атмосферный воздух Охлажденная оборотная вода | Конденсация | Концентрированная азотная кислота Нитрозный газ Горячая оборотная вода | Конденсатор | ||
Разбавленный плав нитрата магния Насыщенный пар | Регенерация плава нитрата магния | Плав нитрата магния Соковый пар Паровой конденсат | Кипятильник Выпарной аппарат | ||
Соковый пар | Ректификация сокового пара | Конденсат сокового пара на получение раствора нитрата магния | |||
Нитрозный газ с содержанием азотной кислоты 30% и оксидов азота - 10% Конденсат сокового пара | Промывка нитрозного газа | Нитрозный газ с содержанием азотной кислоты 0,5% и оксидов азота - 1% | Промывная колонна Предварительный промыватель | ||
Соковый пар | Абсорбция, конденсация | Конденсат сокового пара | Ректификационная колонна Конденсатор Пароэжекционный вакуум-насос | ||
Концентрированная азотная кислота Серная кислота | Получение меланжа кислотного | Меланж кислотный | Меланжер Мерник серной кислоты Погружной насос | ||
Неконцентрированная азотная кислота Концентрированная азотная кислота | Получение специальной азотной кислоты | Специальная азотная кислота | Хранилище специальной азотной кислоты Центробежный насос специальной азотной кислоты | ||
Нитрозный газ Природный газ Аммиак | Нагрев нитрозного газа перед каталитической очисткой, каталитическая очистка нитрозных газов | Отходящий газ в атмосферу | Камера сгорания Газодувка нитрозных газов | Реактор | |
Таблица 2.5
концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной
специальной, меланжа кислотного
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Технологические характеристики |
Колонна концентрирования азотной кислоты | Солевая ректификация доазеотропной азотной кислоты | Вертикальный тарельчато-насадочный цилиндрический аппарат - тарельчатая колонна с приваренным эллипсоидным днищем. Колонна состоит из куба-сепаратора и восьми царг, в которых установлены 13 колпачковых тарелок и пять ситчатых тарелок |
Кипятильник плава нитрата магния | Подогрев разбавленного плава нитрата магния перед возвратом его в кубовую часть колонны концентрирования | Вертикальный кожухотрубный теплообменник Количество трубок - 1627 шт. Площадь теплообмена - 632 м2 |
Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией плава нитрата магния: | Регенерация разбавленного плава нитрата магния перед подачей его в колонну концентрирования | - |
- греющая камера | Количество трубок - 1083 шт. Площадь теплообмена - 357 м2 | |
- сепаратор | Диаметр - 2600 мм Высота - 4250 мм | |
- циркуляционная труба | Диаметр - 800 мм | |
- циркуляционный насос со стояночным сальниковым уплотнением с гидровыпрессовкой | Производительность - 3870 м3/ч Высота напора - 45 м вод. ст. Мощность - 132 кВт | |
Колонна ректификационная | Очистка сокового пара от паров азотной кислоты | Ступенчатый цилиндрический аппарат, состоящий из двух частей: исчерпывающей (нижней) и укрепляющей (верхней) с колпачковыми тарелками типа ТСКР |
Конденсатор сокового пара | Конденсация сокового пара | Горизонтальный кожухотрубный теплообменник Количество трубок - 896 шт. Поверхность теплообмена - 282 м2 |
Пароэжекторный вакуум-насос двухступенчатый с поверхностным конденсатором | Создание высокого вакуума в системе выпарки | Производительность - 180 кг/ч |
Конденсатор к вакуум-насосу | Конденсация сокового пара | Теплообменник кожухотрубный вертикальный Количество трубок - 181 шт. Поверхность теплообмена - 10 м2 |
Конденсатор паров кислоты | Конденсация паров азотной кислоты | Теплообменник кожухотрубный горизонтальный Длина трубок - 5600/4693/3793 мм Диаметр трубок - 25 x 2 мм Количество трубок - 853 шт. |
Газодувка нитрозных газов | Создание вакуума для отсоса паров азотной кислоты из колонны концентрирования и последующего направления нитрозных газов на очистку | Производительность - 1200 м3/ч Мощность - 30 кВт Число оборотов n - 2940 об./мин. |
Предварительный промыватель | Промывка нитрозного газа от паров азотной кислоты | Вертикальный цилиндрический аппарат Диаметр - 1000 мм Высота - 4245 мм |
Промывная колонна | Промывка нитрозных газов от паров азотной кислоты и оксидов азота | Вертикальный цилиндрический аппарат Диаметр - 600/1400/2000 мм Высота - 22450 мм |
Меланжер | Получение меланжа кислотного | Горизонтальная цилиндрическая емкость Диаметр - 2800 мм Длина - 10544 мм Объем - 63 м3 |
Мерник серной кислоты | Подача серной кислоты в меланжер | Вертикальная цилиндрическая емкость Диаметр - 1800 мм Высота - 2500 мм Объем - 5,2 м3 |
Погружной насос | Перемешивание кислот в меланжере | Производительность N - 90 м3/ч Высота напора - 26 м вод. ст. Глубина погружения - 2800 мм |
Хранилище специальной азотной кислоты | Получение и хранение специальной азотной кислоты | Вертикальная цилиндрическая емкость Диаметр - 4730 мм Высота - 6000 мм V - 100 м3 |
Центробежный насос специальной азотной кислоты | Перемешивание специальной азотной кислоты | Производительность N - 50 м3/ч Высота напора - 48 м вод. ст. |
Камера сгорания | Нагрев нитрозного газа перед каталитической очисткой | Горизонтальный цилиндрический аппарат Диаметр - 1400 мм Длина - 6080 мм |
Газодувка нитрозных газов | Подача нитрозных газов в камеру сгорания | Производительность - 12000 м3/ч |
Таблица 2.6
ИС МЕГАНОРМ: примечание. Повтор в тексте дан в соответствии с официальным текстом документа. |
концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной
специальной, меланжа кислотного
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Технологические характеристики |
Реактор | Каталитическая очистка нитрозных газов от остаточных оксидов азота | Вертикальный цилиндрический аппарат со слоем алюмованадиевого катализатора |
2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве концентрированной азотной кислоты
Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблицах 2.7 - 2.9.
Таблица 2.7
при производстве концентрированной азотной кислоты
Наименование | Единицы измерения | Расход | |
минимальный | максимальный | ||
Порошок магнезитовый каустический (в пересчете на 100% MgO) | т/т | 0,073 | 0,3 |
Кислота азотная неконцентрированная | т мнг./т | - | 1,013 |
Вода обессоленная | м3/т | 0,05 | 0,75 |
Натр едкий технический | кг/т | - | 0,099 |
Аммиак газообразный | кг 100% NH3/т | - | 2,1 |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 20 | 95,33 |
Природный газ | тыс. м3/т | - | 0,0056 |
Пар | Гкал/т | 1,23 | 2,1 |
Таблица 2.8
Показатели потребления сырья при производстве
концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной
специальной, меланжа кислотного
Наименование | Единицы измерения | Расход на т кислоты азотной концентрированной | Расход на т меланжа кислотного | Расход на т кислоты азотной специальной | |||
минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | ||
Кислота азотная неконцентрированная | т мнг./т | - | 1,013 | - | - | - | 0,3194 |
Аммиак газообразный | кг 100% NH3/т | - | 2,1 | - | - | - | - |
Натр едкий технический | кг/т | 0,07 | 0,11 | - | - | - | - |
Вода обессоленная | м3/т | 0,05 | 1,4 | - | - | - | - |
Порошок магнезитовый в пересчете на MgO | кг/т | - | 0,42 | - | - | - | - |
Кислота серная техническая | т мнг./т | - | - | - | 0,087 | - | - |
Кислота азотная концентрированная | т мнг./т | - | - | - | 1 | - | 0,6806 |
Таблица 2.9
концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной
специальной, меланжа кислотного
Наименование | Единицы измерения | Расход | |
минимальный | максимальный | ||
Электроэнергия | кВт·ч/т | - | 20 |
Природный газ | тыс. м3/т | - | 0,007 |
Пар | Гкал/т | 1,2 | 1,3 |
Вода оборотная | тыс. м3/т | 0,1 | 0,162 |
Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве концентрированной азотной кислоты, приведена в таблицах 2.10 - 2.15.
Таблица 2.10
Наименование загрязняющего вещества | Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | |
Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | 0,0286 | 0,45 | 0,24 |
Азота оксид (азот (II) оксид; азот монооксид) | 0,0048 | 0,073 | 0,039 |
Аммиак (азота гидрид) | 0,039 | 0,38 | 0,21 |
Магний оксид (окись магния) | 0,004 | 0,014 | 0,009 |
Таблица 2.11
Выбросы при производстве концентрированной азотной кислоты,
кислоты азотной специальной, меланжа кислотного
Наименование загрязняющего вещества | Масса выбросов загрязняющих веществ, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | |
Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | 0,18 | 0,36 | 0,27 |
Азота оксид (азот (II) оксид; азот монооксид) | 0,22 | 0,26 | 0,24 |
Аммиак (азота гидрид) | 0,17 | 0,20 | 0,185 |
Магний оксид (окись магния) | 0,00142 | 0,027 | 0,014 |
Таблица 2.12
Сбросы при производстве концентрированной азотной кислоты
Наименование загрязняющего вещества | Направление сброса | Показатели сбросов загрязняющих веществ, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||
Нитрат-анион | Отводятся в цех водоснабжения, канализации, нейтрализации и очистки | 0,02 | 3,438 | 1,73 |
Нитрит-анион | 0,0001 | 0,01 | 0,0051 | |
Сульфат-ион | 0,08 | 0,56 | 0,32 | |
Таблица 2.13
Сбросы при производстве концентрированной азотной кислоты,
кислоты азотной специальной, меланжа кислотного
Наименование загрязняющего вещества | Направление сброса | Показатели сбросов загрязняющих веществ, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||
Железо | Отводятся в коллектор общезаводской системы промливневой канализации и далее в централизованную систему водоотведения | 0,019 | 0,045 | 0,032 |
Никель | 0,00021 | 0,0005 | 0,00036 | |
Нитрат-ион | 0,92 | 2,98 | 1,95 | |
Нитрит-ион | 0,0053 | 0,03 | 0,018 | |
Сульфат-ион | 0,29 | 0,60 | 0,44 | |
Взвешенные вещества | 0,57 | 1,43 | 1,00 | |
Сточные воды направляются в коллектор общезаводской системы промливневой канализации и далее в централизованную систему водоотведения.
Таблица 2.14
Отходы при производстве концентрированной азотной кислоты
Наименование | Класс опасности | Источник образования | Способ утилизации, обезвреживания, размещения | Масса образующихся отходов производства, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||||
Катализатор на основе алюмосиликата/оксида алюминия ванадиевый отработанный | 3 | Установка каталитической очистки нитрозных газов, реактор | Обезвреживание | - | 0,009 | - |
Отходы получения магнезиальной добавки в производстве минеральных удобрений | 4 | Установка приготовления раствора нитрата магния, фильтр-пресс | Размещение на полигоне промышленных отходов | 11,21 | 40,5 | 25,9 |
Таблица 2.15
кислоты азотной специальной, меланжа кислотного
Наименование | Класс опасности | Источник образования | Способ утилизации, обезвреживания, размещения | Масса образующихся отходов производства, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||||
Катализатор на основе алюмосиликата/оксида алюминия ванадиевый отработанный | 3 | Установка каталитической очистки нитрозных газов, реактор | Передача лицензированной организации для обработки/утилизации/обезвреживания | - | 0,09 | - |
Осадок фильтрации нитрата магния при его получении и регенерации в производстве минеральных удобрений и азотных соединений | 4 | Установка приготовления раствора нитрата магния, фильтр-пресс | Передача лицензированной организации для обработки/утилизации/обезвреживания | 13,96 | 15,88 | 15,10 |
Трихлорсилан (силан треххлористый, силикохлороформ, химическая формула SiHCl3) и тетрахлорсилан (четыреххлористый кремний, силиконхлорид, химическая формула SiCl4) выпускаются промышленностью в виде бесцветной или желтого цвета жидкости.
Трихлорсилан применяется в следующих производствах:
- производство силанов;
- производство кремнийорганических продуктов;
- производство фенилтрихлорсилана, используемого для получения термостойких и электроизоляционных лаков, смол, гидрофобизирующих жидкостей, масел и т.д.
Трихлорсилан используется также для получения кремния полупроводниковой степени чистоты.
Тетрахлорсилан используется для получения эфиров ортокремниевой кислоты и других кремнийорганических соединений, высокодисперсного диоксида кремния (аэросила), а также для получения кремния полупроводниковой степени чистоты.
Три- и тетрахлорсилан производят гидрохлорированием кристаллического кремния в реакторе с псевдоожиженным слоем. Оба процесса имеют общую головную стадию получения смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан, из которой далее выделяют SiHCl3 и SiCl4
Промышленный способ получения трихлорсилана - гидрохлорирование кристаллического кремния. Процесс состоит из следующих стадий:
- дробление и размол кремния кристаллического;
- получение хлористого водорода;
- производство смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан;
- производство трихлорсилана;
- производство тетрахлорсилана.
Технологическая схема производства приведена на рисунке 3.1.
производства три- и тетрахлорсилана
Дробление и размол кремния осуществляются в щековой дробилке и шаровой мельнице.
Хлористый водород получают десорбцией из соляной кислоты в отпарной колонне, заполненной фторопластовыми кольцами Рашига. Соляная кислота десорбирует хлористый водород и в виде азеотропа стекает вниз колонны. Хлористый водород из верхней части колонны поступает на стадию осушки в конденсаторы, охлаждаемые оборотной водой, и далее в холодильники, охлаждаемые рассолом с температурой -20 °C, с последующим направлением в фазоразделитель. Осушенный хлористый водород от фазоразделителя направляется на компримирование и далее на синтез.
Гидрохлорирование молотого кремния осуществляется в реакторе - вертикальном цилиндрическом стальном аппарате, снабженном сепаратором и двухсекционной рубашкой для подачи пароконденсата, распределительной решеткой в нижней части реактора. Молотый кремний из бункера азотом загружается в среднюю часть реактора. В нижнюю часть реактора под распределительную решетку подается хлористый водород. Хлорирование кремния проводится при температуре от 280 до 350 °C и давлении от 0,05 до 0,43 МПа. Из реактора парогазовая смесь трихлорсилан-тетрахлорсилан поступает на стадию сухой очистки парогазовой смеси от пыли кремния и солей металлов, далее на стадию мокрой очистки парогазовой смеси.
Сухая очистка парогазовой смеси производится в циклонах, мокрая очистка - в барботажном кубе и в колонне.
Парогазовая смесь из верхней части барботажной колонны поступает на конденсацию в последовательно расположенные теплообменники, охлаждаемые оборотной водой и рассолом с температурой -20 °C.
Конденсат затем передается на ректификацию.
Трихлорсилан марки А, Б и улучшенный получают путем трехступенчатой ректификации смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан. Кубовая жидкость направляется на выделение тетрахлорсилана.
Выделение тетрахлорсилана осуществляется в отдельной колонне.
Описание технологического процесса приведено в таблице 3.1, перечень основного оборудования - в таблице 3.2.
Таблица 3.1
производства три- и тетрахлорсилана
Входной поток | Стадия технологического процесса | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Природоохранное оборудование | |
Основные, побочные и промежуточные продукты | Эмиссии | ||||
1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 4 | 5 |
Кремний | Дробление кремния кристаллического | Кремний кристаллический дробленый | Щековая дробилка | ||
Кремний кристаллический дробленый | Размол кремния кристаллического | Кремний кристаллический молотый на стадии производства смеси трихлорсилана и тетрахлорсилана | Шаровая мельница | ||
Кислота соляная очищенная | Десорбция хлористого водорода (стриппинг) | Азеотропная соляная кислота Хлористый водород | Десорбер, ресивер, емкость | ||
Хлористый водород | Осушка хлористого водорода | Хлористый водород на стадию производства смеси трихлорсилана и тетрахлорсилана | Конденсаторы, холодильники | ||
Кремний кристаллический молотый Хлористый водород | Производство смеси трихлорсилан-тетрахлорсилан | Парогазовая смесь трихлорсилан-тетрахлорсилан | Реактор синтеза | ||
Парогазовая смесь трихлорсилан-тетрахлорсилан | Очистка и конденсация парогазовой смеси | Смесь трихлорсилан-тетрахлорсилана Пыль кремния | Барботажный куб, барботажная колонна, теплообменники | ||
Смесь трихлорсилан-тетрахлорсилан | Выделение фракции трихлорсилана | Трихлорсилан марки В Кубовая жидкость | Ректификационная колонна | ||
Трихлорсилан марки В | Производство трихлорсилана | Трихлорсилан марки А, Б улучшенный | Ректификационная колонна | ||
Кубовая жидкость | Выделение тетрахлорсилана | Тетрахлорсилан | Ректификационная колонна | ||
Таблица 3.2
производства три- и тетрахлорсилана
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Существенные характеристики технологического оборудования |
Дробилка щековая | Дробление кремния кристаллического | Со сложным движением щеки |
Мельница шаровая | Размол кремния кристаллического | Сухого помола, тип МШ 25,5 x 14,5 |
Колонна отпарная | Стадия стриппинга | Вертикальный цилиндрический аппарат с плоскими днищем и крышкой, заполнен фторопластовыми кольцами Рашига |
Реактор синтеза | Синтез смеси трихлорсилана и четыреххлористого кремния | Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищем и крышкой, снабжен сепаратором и многосекционной рубашкой для охлаждения пароконденсатом, распределительной решеткой в нижней части реактора |
Гидролизер | Суспендирование отработанной пыли кремния | Вертикальный цилиндрический аппарат с приварным эллиптическим днищем и съемной эллиптической крышкой, снабжен рубашкой, объем 6,3 м3 |
Куб барботажный | Очистка парогазовой смеси | Вертикальный цилиндрический аппарат с приварной эллиптической крышкой и коническим днищем |
Колонна барботажная | Дополнительная очистка парогазовой смеси | Вертикальный цилиндрический аппарат с приварными эллиптическими днищем и крышкой |
Колонна ректификационная | Выделение фракции трихлорсилана | Колонна с тарелками струйно-направленного типа с выносным кубом-кипятильником, обогреваемым паром |
Колонна ректификационная | Очистка трихлорсилана от высококипящих примесей | Колонна с тарелками струйно-направленного типа с выносным кубом-кипятильником, обогреваемым паром |
Колонна ректификационная | Очистка трихлорсилана от низкокипящих примесей | Колонна с тарелками струйно-направленного типа с выносным кубом-кипятильником, обогреваемым паром |
Колонна ректификационная | Выделение трихлорсилана марки А, трихлорсилана улучшенного | Колонна с тарелками струйно-направленного типа с выносным кубом-кипятильником, обогреваемым паром |
Колонна ректификационная | Выделение тетрахлорида кремния | Колонна с тарелками струйно-направленного типа с выносным кубом-кипятильником, обогреваемым паром |
3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана
Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблицах 3.3 и 3.4.
Таблица 3.3
при производстве три- и тетрахлорсилана
Наименование ресурса | Единица измерения | Минимальный расход | |
трихлорсилана технического марки В | тетрахлорсилана | ||
Кислота соляная очищенная | кг/т | 11490 | 12210 |
Кремний молотый марки 7010 или | кг/т | 235 | 189 |
Кремний молотый марки КР-1 или | кг/т | 235 | 189 |
Кремний молотый марки 7060 или | кг/т | 235 | 189 |
Кремний молотый марки 4040 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 5003 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 5010 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 5040 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 9010 или | кг/т | 251 | 208 |
Кремний молотый марки 10080 или | кг/т | 254 | 210 |
Кремний молотый марки КР-3 или | кг/т | 254 | 211 |
Кремний молотый марки КР-0 или | кг/т | - | 191 |
Кремний молотый марки КР-2 | кг/т | 251 | - |
Электроэнергия | МВт·ч/т | 0,1 | 0,1 |
Холод -20 °C | Гкал/т | 0,55775 | 0,30119 |
Пар 13 атм | Гкал/т | 1,8 | 2,7 |
Вода оборотная | тыс. м3/т | 0,205 | 0,340 |
Таблица 3.4
при производстве три- и тетрахлорсилана
Наименование продукта | Единица измерения | Минимальный расход | |
трихлорсилана технического марки В | четыреххлористого кремния | ||
Азеотропная соляная кислота | кг/т | 10 630 | 11 290 |
Выбросы в атмосферу при производстве три- и тетрахлорсилана приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5
Наименование | Метод очистки, повторного использования | Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т | ||
минимальное | максимальное | среднее | ||
Взвешенные вещества | Рукавный фильтр, уловленный кремний возвращается в производство | 0,0214 | 0,0237 | 0,02255 |
Тетрахлорсилан | - | - | 1,370345 | - |
Трихлорсилан | - | - | 0,561236 | - |
Хлористый водород | Абсорберы | 0,3793 | 2,9392 | 1,6592 |
Промышленные сточные воды направляются на станцию усреднения и нейтрализации и далее передаются в сторонние организации для обезвреживания. Ливневые сточные воды очищаются и направляются в водооборотный цикл. Уровни сбросов приведены в таблице 3.6.
Таблица 3.6
Наименование | Направление сбросов (в водный объект, в системы канализации) | Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т | ||
Минимальное | Максимальное | Среднее | ||
Железо | Промышленные сточные воды направляются на станцию усреднения и нейтрализации и далее передаются в сторонние организации для обезвреживания | 1,19 | - | 1,34 |
Кальций | 0,73 | - | 0,8 | |
Хлорид-анион (хлориды) | 31,7 | - | 48,8 | |
В процессе производства три- и тетрахлорсилана образуется ряд отходов, информация о которых приведена в таблице 3.7.
Таблица 3.7
Наименование | Класс опасности | Источник образования | Способ утилизации, обезвреживания, размещения | Масса образующихся отходов производства, кг/т смеси SiHCl3 + SiCl4 | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||||
Отходы отработанного кремния | 4 | Реактор синтеза | Захоронение | - | 6,82 | - |
Гель диоксида кремния | 3 | Зачистка оборудования в производстве смеси трихлорсилана и тетрахлорсилана | Захоронение | - | 25,2 | - |
Стронций азотнокислый (нитрат стронция, химическая формула Sr(NO3)2) выпускается промышленностью в виде кристаллического порошка белого цвета.
Стронций азотнокислый применяется в производстве катализаторов, в качестве компонента пиротехнических составов для сигнальных, осветительных и зажигательных ракет, при производстве твердооксидных топливных элементов.
Промышленный способ получения стронция азотнокислого - взаимодействие карбоната стронция и азотной кислоты. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.1.
стронция азотнокислого
Технологический процесс получения стронция азотнокислого представляет собой синтез стронция азотнокислого из стронция углекислого в водном растворе азотной кислоты с последующей его кристаллизацией, разделением полученной суспензии и последующей сушкой конечного продукта.
В реактор с азотной кислотой при перемешивании и охлаждении реакционной массы через бункер дозируют порошок углекислого стронция. Полученную суспензию азотнокислого стронция отфильтровывают в центрифуге с механическим съемом слоя осадка. Отфильтрованный продукт промывают азотной кислотой в количестве 0,5 массовой части к массе промываемого продукта.
Из центрифуги кислый влажный продукт через промежуточный бункер трубным цепным конвейером передают в бункер-питатель для сушки. В бункере-питателе продукт подвергается сушке под вакуумом при высокой температуре при перемешивании мешалкой-ворошителем. При получении регламентированного показателя "массовая доля влаги" азотнокислый стронций охлаждают и выгружают с помощью шнека, входящего в конструкцию бункера-питателя.
Описание технологического процесса приведено в таблице 4.1, перечень основного оборудования - в таблице 4.2.
Таблица 4.1
стронция азотнокислого
Входной поток | Стадия технологического процесса | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Природоохранное оборудование | |
Основные, побочные и промежуточные продукты | Эмиссии | ||||
1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 4 | 5 |
Карбонат стронция, кислота азотная концентрированная | Прием и подготовка сырья | Карбонат стронция, кислота азотная концентрированная | Бункер | ||
Карбонат стронция, кислота азотная концентрированная | Синтез и выделение стронция азотнокислого | Суспензия азотнокислого стронция | Реактор | ||
Суспензия азотнокислого стронция Маточный раствор | Фильтрование суспензии азотнокислого стронция | Кислый стронций азотнокислый с влажностью 10 - 15% Маточный раствор | Центрифуга | ||
Кислый стронций азотнокислый с влажностью 10 - 15% | Сушка готового продукта | Стронций азотнокислый с массовой долей влаги не более 0,15% | Конвейер, бункер-питатель | ||
Стронций азотнокислый с массовой долей влаги не более 0,15% | Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение | Товарный стронций азотнокислый | Упаковочное оборудование | ||
Таблица 4.2
производства стронция азотнокислого
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Существенные характеристики технологического оборудования |
Реактор | Синтез стронция азотнокислого | Объем - 4 м3 |
Бункер | Дозирование порошка углекислого стронция | Объем - 0,32 м3 Диаметр - 1000 мм Высота - 1090 мм |
Центрифуга | Фильтрование суспензии азотнокислого стронция | Диаметр - 300 мм Расход - 200 л/мин. |
Бункер | Подача кислого стронция азотнокислого на конвейер | Объем - 0,8 м3 Диаметр - 1206 мм Высота - 1200 мм |
Бункер-питатель | Сушка готового продукта | Расход - 436 - 1740 кг/ч |
4.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве азотнокислого стронция
Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 4.3.
Таблица 4.3
при производстве стронция азотнокислого
Наименование ресурсов | Единица измерения | Расход | |
Минимальный | Максимальный | ||
Стронций углекислый | кг/т | 770 | - |
Кислота азотная | кг/т | 660 | - |
Вода дистиллированная | кг/т | 1450 | - |
Теплоэнергия | Гкал/т | 1,2 | 1,2 |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 353 | 353 |
Сжатый воздух | м3/т | 450 | 450 |
Вода речная | м3/т | 10 | 10 |
Характеристика выбросов, образующихся при производстве азотнокислого стронция, приведена в таблице 4.4.
Таблица 4.4
Наименование | Метод очистки, повторного использования | Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т | ||
минимальное | максимальное | среднее | ||
Азота диоксид | Абсорбционный, основан на поглощении оксидов азота водой | - | 0,404 | 0,000709 |
Пероксид водорода (перекись водорода, химическая формула H2O2) изготавливается в зависимости от назначения в виде водного раствора с концентрацией 35 - 60% масс. либо в виде высококонцентрированного раствора, содержащего стабилизатор (однозамещенный фосфат натрия, оловяннокислый натрий) и ингибитор коррозии (азотнокислый аммоний).
Водный раствор пероксида водорода используется как окисляющий, гидроксилирующий и эпоксидирующий агент в химических производствах, как отбеливающее средство для хлопка, текстиля, шерсти, бумаги, синтетических волокон, находит применение в косметике, в фармацевтической, пищевой, строительной областях промышленности, а также в области окружающей среды, являясь универсальным реагентом для обезвреживания токсичных веществ в промышленных стоках и газовых выбросах. Концентрированный пероксид водорода может применяться в качестве жидкого унитарного топлива и окислителя в двухкомпонентных ракетных топливах.
Технология производства пероксида водорода в настоящее время развивается на основе использования органического сырья. Наибольшее распространение получили два метода получения H2O2: антрахиноновый и изопропиловый, в которых органические соединения играют роль переносчика водорода. Сущность первого способа заключается в восстановлении антрахинона или алкилантрахинона с последующим его окислением и образованием перекиси водорода и регенерацией исходного антрахинона. Изопропиловый способ включает жидкофазное окисление изопропанола с последующим выделением образовавшейся перекиси водорода:
Образовавшийся ацетон восстанавливают водородом до изопропанола и возвращают в цикл.
Современный промышленный способ получения пероксида водорода основан на окислении изопропилового спирта (изопропиловый метод). Сырьем процесса является водород, изопропиловый спирт. Принципиальная технологическая схема с замкнутым циклом по спирту приведена на рисунке 5.1.
водорода окислением изопропилового спирта
Схема включает следующие этапы:
- перегонка изопропанола;
- окисление изопропилового спирта;
- двухстадийная перегонка реакционного раствора с выделением перекиси водорода;
- разделение изопропанола и ацетона;
- гидрирование ацетона;
- очистка сточных вод;
- абсорбция сдувок со стадии гидрирования;
- очистка отходящих газов со стадии окисления;
- абсорбция сдувок (дыхания) емкостей, колонн.
Очистка (перегонка) изопропилового спирта
Сырье (изопропиловый спирт) подвергают дистилляции в колонне подготовки спирта.
Подогретый раствор изопропанола поступает в ректификационную колонну с колпачковыми тарелками, где за счет многократного испарения и конденсации происходит очистка и укрепление изопропанола до состава азеотропа.
Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кипятильник колонны, обогреваемый паром.
Пары из верхней части колонны конденсируются в теплообменнике и направляются в приемную емкость. Изопропанол из приемной емкости далее направляется на стадию окисления.
Из приемной емкости часть раствора подается в колонну в виде флегмы.
Кубовый раствор колонны, представляющий собой загрязненную воду с примесью изопропанола, ацетона и пероксида водорода, после охлаждения направляется в санитарную колонну для очистки сточных вод.
Окисление изопропилового спирта
Далее на стадии окисления изопропиловый спирт окисляют в противоточном реакторе-окислителе кислородом воздуха или воздушно-кислородной смеси ВКС (давление - от 1,0 до 1,2 МПа, температура - от 105 до 148 °C).
Контакт изопропанола с воздухом или ВКС осуществляется при противоточном движении жидкости и газа за счет барботирования последнего через жидкость по всей высоте реактора-окислителя. Реакционный раствор из нижней части окислителя непрерывно отводится, последовательно проходит систему теплообменников и холодильников, где охлаждается и сливается в емкость для дальнейшей переработки.
Отходящие газы, содержащие азот, кислород и органические примеси из реактора-окислителя, поступают на очистку в абсорбер для улавливания изопропилового спирта и ацетона, после чего через санитарную колонну, либо минуя ее, абсорбент направляется на стадию двухстадийной перегонки реакционного раствора.
Выделение пероксида водорода
Реакционный раствор после реактора-окислителя из емкости насосом непрерывно направляется в вакуумную ректификационную колонну для выделения пероксида водорода под вакуумом 64 - 77 кПа через теплообменник, где нагревается паром. В колонне методом ректификации идет разделение паров "органики" (ацетон, изопропанол), перемещающихся вверх, и водного раствора пероксида водорода, перетекающего в кубовую часть колонны. В линию питания колонны предусмотрена подача водного раствора ингибитора коррозии.
Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через трубчатый кипятильник, обогреваемый паром.
Кубовая жидкость, представляющая собой готовый продукт - пероксид водорода, поступает самотеком в приемную емкость через холодильник, охлаждаемый оборотной водой.
Отгоняемая в дистиллят смесь изопропилового спирта, ацетона и воды после конденсации паров собирается в приемной емкости, затем направляется в колонну на стадию разделения изопропанола и ацетона.
Разделение изопропанола и ацетона
Разделение изопропилового спирта и ацетона ведется методом ректификации на непрерывно действующей колонне с одновременной очисткой ацетона от примесей методом дробной конденсации.
Исходная смесь - водный раствор изопропанола и ацетона - с узла выделения товарного пероксида водорода из емкости насосом подается в подогреватель-рекуператор, обогреваемый кубовой жидкостью, затем в подогреватель, обогреваемый паром.
Тепло, необходимое для процесса ректификации, подводится через испаритель, обогреваемый паром.
Кубовая жидкость, отдав свое тепло в теплообменнике-рекуператоре исходному раствору, после дополнительного захолаживания в холодильнике сливается в емкости для дальнейшей переработки на стадии окисления.
Пары ацетона, выходящие из верха колонны, поступают в конденсатор и, охлаждаясь дополнительно в холодильнике, оборотной водой сливаются в приемную емкость для направления на стадию гидрирования.
Гидрирование ацетона
Гидрирование ацетона проводят в трубчатом реакторе с рециклом водорода в присутствии никель-меднохромитного катализатора при температуре от 70 до 150 °C.
Жидкая фаза, содержащая изопропанол из конденсаторов, охлаждаемых оборотной водой после очистки на фильтрах от возможных механических примесей, поступает в емкость для направления на колонну перегонки спирта, затем направляется на стадию окисления.
Газовые выбросы со стадии гидрирования, содержащие пары ацетона и изопропанола, очищаются в абсорбере, орошаемом паровым конденсатом.
Абсорбер для очистки газовых выбросов работает в режиме противотока. В нижнюю часть подается газовая смесь, в верхнюю - конденсат. Очищенный газ сбрасывается в атмосферу. Абсорбент сливается в сборник, затем - на колонну очистки сточных вод.
Очистка сточных вод
Сточные воды, а также водные растворы, содержащие изопропанол и ацетон (абсорбенты со стадии очистки отходящих газов с окислителей, очистки сдувок с гидрирования, очистки сдувок дыхания емкостей), собирают в емкость, откуда насосами подают через очиститель в теплообменник-рекуператор, обогреваемый кубовой жидкостью из санитарной колонны. Далее раствор поступает в теплообменник, где нагревается паром и подается на санитарную колонну для перегонки сточных вод.
Ректификация на колонне ведется с целью извлечения изопропанола и ацетона из сточных вод и получения "кубовой" жидкости с массовой концентрацией "органики" (изопропиловый спирт, ацетон) в пределах допустимых норм.
Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кипятильник, обогреваемый паром.
Пары изопропанола, ацетона и воды из верхней части колонны поступают в конденсатор, охлаждаемый оборотной водой, где конденсируются и поступают частично в виде флегмы в колонну, частично в виде дистиллята - в приемную емкость и далее на стадию окисления, часть - на колонну разделения изопропанола и ацетона.
"Кубовый" раствор, отдав свое тепло в теплообменнике-рекуператоре исходному раствору, поступает в теплообменник для дополнительного захолаживания оборотной водой, затем направляется на станцию нейтрализации и на БОС.
Описание технологического процесса приведено в таблице 5.1, перечень основного оборудования - в таблице 5.2.
Таблица 5.1
водорода окислением изопропилового спирта
Входной поток | Стадия технологического процесса | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Природоохранное оборудование | |
Основные, побочные и промежуточные продукты | Эмиссии | ||||
1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 4 | 5 |
Изопропиловый спирт: со склада, со стадии разделения, со стадии гидрирования | Перегонка изопропанола | Очищенный изопропиловый спирт. Кубовый остаток | Изопропиловый спирт | Тарельчатая колонна, теплообменник, испаритель | |
Очищенный изопропиловый спирт. Изопропиловый спирт со стадии разделения. Воздух (или воздушно-кислородная смесь) | Окисление изопропилового спирта | Реакционный раствор. Отходящие газы | Изопропиловый спирт, ацетон | Реактор-окислитель, холодильник, теплообменник | |
Реакционный раствор | Двухстадийная перегонка реакционного раствора с выделением перекиси водорода | Пероксид водорода. Смесь изопропилового спирта и ацетона | - | Ректификационная колонна | |
Смесь изопропилового спирта и ацетона | Разделение изопропанола и ацетона | Ацетон. Изопропанол | - | Тарельчатая колонна | |
Ацетон. Водород (свежий, циркуляционный) | Гидрирование ацетона | Изопропанол. Сдувки | - | Трубчатый реактор | |
Абсорбент со стадии абсорбции сдувок. Абсорбент со стадии очистки отходящих газов | Очистка сточных вод | Сточные воды | - | Колонна | |
Сдувки со стадии гидрирования ацетона. Конденсат | Абсорбция сдувок со стадии гидрирования | Абсорбент. Газы в атмосферу | Изопропиловый спирт, ацетон | Абсорбер | |
Отходящие газы. Конденсат | Очистка отходящих газов со стадии окисления | Абсорбент | Изопропиловый спирт, ацетон | Абсорбер | |
Сдувки от емкостей, колонн. Конденсат | Абсорбция сдувок (дыхания) емкостей, колонн | Абсорбент | Изопропиловый спирт, ацетон | Абсорбер | |
Таблица 5.2
оборудования производства пероксида водорода
окислением изопропилового спирта
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Существенные характеристики технологического оборудования |
Тарельчатая колонна перегонки изопропанола | Перегонка изопропанола | Диаметр 1,8 м, общая высота 31,6 м, 40 тарелок, расчетное давление 0,03 МПа, объем куба 4,6 м3 |
Реактор-окислитель | Окисление изопропилового спирта | Полый аппарат колонного типа, разделенный на секции. Объем 152 м3, диаметр 3,2 м, общая высота 24,9 м |
Вакуумная ректификационная колонна | Выделение пероксида водорода из реакционной смеси | Колонна тарельчатая. Объем 96 м3, диаметр 3 м, общая высота 14,7 м, 20 тарелок, расчетное давление 0,1 МПа; Колонна с регулярной насадкой. Диаметр 3 м, общая высота 18 м |
Ректификационная колонна | Разделение изопропанола и ацетона | Колонна с регулярной насадкой. Объем 165,1 м3, диаметр 2,6 м, общая высота 40,8 м, 20 тарелок |
Реактор гидрирования ацетона | Восстановление ацетона до изопропанола | Трубчатый контактный аппарат с рециклом водорода |
Перекись водорода получают путем циклического восстановления и окисления смеси 2-этилантрахинона (EAQ) и 2-этилтетрагидроантрахинона (H4EAQ). Данные антрахиноны растворяются в органических растворителях (рабочий раствор). Антрахиноны каталитически гидрируют с образованием 2-этилтетрагидроантрагидрохинона (H4EAQH2). Катализатор отделяют от рабочего раствора и возвращают в гидрогенизатор. Гидрированный рабочий раствор соединяют с воздухом (кислородом) в окислительной установке для образования пероксида водорода. Перекись водорода, растворенную в рабочем растворе, экстрагируют деминерализованной водой в экстракторе. Рабочий раствор высушивают выпариванием в сушильной камере, затем возвращают в расходный резервуар подачи гидрогенератора. Водная фаза из экстрактора может содержать до 40% массы перекиси водорода, но по соображениям эффективности обычно производится 30 - 35% массы. Концентрация конечных продуктов (технического и химического классов) (60% массы) достигается путем испарения и перегонки неочищенного раствора перекиси водорода в концентрационном блоке. В расходные резервуары к раствору перекиси водорода добавляют стабилизатор, чтобы предотвратить разложение.
Схема включает следующие этапы (рисунок 5.2):
- гидрирование 2-этилатрахинона;
- окисление рабочего раствора, содержащего 2-этилтетрагидроантрагидрохинон/2-этилтетрагидрохинон;
- выделение раствора перекиси водорода;
- промывка раствора перекиси водорода;
- концентрирование раствора перекиси водорода.
водорода антрахиноновым способом
Гидрирование
Рабочий раствор из резервуара подачи гидрогенизатора нагнетается его насосом на дно через охладитель рабочего раствора и инжекторный нагнетательный насос. Восстановленный катализатор и рабочий раствор из первичных фильтров вводят в рабочий раствор. Водород поступает в гидрогенизатор в нижней части через распылительные форсунки. Рабочий раствор, катализатор и водород тщательно смешивают таким образом, чтобы основная реакция гидрирования, преобразование антрахинона (H4EAQ) в антрагидрохинон (H4EAQH2), происходила в гидрогенизаторе. Степень превращения в основном контролируется количеством и активностью присутствующего катализатора, температурой, интенсивностью перемешивания и давлением водорода.
В верхней части гидрогенизатора рабочий раствор и катализатор отделяют от избытка водорода. Рабочий раствор и катализатор проходят через первичные фильтры. Фильтрат проходит через фильтрующие элементы в питающий резервуар окислителя. Частицы катализатора сохраняются на элементах и возвращаются в инжекторный нагнетательный насос.
Большая часть катализатора оседает в фильтрующих элементах. Обратная промывка производится с использованием рабочего раствора. Газообразный водород, отделенный от рабочего раствора и катализатора, выходит из верхней части гидрогенизатора, в который возвращается избыток водорода. Подпиточный водород соединяется с рециркулирующим водородом и подается в гидрогенизатор.
Окисление
Рабочий раствор из питающего резервуара окислителя подается нагнетательным насосом окислителя через вторичные фильтры и фильтры безопасности. После фильтров безопасности рабочий раствор проходит через охладитель окислителя.
Сжатый воздух подается в окислитель. Технологический воздух из компрессора для технологического воздуха проходит через буферный бак для технологического воздуха, воздушный фильтр окислителя и подается в окислитель.
Воздух подается в нижнюю часть окислителя через трубки распределителя. Органический поток поступает в окислитель в верхней части сосуда и проходит против течения вниз через реактор.
На этапе окисления производится перекись водорода. Антрагидрохинон (H4EAQH2) окисляется до антрахинона (H4EAQ), а кислород превращается в перекись водорода. На этом этапе ее диспергируют в рабочий раствор.
Газообразные отходы окислителя поступают из его верхней части и проходят через охладитель газообразных отходов окислителя и уловитель газообразных отходов окислителя в устройство для рекуперации летучих растворителей. Оставшийся органический раствор в газообразных отходах восстанавливается в устройстве для рекуперации летучих растворителей до выброса его в атмосферу.
Рабочий раствор выгружают из нижней части окислителя в дегазатор окислителя.
Экстракция
Рабочий раствор из дегазатора окислителя подается в нагнетательный насос экстрактора в его нижней части. Деминерализованная вода подается в верхнюю часть экстрактора. В него добавляется стабилизатор в виде фосфорной кислоты. Водная фаза, выходящая из нижней части экстрактора, контролируется на уровне 30 - 35% массы перекиси водорода.
Очистка продукта и промежуточное хранение
Неочищенная перекись водорода из экстрактора поступает через охладитель для неочищенного продукта в коагулятор для неочищенного продукта 1. Удаленный растворитель и газ поднимаются в верхнюю часть промывной колонки для неочищенного продукта для восстановления растворителей и выброса газов в атмосферу. Перекись водорода из коагулятора для неочищенного продукта 1 поступает в промывную колонку для неочищенного продукта в верхней части и промывается чистым растворителем.
Промытая перекись водорода поступает самотеком через коагулятор для неочищенного продукта, в котором отделяется небольшое количество захваченного растворителя. Перекись водорода и растворитель поступают самотеком в первый резервуар для продукта.
Восстановление рабочего раствора
Вследствие циркуляции рабочего раствора в системе могут накапливаться нежелательные соединения (главным образом, различные хиноны). Для того чтобы сохранить концентрацию нежелательных соединений в рабочем растворе на низком уровне, необходимо превратить их в активные хиноны. Это осуществляется в колонках с активированным оксидом алюминия. Данный процесс известен как регенерация.
Боковой поток 10 - 15% основного потока рабочего раствора регенерируется в активированном оксиде алюминия. Регенерированный поток гидрогенизируется рабочим раствором, который поступает из питающего резервуара окислителя. Рабочий раствор подается через систему регенерации нагнетательным насосом для регенерации в нижнюю часть регенерационной колонки с активированным оксидом алюминия. Рабочий раствор из регенерационной колонки пропускают через экономайзер для регенерации и барьерный фильтр для регенерации при возврате к питающему резервуару окислителя.
Кроме того, окисленный рабочий раствор из питающего резервуара гидрогенизатора подают для регенерации. Рабочий раствор подается через систему нагнетательным насосом для регенерации. Регенерированный рабочий раствор возвращают в питающий резервуар гидрогенизатора.
Очистка и нейтрализация отработанной воды
Всю отработанную воду, содержащую растворители, собирают и максимальное количество фракций растворителя используют повторно в технологическом процессе.
Фракции конденсата, содержащие растворители, собирают в отстойник и возвращают в технологический процесс.
Избыток других жидкостей и стоки отходов в результате технологического процесса собирают в резервуары. Содержание резервуара переносят в разделительный резервуар, где фракции растворителя отделяются от воды. Фракции растворителя поступают в резервуар для отделенного растворителя, откуда их возвращают в отстойник установки переработки антрахинона или в резервуар для подпитки рабочего раствора. Фракции воды поступают через резервуар для отделенной воды в систему нейтрализации для нейтрализации.
Отделенные водные стоки из резервуара для отделенной воды и конденсат из обогатительной установки поступают в блок нейтрализации. Нейтрализованная сточная вода выдается к границам установки с помощью насоса для сточных вод через фильтр с активированным углем. Фильтр с активированным углем устраняет следы органических веществ. Нейтрализованная сточная вода обрабатывается раствором перекиси водорода для окисления следов антрахинона, далее пропускается через песчаный и угольный фильтры.
Концентрирование
Неочищенная перекись водорода с концентрацией 30 (до 35)% масс. подается через экономайзер, где нагревается кубовыми продуктами колонны дистилляции, в выпарной аппарат с падающей пленкой, испаритель.
В испарителе сырье частично испаряется, в результате чего образуются паровая и жидкая фазы. Жидкая фаза - это технический продукт. Паровая фаза поступает из испарителя в колонну дистилляции. Концентрация перекиси водорода в жидком техническом продукте, слитом из испарителя, составляет 60% масс., и он содержит примеси неочищенной перекиси водорода, как неорганические, так и органические.
Технический продукт из испарителя перекачивается циркуляционным насосом испарителя. Основная часть жидкости рециркулирует обратно в испаритель, а продувочный продукт охлаждается в техническом охладителе, прежде чем попасть в расходные резервуары.
Пар из испарителя проходит через каплеотбойник, вмонтированный в колонну дистилляции, где выделяются практически все капли, содержащиеся в пару. В результате переноса масс перекись водорода и вода оказываются на поверхности структурной насадки, где жидкая фаза (обратный поток = деминерализованная вода) находится в тесном взаимодействии с газовой фазой (паром). Пар, формирующийся в трубах выпарного аппарата с восходящей пленкой, выделяется из рециркулирующей жидкости при помощи скруббера с отбойниками и попадает на структурированную насадку.
Поскольку пар очищен от элементов перекиси водорода, в верхней части его влагосодержание возрастает практически до 100% отсутствия примесей (то есть > 99,9% масс.).
Технический продукт перекиси водорода самотеком перемещается через экономайзер, где происходит его охлаждение, и попадает в резервуар химического продукта.
Описание технологического процесса приведено в таблице 5.3.
Таблица 5.3
производства пероксида водорода
Входной поток | Стадия технологического процесса | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Природоохранное оборудование | |
Основные, побочные и промежуточные продукты | Эмиссии | ||||
1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 4 | 5 |
2-этилантрахинон, водород | Гидрирование | Рабочий раствор, содержащий 2-этилтетрагидроантрагидрохинон/2-этилтетрагидрохинон | Гидрогенизатор, первичные и вторичные фильтры, рециркуляционный компрессор | Угольные абсорберы водородных сдувок | |
Рабочий раствор, содержащий 2-этилтетрагидроантрагидрохинон/2-этилтетрагидрохинон | Окисление | Окисленный рабочий раствор с перекисью водорода | Окислитель, охладитель, фильтры | Угольный адсорбер | |
Окисленный рабочий раствор с перекисью водорода | Экстракция | 30 - 35% раствор перекиси водорода (сырец) | Экстрактор, коагулятор | ||
30 - 35% раствор перекиси водорода (сырец), растворитель | Промывка | 30 - 35% раствор перекиси водорода (нестабилизированный) | Абгазы | Промывная колонка, коагулятор | |
Окисленный рабочий раствор без перекиси водорода | Осушка | 2-этилантрахинон, 2-этилантрагидрохинон (осушенный) | Сушильная камера, подогреватель | ||
30 - 35% раствор перекиси водорода (нестабилизированный) | Концентрирование | 60% раствор перекиси водорода | Колонна дистилляции, испаритель, охладитель | ||
5.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве пероксида водорода
Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве перекиси водорода изопропиловым и антрахиноновым способами приведены в таблицах 5.4 и 5.5 соответственно.
Таблица 5.4
при производстве пероксида водорода изопропиловым способом
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Расход | |
Минимальный | Максимальный | ||
Изопропиловый спирт | кг/т | 12,5 | - |
Водород | нм3/т | 255 | - |
Фосфат натрия однозамещенный двуводный | кг/т | 0,4 | - |
Аммоний азотнокислый | кг/т | 0,06 | - |
Натрий оловяннокислый | кг/т | 0,003 | - |
Пар | Гкал/т | 1,717 | - |
Холод минус 10 °C | Гкал/т | 0,092 | - |
Вода оборотная | м3/т | 398 | - |
Таблица 5.5
при производстве пероксида водорода антрахиноновым способом
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Расход в пересчете на 100% |
Водород | нм3/т | 730 |
2-этилантрахинон (EAQ) | кг/т | 0,9 |
Технологический воздух | нм3/т | 4100 |
Ароматический растворитель (Solvesso 150ND) | кг/т | 1,0 |
Тетрабутилмочевина | кг/т | 0,5 |
Триоктилфосфат | кг/т | 0,2 |
Катализатор | кг/т | 0,02 |
Ортофосфорная кислота | кг/т | 0,3 |
Стабилизатор | кг/т | 1,3 |
Деминерализованная вода | м3/т | 4,1 |
Производственный пар | кг/т | 900 + 1750 (на концентрирование) |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 7775 |
Воздух КИП | нм3/т | 70,0 |
Азот | нм3/т | 25,0 |
Оборотная вода,  8 °C | м3/т | 490,0 |
Захоложенная вода,  5 °C | м3/т | 48,0 |
Характеристики выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве пероксида водорода, приведены в таблицах 5.6 - 5.11.
Таблица 5.6
водорода изопропиловым способом
Наименование | Метод очистки, повторного использования | Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на тонну 1 т продукции, кг/т | ||
минимальное | максимальное | среднее | ||
Спирт изопропиловый | Абсорбция | 0,067 | 0,074 | 0,070 |
Ацетон | 0,081 | 0,095 | 0,088 | |
Взвешенные вещества | - | - | 0,000038 | 0,000038 |
Натрий хлорид | - | 0,0017 | 0,0017 | |
Динатрий сульфат (натрия сульфат) | - | 0,0037 | 0,0037 | |
Кальций карбонат | - | 0,00037 | 0,00037 | |
Таблица 5.7
Выбросы в атмосферу при производстве пероксида
водорода антрахиноновым способом
Наименование | Метод очистки, повторного использования | Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на тонну 1 т продукции, кг/т | ||
минимальное | максимальное | среднее | ||
1,3,5-Триметилбензол (мезитилен) | Адсорбция | - | 0,00091 | 0,00023 |
Водород | - | - | - | 1,4 |
по данным 2024 г. | ||||
Сольвент нафта | Адсорбция | - | 0,012896 | - |
Промышленные сточные воды, образующиеся при производстве перекиси водорода изопропиловым способом, направляются на станцию усреднения и нейтрализации и далее передаются в сторонние организации для обезвреживания. Ливневые сточные воды очищаются и направляются в водооборотный цикл (см. таблице 5.8). Норма образования сточных вод - 562 кг/т.
Таблица 5.8
водорода изопропиловым способом
Показатель | Значение |
Массовая концентрация изопропилового спирта | Не более 200 мг/дм3 |
Массовая концентрация ацетона | Не более 100 мг/дм3 |
Массовая концентрация пероксида водорода | Не более 5000 мг/дм3 |
Массовая концентрация уксусной кислоты | Не более 1200 мг/дм3 |
Отработанная вода, образующаяся при производстве перекиси водорода антрахиноновым способом, преимущественно повторно используется в технологическом процессе. Вода, не использованная в технологическом процессе, через систему нейтрализации выдается за границу установки. Нейтрализованная сточная вода обрабатывается раствором перекиси водорода для окисления следов антрахинона, далее пропускается через песчаный и угольный фильтры. Норма образования сточных вод - от 334 кг/т (при нормальном режиме работы) до 1508 кг/т. Характеристика сбросов при производстве перекиси водорода антрахиноновым способом приведена в таблице 5.9.
Таблица 5.9
водорода антрахиноновым способом
Наименование | Направление сбросов (вводный объект, в системы канализации) | Масса сбросов загрязняющих веществ, кг/т | ||
Минимальное | Максимальное | Среднее | ||
Фосфаты (по фосфору) | На установки очистки сточных вод | - | 0,000096 | - |
ХПК | - | 0,29 | - | |
Антрахинон | - | 0,00096 | - | |
Летучие органические соединения | - | 0,038 | - | |
Таблица 5.10
Отходы при производстве пероксида
водорода изопропиловым способом
Наименование | Класс опасности | Источник образования | Способ утилизации, обезвреживания, размещения | Масса образующихся отходов производства, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||||
Катализатор на основе оксида никеля отработанный | 3 | Стадия гидрирования ацетона | После истечения срока эксплуатации возвращается производителю | 0,0189 | - | - |
Отходы минеральных масел компрессорных | 3 | Компримирование воздуха, азота, водорода | Утилизация | 0,01 | - | - |
Таблица 5.11
водорода антрахиноновым способом
Наименование | Класс опасности | Источник образования | Способ утилизации, обезвреживания, размещения | Масса образующихся отходов производства, кг/т | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||||
Катализатор палладия | 3 | - | Передача производителю для регенерации | 0,04 | - | - |
Активированный уголь со следами органических веществ | 3 | - | Сжигание | 0,1 | - | - |
Активированный уголь установки нейтрализации сточных вод | 3 | - | Сжигание | 0,1 | - | - |
Активированный уголь установки регенерации растворителя | 3 | - | Сжигание | 0,04 | - | - |
Отработанный оксид алюминия | 3 | - | Хранение на полигоне | 10 | - | - |
Отработанный песок | 3 | - | Хранение на полигоне | 1,04 | - | - |
по данным 2024 г. | ||||||
Катализатор на основе оксида меди, отработанный при низкотемпературной конверсии оксида углерода при получении водорода | 3 | - | Передача для утилизации | 0,0196 | - | - |
Катализатор на основе оксида алюминия активного, содержащий палладий, отработанный | 3 | - | Передача на аффинаж | 0,02 | - | - |
Катализаторы с преимущественным содержанием молибдена и его соединений отработанные | 3 | - | Передача для утилизации | 0,0171 | - | - |
Катализатор на основе оксида алюминия, содержащий оксид никеля не более 11,0%, отработанный при паровой конверсии природного газа | 4 | - | Передача для утилизации | 0,011 | - | - |
Цеолит, отработанный при осушке газов, в том числе углеводородных | 4 | - | Передача для утилизации | 0,0456 | - | - |
Катализатор на основе оксида алюминия с содержанием железа менее 2,0% отработанный | 4 | - | Передача для утилизации | 12 | - | - |
Угольные фильтры отработанные, загрязненные нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15%) | 4 | - | Передача для утилизации | 0,0482 | - | - |
Отходы синтетических масел компрессорных | 3 | - | Передача для утилизации | 0,0104 | - | - |
Упаковка полиэтиленовая, загрязненная реагентами водоподготовки | 4 | - | Передача для утилизации | 0,0114 | - | - |
Упаковка полимерная, загрязненная химическими реактивами | 3 | - | Обезвреживание | 1,166 | - | - |
Фильтрующие элементы отработанные полимерные | 4 | - | Обезвреживание | 0,01654 | - | - |
Технология производства водорода электролизом воды имеет ряд преимуществ перед другими методами его получения: позволяет получать продукт с высокой чистотой; дешевое сырье - вода; отсутствие вредных отходов; простота и непрерывность технологического процесса, возможность автоматизации; продолжительный срок эксплуатации электролизеров.
Водород выпускают марки А и марки Б. Водород марки А используется в электронной, фармацевтической, химической промышленностях, в порошковой металлургии: для осаждения тугоплавких соединений из окислов металлов; при спекании изделий из порошковых материалов, содержащих хром и нержавеющие стали. Водород марки Б используется в электронной, химической, цветной металлургии, фармацевтической промышленности, промышленности средств связи и в энергетике.
Технология производства водорода электролизом воды основана на процессе разложения воды при воздействии постоянного электрического тока и включает стадии: приготовления питательной воды; приготовления электролита; получения водорода электролизом; очистки и осушки водорода. На рисунке 6.1 представлена блок-схема производства водорода методом электролиза воды.
Паровой конденсат поступает на узел приготовления питательной воды. Питательная (дистиллированная) вода получается за счет переиспарения и конденсации парового конденсата или конденсации водяного пара и представляет собой дистиллированную воду. В качестве питательной воды помимо конденсата пара может быть использована глубоко очищенная и обессоленная речная вода. Питательная вода подается в электролизеры на узел получения водорода.
В качестве электролита в электролизерах используется 25 - 28%-ный раствор щелочи, который готовится на узле приготовления электролита путем смешения дистиллированной или питательной воды с гидроокисью калия.
Процесс получения водорода в электролизерах основан на разложении воды под действием постоянного электрического тока на водород и кислород. При прохождении постоянного электрического тока с напряжением 380 В и силой тока до 8000 А через электролизер на электродах происходит разряд ионов водорода и гидроксила с последующим выделением: на катоде - газообразного водорода, на аноде - газообразного кислорода.
Кислород из электролизеров направляется в атмосферу, а водород подается для промежуточного хранения в газгольдер. Из газгольдера водород поступает на компримирование и далее на узел очистки и осушки. Очистка водорода от кислорода осуществляется в реакторе на стационарном алюмопалладиевом катализаторе, а осушка от влаги - в осушителях на цеолитах. Очищенный и осушенный электролитический водород направляется по трубопроводу потребителям.
Описание технологического процесса приведено в таблице 6.1, перечень основного оборудования - в таблице 6.2.
Таблица 6.1
производства водорода из воды
Входной поток | Стадия технологического процесса | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Природоохранное оборудование | |
Основные, побочные и промежуточные продукты | Эмиссии | ||||
1 | 2 | 3.1 | 3.2 | 4 | 5 |
Паровой конденсат (водяной пар) | Переиспарение парового конденсата | Питательная вода | Вода котловая | Аппарат переиспарения | |
Калия гидроокись | Растворение гидроокиси калия в воде | Электролит | Реактор с мешалкой | ||
Питательная вода; Электролит | Электролиз воды | Водород сырец | Кислород в атмосферу | Электролизер | |
Водород сырец | Очистка и осушка водорода | Водород очищенный | Вода после регенерации осушителей | Аппараты гидрирования и осушки | |
Таблица 6.2
производства водорода из воды
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Существенные характеристики технологического оборудования |
Аппарат переиспарения | Переиспарение парового конденсата с получением воды для электролиза | Выпарной аппарат трубчатый, вертикальный |
Электролизер | Электролиз воды | Напряжение - 360 В Сила тока - 7500 - 8000 А Производительность по водороду - 500 нм3/ч, по кислороду - 250 нм3/ч |
Контактный аппарат (реактор) | Очистка водорода от кислорода | Вертикальный цилиндрический аппарат, внутренний диаметр - 1200 мм Высота цил. части - 1524 мм |
6.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве водорода электролизом воды
Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 6.3.
Таблица 6.3
при производстве водорода электролизом воды
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Расход | |
минимальный | максимальный | ||
Конденсат паровой | кг/тыс. нм3 | - | 866,94 |
Вода речная | кг/тыс. нм3 | - | 2700 |
Калия гидроокись | кг/тыс. нм3 | 0,421 | 1,05 |
Калия бихромат | кг/тыс. нм3 | - | 0,016 |
Цеолит NaA | кг/тыс. нм3 | - | 0,341 |
Катализатор АП | кг/тыс. нм3 | - | 0,011 |
Электроэнергия | кВт·ч/тыс. нм3 | 3263 | 5450 |
Теплоэнергия (водяной пар) | Гкал/тыс. нм3 | - | 0,406 |
Вода оборотная | м3/тыс. нм3 | - | 360 |
При производстве водорода выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух нет.
Сбросы при производстве водорода приведены в таблице 6.4. В случае использования речной воды в качестве сырья для производства водорода сточная вода (концентрат) со стадий мембранной очистки и деионизации содержит в своем составе хлорит-анионы. В случае использования парового конденсата в качестве сырья хлорид-анион (хлориды) не образуются.
Таблица 6.4
при производстве водорода электролизом воды
Наименование | Направление сбросов (в водный объект, в системы канализации) | Значение | ||
Минимальное | Максимальное | Среднее | ||
Химическое потребление кислорода (ХПК), кг/тыс. нм3 | - | 1,34 | 5,2 | 3,27 |
pH | 6,5 | 8,5 | - | |
Хлорид-анион (хлориды) <*>, кг/тыс. нм3 | 0 | 1787,7 | - | |
В процессе производства водорода электролизом воды образуются отходы отработанного компрессорного и индустриального масел, отработанный палладиевый катализатор, отработанный цеолит и силикагель (таблица 6.5).
Таблица 6.5
водорода электролизом воды
Наименование | Класс опасности | Источник образования | Способ утилизации, обезвреживания, размещения | Масса образующихся отходов производства, кг/тыс. м3 | ||
Минимальное значение | Максимальное значение | Среднее значение | ||||
Катализатор алюмопалладиевый отработанный | 3 | Утилизация или передача на завод для извлечения драг. металлов | 0,00008 | 0,011 | - | |
Цеолит отработанный | 5 | Утилизация | 0,0018 | 1,43 | - | |
Силикагель отработанный | 5 | Захоронение на полигоне пром. отходов | - | 8,55 | - | |
Масло отработанное | 3 | Вторичная переработка | 0,0011 | 0,0014 | 0,0012 | |
Масло компрессорное отработанное | 3 | Утилизация | 0,0011 | 0,0014 | 0,0012 | |
Масло индустриальное отработанное | 3 | Утилизация | 0,0010 | 0,0010 | 0,0010 | |
Определение технических способов, методов, оборудования в качестве НДТ проведено с учетом Методических рекомендаций по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии (утверждены Приказом Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 23 августа 2019 года N 3134).
При определении оборудования, технических способов, методов в качестве НДТ рассматривали их соответствие следующим критериям:
- снижение уровня негативного воздействия на окружающую среду (критерий определен по значениям таких факторов, как выбросы, сбросы загрязняющих веществ, в расчете на единицу производимой продукции);
- применение ресурсо- и энергосберегающих методов и достижение высоких показателей ресурсоэффективности (прежде всего энергоэффективности) производства, определенных по потреблению энергии в расчете на единицу произведенной продукции;
- промышленное внедрение оборудования, технических способов, методов на двух и более предприятиях;
- период внедрения (возможность последовательного улучшения показателей ресурсоэффективности и экологической результативности путем внедрения технических усовершенствований и процедур в рамках систем энергетического и экологического менеджмента).
Также рассматривались системы экологического менеджмента, в рамках которых осуществляются планирование, разработка программ повышения экологической результативности (а также ресурсоэффективности) и их реализация.
Приведенные в разд. 8 описания НДТ включают методы, технические способы и оборудование, способствующие снижению негативного воздействия на окружающую среду и повышению ресурсо- и энергосбережения.
Настоящий раздел содержит перечень кратких описаний НДТ, внедрение которых целесообразно и актуально при производстве неорганических химических веществ.
НДТ 1. Повышение экологической результативности (эффективности) путем внедрения и поддержания системы экологического менеджмента (СЭМ), соответствующей требованиям ГОСТ Р ИСО 14001 <1> или ISO 14001 <1>, или применение инструментов СЭМ.
--------------------------------
НДТ 3. Использование "сухих" методов очистки отходящих газов от пыли, применение циклонов и рукавных фильтров.
НДТ 4. Предотвращение или снижение неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в воздух путем соблюдения требований технологических регламентов и режимов, а также надлежащего технического обслуживания оборудования.
НДТ 5. Мониторинг выбросов маркерных загрязняющих веществ в воздух в соответствии с установленными требованиями.
НДТ 8. Технология концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнимающего вещества нитрата магния.
НДТ 9. Контроль, регулировка и автоматизация стадий технологического процесса, влияющих на образование и выделение загрязняющих веществ (соотношение реагентов, температура, кислотность и др.).
НДТ 12. Сброс сточных вод в заводскую канализационную сеть с последующей очисткой на собственных центральных очистных сооружениях.
НДТ 14. Использование в качестве сырья отработанных катализаторов, уловленной пыли, шламов от зачистки оборудования.
НДТ 15. Учет методов повышения энергоэффективности, изложенных в ИТС 48.
НДТ 16. Снижение потребления энергоресурсов (тепла или пара) путем использования вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и низкопотенциального пара.
Технологические показатели НДТ приведены в таблице 8.1.
Таблица 8.1
Продукт | Технологический показатель | Единица измерения | Значение, не более |
Для атмосферного воздуха | |||
Азотная кислота концентрированная | Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | кг/т | 0,05 |
Азотная кислота концентрированная, кислота азотная специальная, меланж кислотный | Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | кг/т | 0,36 |
Трихлорсилан и тетрахлорсилан | Тетрахлорсилан | кг/т | 1,37 |
Трихлорсилан | 0,56 | ||
Хлористый водород | 2,94 | ||
Стронций азотнокислый | Азота диоксид | кг/т | 0,0007 |
Пероксид водорода (изопропиловый способ производства) | Спирт изопропиловый | кг/т | 0,074 |
Ацетон | кг/т | 0,095 | |
Пероксид водорода (антрахиноновый способ производства) | 1,3,5-триметилбензол (мезитилен) | кг/т | 1,4 |
Для водных объектов | |||
Азотная кислота концентрированная | Нитрат-анион | кг/т | 1,73 |
Сульфат-ион | кг/т | 0,32 | |
Азотная кислота концентрированная, кислота азотная специальная, меланж кислотный | Нитрат-анион | кг/т | 2,98 |
Сульфат-ион | кг/т | 0,60 | |
Трихлорсилан и тетрахлорсилан | Хлорид-анион (хлориды) | кг/т | 48,8 |
Пероксид водорода (изопропиловый способ производства) | Ацетон | кг/т | 0,6 |
Уксусная кислота | кг/т | 0,7 | |
Пероксид водорода (антрахиноновый способ производства) | ХПК | кг/т | 0,29 |
Водород (электролизом воды) | ХПК | кг/тыс. нм3 | 3,0 |
Кроме технологий с использованием водоотнимающих веществ существует способ получения концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза, основанный на взаимодействии жидкого тетраоксида азота с водой и кислородом при высоких давлениях и повышенных температурах. Данный способ имеет совершенно иное аппаратурное оформление и не может быть использован для модернизации существующих установок получения концентрированной азотной кислоты.
Среди перспективных возможно рассмотрение следующих направлений:
- получение четыреххлористого кремния взаимодействием кремния с хлористым водородом при нагревании в присутствии катализатора на основе хлористого цинка, нанесенного на оксид алюминия;
- хлорирование аморфного диоксида кремния в расплавленной среде хлоридов калия и натрия в присутствии углерода с дальнейшей очисткой жидкого четыреххлористого кремния от примесей.
Возможные альтернативные способы получения азотнокислого стронция включают выделение осадка из азотнокислотной вытяжки, полученной при разложении фосфатного сырья, а также взаимодействие сульфата стронция с нитратом кальция с последующим выделением нитрата.
Перспективные технологии производства пероксида водорода основаны на прямом окислении водорода кислородом. В настоящее время развиваются три подхода к реализации прямого синтеза H2O2: каталитическое окисление водорода, получение перекиси водорода в топливном элементе, плазмохимический метод.
Каталитическое окисление водорода проводят в органическом растворителе (как правило, в метаноле) в присутствии неорганических кислот и катализаторов, содержащих благородные металлы (Pd, Pt, Au). Данный метод удобен для получения перекиси водорода непосредственно на месте потребления в небольших количествах. Основные проблемы, которые предстоит решить для коммерческого внедрения процесса: низкие концентрация продукта, селективность и скорость реакции; опасные рабочие условия; высокое содержание кислоты.
ИС МЕГАНОРМ: примечание. В официальном тексте документа, видимо, допущена опечатка: пункт [28] в Библиографии отсутствует. |
В технологии получения перекиси водорода в щелочном топливном элементе используется реакционное устройство, состоящее из анода, ионообменной мембраны и катода. Водород на аноде диссоциирует на ионы, которые проходят через мембрану и на поверхности катода реагируют с адсорбированным кислородом с получением H2O2. Преимущества способа получения перекиси водорода с использованием топливных элементов заключаются в повышенной безопасности и возможности выработки электроэнергии [28].
Плазмохимический метод синтеза H2O2 осуществляют в устройстве, состоящем из высоковольтного электрода, диэлектрика и заземляющего электрода. Когда напряженность электрического поля между электродами достигает определенного значения, в реакторе возникает барьерный разряд, а газовая смесь H2/O2 превращается в плазму. В плазме молекулы реагентов диссоциируют на активные радикалы, реагирующие друг с другом с образованием H2O2. Исследования и разработки в области плазмохимического метода синтеза пероксида водорода направлены на повышение селективности образования H2O2 и безопасности осуществления процесса.
При подготовке справочника НДТ были использованы:
- ИТС НДТ 19-2016 "Производство твердых и других неорганических химических веществ";
- ИТС НДТ 33-2017 "Производство специальных неорганических химикатов";
- ИТС НДТ 34-2017 "Производство прочих основных неорганических химических веществ";
- материалы, полученные от российских производителей неорганических химических веществ.
Общее заключение, которое можно сделать в результате подготовки настоящего справочника НДТ, состоит в том, что ведущие отечественные предприятия активно осуществляют внедрение современных технологических процессов и оборудования, разрабатывают и реализуют программы повышения энергоэффективности и экологической безопасности производства, ресурсосбережения.
(обязательное)
ПЕРЕЧЕНЬ
МАРКЕРНЫХ ВЕЩЕСТВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Таблица А.1
Перечень маркерных веществ
Наименование производства | Маркерные вещества | |
в выбросах | в сбросах | |
Производство концентрированной азотной кислоты | Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | Нитрат-анион Сульфат-ион |
Производство концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной специальной, меланжа кислотного | Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | Нитрат-анион Сульфат-ион |
Производство трихлорсилана и тетрахлорсилана | Тетрахлорсилан Трихлорсилан Хлористый водород | Хлорид-анион (хлориды) |
Стронций азотнокислый | Азота диоксид | - |
Производство пероксида водорода изопропиловым способом | Спирт изопропиловый Ацетон | Ацетон Уксусная кислота |
Производство пероксида водорода антрахиноновым способом | 1,3,5-триметилбензол (мезитилен) | ХПК |
Производство водорода электролизом воды | - | ХПК |
Таблица А.2
Технологические показатели НДТ
Продукт | Технологический показатель | Единица измерения | Значение, не более |
Для атмосферного воздуха | |||
Азотная кислота концентрированная | Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | кг/т | 0,05 |
Азотная кислота концентрированная, кислота азотная специальная, меланж кислотный | Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота) | кг/т | 0,36 |
Трихлорсилан и тетрахлорсилан | Тетрахлорсилан | кг/т | 1,37 |
Трихлорсилан | 0,56 | ||
Хлористый водород | 2,94 | ||
Стронций азотнокислый | Азота диоксид | кг/т | 0,0007 |
Пероксид водорода (изопропиловый способ производства) | Спирт изопропиловый | кг/т | 0,074 |
Ацетон | кг/т | 0,095 | |
Пероксид водорода (антрахиноновый способ производства) | 1, 3, 5-Триметилбензол (мезитилен) | кг/т | 0,0009 |
Для водных объектов | |||
Азотная кислота концентрированная | Нитрат-анион | кг/т | 1,73 |
Сульфат-ион | кг/т | 0,32 | |
Азотная кислота концентрированная, кислота азотная специальная, меланж кислотный | Нитрат-анион | кг/т | 2,98 |
Сульфат-ион | кг/т | 0,60 | |
Трихлорсилан и тетрахлорсилан | Хлорид-анион (хлориды) | кг/т | 48,8 |
Пероксид водорода (изопропиловый способ производства) | Ацетон | кг/т | 0,6 |
Уксусная кислота | кг/т | 0,7 | |
Пероксид водорода (антрахиноновый способ производства) | ХПК | кг/т | 0,29 |
Водород (электролизом воды) | ХПК | кг/тыс. нм3 | 3,0 |
(обязательное)
ПЕРЕЧЕНЬ НДТ
Таблица Б.1
Перечень НДТ
Номер НДТ | Наименование НДТ |
Повышение экологической результативности (эффективности) путем внедрения и поддержания системы экологического менеджмента (СЭМ), соответствующей требованиям ГОСТ Р ИСО 14001 <1>, или ISO 14001 <1> или применение инструментов СЭМ | |
Минимизация выброса путем применения интенсивного абсорбционного оборудования | |
Использование "сухих" методов очистки отходящих газов от пыли, применение циклонов и рукавных фильтров | |
Предотвращение или снижение неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в воздух путем соблюдения требований технологических регламентов и режимов, а также надлежащего технического обслуживания оборудования | |
Мониторинг выбросов маркерных загрязняющих веществ в воздух в соответствии с установленными требованиями | |
Локальные системы аспирации от узлов пересылок и транспортного оборудования | |
Очистка нитрозного газа методами конденсации, промывки, каталитической очистки | |
Технология концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнимающего вещества нитрата магния | |
Контроль, регулировка и автоматизация стадий технологического процесса, влияющих на образование и выделение загрязняющих веществ (соотношение реагентов, температура, кислотность и др.) | |
Оптимизация процессов водопотребления и организация водооборотных систем | |
Обеспечение надлежащей очистки сточных вод на собственных очистных сооружениях | |
Сброс сточных вод в заводскую канализационную сеть с последующей очисткой на собственных центральных очистных сооружениях | |
Оптимизация системы обращения с отходами в соответствии с установленными требованиями | |
Использование в качестве сырья отработанных катализаторов, уловленной пыли, шламов от зачистки оборудования | |
Учет методов повышения энергоэффективности, изложенных в ИТС 48 | |
Снижение потребления энергоресурсов (тепла или пара) путем использования вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и низкопотенциального пара | |
Переход на локальную систему обеспечения сжатым воздухом | |
Внедрение частотных регуляторов (насосы, дробилки, мешалки, вентиляторы, барабаны и т.д.) |
--------------------------------
(обязательное)
РЕСУРСНАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Промышленность по производству неорганических химических веществ характеризуется высоким энергопотреблением. При этом значительная часть от общего потребления энергетических ресурсов расходуется на производство.
Технологические процессы, связанные с производством концентрированной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция, пероксида водорода, водорода электролизом воды, описаны в соответствующих разделах справочника НДТ.
Информация об уровнях потребления основных видов ресурсов и энергии при производстве концентрированной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция, пероксида водорода и водорода электролизом воды приведена в таблицах В.1 - В.7 соответственно.
Таблица В.1
при производстве концентрированной азотной кислоты
Наименование | Единицы измерения | Расход | |
минимальный | максимальный | ||
Порошок магнезитовый каустический (в пересчете на 100% MgO) | т/т | 0,073 | 0,3 |
Кислота азотная неконцентрированная | т мнг./т | - | 1,013 |
Вода обессоленная | м3/т | 0,05 | 0,75 |
Натр едкий технический | кг/т | - | 0,099 |
Аммиак газообразный | кг 100% NH3/т | - | 2,1 |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 20 | 95,33 |
Природный газ | тыс. м3/т | - | 0,0056 |
Пар | Гкал/т | 1,23 | 2,1 |
Таблица В.2
Показатели потребления сырья и энергоресурсов
при производстве концентрированной азотной кислоты,
кислоты азотной специальной, меланжа кислотного
Наименование | Единицы измерения | Расход на т кислоты азотной концентрированной | Расход на т меланжа кислотного | Расход на т кислоты азотной специальной | Расход на т концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной специальной, меланжа кислотного | ||||
минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | ||
Кислота азотная неконцентрированная | т мнг./т | - | 1,013 | - | - | - | 0,3194 | - | - |
Аммиак газообразный | кг 100% NH3/т | - | 2,1 | - | - | - | - | - | - |
Натр едкий технический | кг/т | 0,07 | 0,11 | - | - | - | - | - | - |
Вода обессоленная | м3/т | 0,05 | 1,4 | - | - | - | - | - | - |
Раствор нитрата магния (в пересчете на 100%) | кг/т | - | 1,4 | - | - | - | - | - | - |
Кислота серная техническая | т мнг./т | - | - | - | 0,087 | - | - | - | - |
Кислота азотная концентрированная | т мнг./т | - | - | - | 1 | - | 0,6806 | - | - |
Электроэнергия | кВт·ч/т | - | - | - | - | - | - | - | 20 |
Природный газ | тыс. м3/т | - | - | - | - | - | - | - | 0,007 |
Пар | Гкал/т | - | - | - | - | - | - | 1,2 | 1,3 |
Вода оборотная | тыс. м3/т | - | - | - | - | - | - | 0,1 | 0,162 |
Таблица В.3
Показатели потребления сырья и энергоресурсов
при производстве концентрированного
трихлорсилана и тетрахлорсилана
Наименование ресурса | Единица измерения | Минимальный расход | |
трихлорсилана технического марки В | тетрахлорсилана | ||
Кислота соляная очищенная | кг/т | 11490 | 12210 |
Кремний молотый марки 7010 или | кг/т | 235 | 189 |
Кремний молотый марки КР-1 или | кг/т | 235 | 189 |
Кремний молотый марки 7060 или | кг/т | 235 | 189 |
Кремний молотый марки 4040 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 5003 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 5010 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 5040 или | кг/т | 233 | 191 |
Кремний молотый марки 9010 или | кг/т | 251 | 208 |
Кремний молотый марки 10080 или | кг/т | 254 | 210 |
Кремний молотый марки КР-3 или | кг/т | 254 | 211 |
Кремний молотый марки КР-0 или | кг/т | - | 191 |
Кремний молотый марки КР-2 | кг/т | 251 | - |
Электроэнергия | МВт·ч/т | 0,1 | 0,1 |
Холод -20 °C | Гкал/т | 0,55775 | 0,30119 |
Пар - 13 атм | Гкал/т | 1,8 | 2,7 |
Вода оборотная | тыс. м3/т | 0,205 | 0,340 |
Таблица В.4
Показатели потребления сырья и энергоресурсов
при производстве азотнокислого стронция
Наименование ресурсов | Единица измерения | Расход | |
Минимальный | Максимальный | ||
Стронций углекислый | кг/т | 770 | - |
Кислота азотная | кг/т | 660 | - |
Вода дистиллированная | кг/т | 1450 | - |
Теплоэнергия | Гкал/т | 1,2 | 1,2 |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 353 | 353 |
Сжатый воздух | м3/т | 450 | 450 |
Вода речная | м3/т | 10 | 10 |
Таблица В.5
Показатели потребления сырья и энергоресурсов
при производстве пероксида водорода изопропиловым способом
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Расход | |
Минимальный | Максимальный | ||
Изопропиловый спирт | кг/т | 12,5 | - |
Водород | нм3/т | 255 | - |
Фосфат натрия однозамещенный двуводный | кг/т | 0,4 | - |
Аммоний азотнокислый | кг/т | 0,06 | - |
Натрий оловяннокислый | кг/т | 0,003 | - |
Пар | Гкал/т | 1,717 | - |
Холод минус 10 °C | Гкал/т | 0,092 | - |
Вода оборотная | м3/т | 398 | - |
Таблица В.6
Показатели потребления сырья и энергоресурсов
при производстве пероксида водорода антрахиноновым способом
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Расход в пересчете на 100% |
Водород | нм3/т | 730 |
2-этилантрахинон (EAQ) | кг/т | 0,9 |
Технологический воздух | нм3/т | 4100 |
Ароматический растворитель (Solvesso 150ND) | кг/т | 1,0 |
Тетрабутилмочевина | кг/т | 0,5 |
Триоктилфосфат | кг/т | 0,2 |
Катализатор | кг/т | 0,02 |
Ортофосфорная кислота | кг/т | 0,3 |
Стабилизатор | кг/т | 1,3 |
Деминерализованная вода | м3/т | 4,1 |
Производственный пар | кг/т | 900 + 1750 (на концентрирование) |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 7775 |
Воздух КИП | нм3/т | 70,0 |
Азот | нм3/т | 25,0 |
Оборотная вода,  8 °C | м3/т | 490,0 |
Захоложенная вода,  5 °C | м3/т | 48,0 |
Таблица В.7
при производстве водорода электролизом воды
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Расход | |
минимальный | максимальный | ||
Конденсат паровой | кг/тыс. нм3 | - | 866,94 |
Вода речная | кг/тыс. нм3 | - | 2700 |
Калия гидроокись | кг/тыс. нм3 | 0,421 | 1,05 |
Калия бихромат | кг/тыс. нм3 | - | 0,016 |
Цеолит NaA | кг/тыс. нм3 | - | 0,341 |
Катализатор АП | кг/тыс. нм3 | - | 0,011 |
Электроэнергия | кВт·ч/тыс. нм3 | 3263 | 5450 |
Теплоэнергия (водяной пар) | Гкал/тыс. нм3 | - | 0,406 |
Вода оборотная | м3/тыс. нм3 | - | 360 |
В.4 Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности, оптимизацию и сокращение ресурсопотребления
Таблица В.8
направленные на повышение энергоэффективности,
оптимизацию и сокращение ресурсопотребления
Номер НДТ | Наименование НДТ |
Учет методов повышения энергоэффективности, изложенных в ИТС 48 | |
Снижение потребления энергоресурсов (тепла или пара) путем использования вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и низкопотенциального пара | |
Переход на локальную систему обеспечения сжатым воздухом | |
Внедрение частотных регуляторов (насосы, дробилки, мешалки, вентиляторы, барабаны и т.д.) |
Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности при производстве концентрированной азотной кислоты, трихлорсилана и тетрахлорсилана, азотнокислого стронция, пероксида водорода и водорода электролизом воды приведены в таблицах В.8 - В.13 соответственно.
Таблица В.9
Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности
при производстве концентрированной азотной кислоты
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Значение | |
Минимальное | Максимальное | ||
Порошок магнезитовый каустический (в пересчете на 100% MgO) | т/т | 0,073 | 0,3 |
Кислота азотная неконцентрированная | т мнг./т | - | 1,013 |
Вода обессоленная | м3/т | 0,05 | 0,75 |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 20 | 95,33 |
Природный газ | тыс. м3/т | - | 0,0056 |
Пар | Гкал/т | 1,23 | 2,1 |
Таблица В.10
Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности
при производстве концентрированной азотной кислоты,
кислоты азотной специальной, меланжа кислотного
Наименование | Единицы измерения | Значение (на т кислоты азотной концентрированной) | Значение (на т меланжа кислотного) | Значение (на т кислоты азотной специальной) | Значение (на т концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной специальной, меланжа кислотного) | ||||
минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | ||
Кислота азотная неконцентрированная | т мнг./т | - | 1,013 | - | - | - | 0,3194 | - | - |
Аммиак газообразный | кг 100% NH3/т | - | 2,1 | - | - | - | - | - | - |
Натр едкий технический | кг/т | 0,07 | 0,11 | - | - | - | - | - | - |
Вода обессоленная | м3/т | 0,05 | 1,4 | - | - | - | - | - | - |
Порошок магнезитовый в пересчете на MgO | кг/т | - | 0,42 | - | - | - | - | - | - |
Кислота серная техническая | т мнг./т | - | - | - | 0,087 | - | - | - | - |
Кислота азотная концентрированная | т мнг./т | - | - | - | 1 | - | 0,6806 | - | - |
Электроэнергия | кВт·ч/т | - | - | - | - | - | - | - | 20 |
Природный газ | тыс. м3/т | - | - | - | - | - | - | - | 0,007 |
Пар | Гкал/т | - | - | - | - | - | - | 1,2 | 1,3 |
Вода оборотная | тыс. м3/т | - | - | - | - | - | - | 0,1 | 0,162 |
Таблица В.11
Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности
при производстве трихлорсилана и тетрахлорсилана
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Минимальное значение | |
трихлорсилана технического марки В | тетрахлорсилана | ||
Кислота соляная очищенная | кг/т | 11 490 | 12 210 |
Кремний молотый | кг/т | 254 | 211 |
Электроэнергия | МВт·ч/т | 0,1 | 0,1 |
Холод -20 °C | Гкал/т | 0,55775 | 0,30119 |
Пар - 13 атм | Гкал/т | 1,8 | 2,7 |
Вода оборотная | тыс. м3/т | 0,205 | 0,340 |
Таблица В.12
Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности
при производстве азотнокислого стронция
Наименование ресурсов | Единица измерения | Значение | |
Минимальное | Максимальное | ||
Стронций углекислый | кг/т | 770 | - |
Кислота азотная | кг/т | 660 | - |
Вода дистиллированная | кг/т | 1450 | - |
Теплоэнергия | Гкал/т | 1,2 | 1,2 |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 353 | 353 |
Сжатый воздух | м3/т | 450 | 450 |
Таблица В.13
при производстве пероксида водорода изопропиловым способом
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Значение | |
Минимальное | Максимальное | ||
Изопропиловый спирт | кг/т | 12,5 | - |
Водород | нм3/т | 255 | - |
Пар | Гкал/т | 1,717 | - |
Вода оборотная | м3/т | 398 | - |
Таблица В.14
Целевые показатели потребления сырья и энергоресурсов
при производстве пероксида водорода антрахиноновым способом
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Значение в пересчете на 100% |
Водород | нм3/т | 730 |
2-этилантрахинон (EAQ) | кг/т | 0,9 |
Производственный пар | кг/т | 2650 |
Электроэнергия | кВт·ч/т | 7775 |
Таблица В.15
Целевые показатели потребления сырья и энергоресурсов
при производстве водорода электролизом воды
Наименование ресурсов | Единицы измерения | Значение | |
минимальное | максимальное | ||
Конденсат паровой | кг/тыс. нм3 | - | 866,94 |
Вода речная | кг/тыс. нм3 | - | 2700 |
Калия гидроокись | кг/тыс. нм3 | - | 0,421 |
Электроэнергия | кВт·ч/тыс. нм3 | - | 5450 |
Теплоэнергия (водяной пар) | Гкал/тыс. нм3 | - | 0,406 |
(обязательное)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
Область применения
Настоящее Заключение НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:
- производство концентрированной азотной кислоты;
- производство трихлорсилана и тетрахлорсилана;
- производство азотнокислого стронция;
- производство пероксида водорода;
- производство водорода электролизом воды.
Заключение НДТ также распространяется на технологические процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать или оказывают влияние на количество (массы) эмиссий в окружающую среду или на масштабы загрязнения окружающей среды:
- хранение и подготовка сырья;
- производственные процессы;
- методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;
- упаковка и хранение продукции.
Дополнительные виды деятельности и соответствующие им справочники НДТ приведены в таблице Г.1.
Таблица Г.1
и соответствующие им справочники НДТ
Вид деятельности | Соответствующий справочник НДТ |
Добыча сырья | ИТС 16-2016 "Горнодобывающая промышленность. Общие процессы и методы" |
Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух | 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" |
Очистка и утилизация сточных вод | ИТС 8-2015 "Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях" |
Утилизация и обезвреживание отходов | ИТС 15-2016 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов))" |
Размещение отходов | ИТС 17-2016 "Размещение отходов производства и потребления" |
Хранение и складирование товаров (материалов) | ИТС 46-2019 "Сокращение выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов)" |
Системы охлаждения | ИТС 20-2016 "Промышленные системы охлаждения" |
Использование энергии и энергоресурсов | ИТС 48-2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности" |
Обращение со сточными водами и выбросами | ИТС 47-2017 "Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности" |
Осуществление производственного экологического контроля | ИТС 22.1-2016 "Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения" |
Сфера распространения настоящего Заключения НДТ приведена в таблице Г.2.
Таблица Г.2
Наименование продукции по ОК 034-2014 (ОКПД 2) | Наименование вида деятельности по ОКВЭД 2 | ||
Производство промышленных газов | |||
Водород | |||
Производство прочих основных неорганических химических веществ | |||
Нитраты (кроме калия) | |||
Соли неорганических кислот или пероксикислот прочие | |||
Пероксид водорода (перекись водорода) | |||
Производство удобрений и азотных соединений | |||
Производство азотных кислот, сульфоазотных кислот, аммиака | |||
Кислота азотная |
Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие процессы получения водорода:
- метод электролиза воды.
Г.1 Наилучшие доступные технологии
НДТ 1. Повышение экологической результативности (эффективности) путем внедрения и поддержания системы экологического менеджмента (СЭМ), соответствующей требованиям ГОСТ Р ИСО 14001 <1> или ISO 14001 <1>, или применение инструментов СЭМ.
--------------------------------
НДТ 2. Минимизация выброса путем применения интенсивного абсорбционного оборудования.
НДТ 3. Использование "сухих" методов очистки отходящих газов от пыли, применение циклонов и рукавных фильтров.
НДТ 4. Предотвращение или снижение неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в воздух путем соблюдения требований технологических регламентов и режимов, а также надлежащего технического обслуживания оборудования.
НДТ 5. Мониторинг выбросов маркерных загрязняющих веществ в воздух в соответствии с установленными требованиями.
НДТ 6. Локальные системы аспирации от узлов пересылок и транспортного оборудования.
НДТ 7. Очистка нитрозного газа методами конденсации, промывки, каталитической очистки.
НДТ 8. Технология концентрированной азотной кислоты с помощью водоотнимающего вещества нитрата магния.
НДТ 9. Контроль, регулировка и автоматизация стадий технологического процесса, влияющих на образование и выделение загрязняющих веществ (соотношение реагентов, температура, кислотность и др.).
НДТ 10. Оптимизация процессов водопотребления и организация водооборотных систем.
НДТ 11. Обеспечение надлежащей очистки сточных вод на собственных очистных сооружениях.
НДТ 12. Сброс сточных вод в заводскую канализационную сеть с последующей очисткой на собственных центральных очистных сооружениях.
НДТ 13. Оптимизация системы обращения с отходами в соответствии с установленными требованиями.
НДТ 14. Использование в качестве сырья отработанных катализаторов, уловленной пыли, шламов от зачистки оборудования.
НДТ 16. Снижение потребления энергоресурсов (тепла или пара) путем использования вторичных энергоресурсов: тепла отходящих газов и низкопотенциального пара.
НДТ 17. Переход на локальную систему обеспечения сжатым воздухом.
НДТ 18. Внедрение частотных регуляторов (насосы, дробилки, мешалки, вентиляторы, барабаны и т.д.).
Г.2 Производственно-экологический контроль
Таблица Г.3
Методы контроля технологических показателей для выбросов
Измеряемые показатели | Метод контроля (непрерывный с применением систем автоматического контроля, периодический, расчетный метод) | Метод измерения |
NO2 | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Фотометрический Фотоколориметрический Ионная хроматография Газохроматографический Линейно-колористический |
HCl | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Фотометрический |
Спирт изопропиловый | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Ионная хроматография Газохроматографический |
Ацетон | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Ионная хроматография Газохроматографический |
1,3,5-триметилбензол (мезитилен) | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Газохроматографический |
Таблица Г.4
Методы контроля технологических показателей для сбросов
Измеряемые показатели | Метод контроля (непрерывный с применением систем автоматического контроля, периодический, расчетный метод) | Метод измерения |
Нитрат-анион | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Фотометрический Фотоколориметрический Ионная хроматография |
Сульфат-анион (сульфаты) | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Фотометрический Потенциометрический Ионная хроматография |
Хлорид-анион (хлориды) | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Ионная хроматография Фотометрический Титриметрический (меркуриметрический) |
Ацетон | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Газохроматографический |
ХПК | В соответствии с программой производственного экологического контроля | Титриметрический (бихроматный) Фотометрический Спектрофотометрический |
(обязательное)
ИНДИКАТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ
Д.1 Краткая характеристика отрасли с точки зрения выбросов парниковых газов
Основным источником парниковых газов при производстве продукции, относящейся к области применения настоящего справочника НДТ, являются выбросы диоксида углерода от производства концентрированной азотной кислоты и перекиси водорода.
В настоящем справочнике НДТ приведена справочная информация о прямых удельных выбросах парниковых газов.
Д.2 Этапы проведения бенчмаркинга
Национальный бенчмаркинг для отрасли основного органического синтеза выполнен в соответствии с требованиями ГОСТ Р 113.00.11-2024 "Наилучшие доступные технологии. Порядок проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов в отраслях промышленности".
Д.3 Методология проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов
Расчеты удельных прямых выбросов парниковых газов проведены на основании данных, предоставленных предприятиями при анкетировании (расход и состав углеродсодержащего топлива (сырья), объем выпускаемой продукции и др.), с учетом положений методических указаний, утвержденных приказом Минприроды России от 27.05.2022 N 371, в периметре технологии, соответствующему описанию в настоящем справочнике НДТ. Удельные значения выбросов парниковых газов (в единицах кг CO2-экв/т продукта) определены для каждого технологического процесса как отношение массы образованных парниковых газов к массе выпущенной продукции за календарный год.
Д.3.1 Определение границ производственных процессов для количественного определения выбросов ПГ и выбор методик(и) расчета выбросов ПГ
В рамках проведения бенчмаркинга были рассмотрены производства продуктов, относящихся к области применения настоящего справочника, на предмет образования прямых выбросов парниковых газов. Границы производственных процессов соответствуют их описанию в настоящем справочнике НДТ.
Д.3.2 Исходные данные для расчета выбросов ПГ
Исходными сведениями для расчета прямых выбросов ПГ были приняты данные предприятий, являющихся производителями продукции, относящейся к области применения настоящего справочника, предоставленных в ходе анкетирования с использованием унифицированного шаблона отраслевой анкеты для сбора данных. Данные предоставлены за период 2022 - 2024 гг.
Д.3.3 Расчет удельных прямых выбросов ПГ
Удельное значение образования ПГ рассчитывается для каждой установки (процесса) как отношение массы образованных ПГ к массе выпущенной продукции за календарный год по формуле:
(1)где:
- удельное значение образование ПГ, т CO2-экв/т продукта;mghg - масса образованных ПГ за календарный год, т;
mp - масса выпущенной продукции за календарный год, т.
Масса образовавшихся ПГ рассчитывается по формуле:
(2)где:
mghg - масса образованных ПГ за календарный год, т;
- масса диоксида углерода, образовавшегося от сжигания газообразного углеводородного топлива, т;
- масса диоксида углерода, образовавшегося от сжигания углеводородного газа, поданного на факельную установку в границах процесса, т (если применимо);
- масса диоксида углерода, образовавшегося от углеводородного газа, использованного в процессе в качестве топлива при вспомогательном получении теплоэнергии или генерации электроэнергии (например, котел, теплоэлектроцентраль) в границах процесса, т (если применимо);
- масса диоксида углерода, образовавшегося в технологическом процессе (помимо CO2 от сжигания топлива);
- масса метана, образовавшегося на факельной установке или в технологическом процессе, т CO2-экв.Масса метана определяется с учетом значения потенциала глобального потепления по формуле:
ИС МЕГАНОРМ: примечание. Формула дана в соответствии с официальным текстом документа. |
(3)где:
- масса метана за календарный год, т CO2-экв;
- потенциал глобального потепления метана, принимаемое значение 25;
- выброс метана по данным предприятия, т;NC1fl - молярная доля метана в углеводородном газе, подаваемого на факельную установку, %;
Vfl - объем углеводородного газа, поданного на факельную установку, тыс. м3;
kub - коэффициент недожога для факельной установки (принимаемый по умолчанию 0,005);
- плотность метана при н.у. (0,7170 кг/м3).Масса диоксида углерода, образовавшаяся в результате сжигания газообразного углеводородного топлива, рассчитывается по формуле:
(4)где:
mco2gfu - масса диоксида углерода, образовавшегося от сжигания газообразного углеводородного топлива, включая топливо печей дожига, за календарный год, т;
Vgfu - объем топлива, поданного для обеспечения подвода тепла, тыс. м3;
NC1, NC2 ... NC6+, NCO, 
- молярная доля соответствующих углеводородов или CO, CO2 в топливе, %;
- молярная доля соответствующих углеводородов или CO, CO2 в топливе, %;
- плотность диоксида углерода при н.у. (1,9768 кг/м3).Масса диоксида углерода, образовавшегося от углеводородного газа, использованного в качестве топлива при вспомогательном получении теплоэнергии или генерации электроэнергии рассчитывается подобным образом.
Масса диоксида углерода от факельных установок рассчитывается по формуле:
(5)где:
- масса диоксида углерода от факельных установок за календарный год, т;Vfl - объем углеводородного газа, поданного на факельную установку, тыс. м3;
NC1, NC2 ... NC6+, NCO, 
- молярная доля соответствующих углеводородов или CO2 в топливе, %;
- молярная доля соответствующих углеводородов или CO2 в топливе, %;kub - коэффициент недожога для факельной установки (принимаемый по умолчанию 0,005);
- плотность диоксида углерода при н.у. (1,9768 кг/м3).Д.4 Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов
Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов не устанавливаются.
Для процессов, указанных в таблице Д.1, приведена справочная информация об удельных показателях выбросов парниковых газов. Для остальных процессов, описанных в настоящем справочнике НДТ, прямые выбросы парниковых газов отсутствуют.
Таблица Д.1
производственных процессов получения прочих основных
неорганических химических веществ (справочно)
Продукт/производственный процесс | Единицы измерения | Удельные показатели выбросов парниковых газов в расчете на 1 т продукции | |
Минимальное значение | Максимальное значение | ||
Производство концентрированной азотной кислоты, кислоты азотной специальной, меланжа кислотного | кг CO2-экв/т концентрированной азотной кислоты | 18 | 22 |
Производство пероксида водорода антрахиноновым способом | кг CO2-экв/т пероксида водорода | - | 710 |
1. | О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям: Постановление Правительства РФ от 23 декабря 2014 г. N 1458 (с изм. и доп.). |
2. | Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10 января 2002 года N 7-Ф3. |
3. | Об утверждении методических рекомендаций по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии: Приказ Минпромторга России от 23 августа 2019 г. N 3134. |
4. | Об утверждении перечня загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды: Распоряжение Правительства РФ от 8 июля 2015 г. N 1316-р (с изм. и доп.). |
5. | Об утверждении перечня областей применения наилучших доступных технологий: Распоряжение Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 года N 2674-р (с изм. на 24 мая 2018 г.). |
6. | Об утверждении Порядка сбора и обработки данных, необходимых для разработки и актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям: Приказ Минпромторга России от 18 декабря 2019 г. N 4841. |
7. | Об утверждении поэтапного графика актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям: Распоряжение Правительства РФ от 30 апреля 2019 г. N 866-р. |
8. | ГОСТ Р 113.00.03-2019 Наилучшие доступные технологии. Структура информационно-технического справочника. |
9. | ГОСТ Р 113.00.04-2020 Наилучшие доступные технологии. Формат описания технологий. |
10. | ГОСТ Р 56828.15-2016 Наилучшие доступные технологии. Термины и определения. |
11. | European Commission. Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals - Solids and Others Industry. August 2007. |
12. | Общероссийский классификатор видов экономической деятельности. ОК 029-2014 (КДЕС ред. 2). Утвержден Приказом Росстандарта от 31.01.2014 N 14-ст (ред. от 07.10.2016). |
13. | Общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности. ОК 034-2014 (КПЕС 2008): утв. Приказом Росстандарта от 31.01.2014 г. N 14-ст (ред. от 07.10.2016). |
Российский статистический ежегодник. 2019: Стат. сб. / Росстат. - М., 2019. - 708 с. | |
15. | Богуславский, И.М. В кн.: Исследования по химии и технологии удобрений, пестицидов, солей / И.М. Богуславский и др. - М.: Наука, 1968. - С. 231 - 245. |
16. | Зарецкий, С.А. Электрохимическая технология неорганических веществ и химические источники тока / С.А. Зарецкий, В.Н. Сучков, П.Б. Животинский. - М.: Высш. школа, 1980. - 423 с.: ил. |
17. | ГОСТ 177-88 Водорода перекись. Технические условия. |
18. | ОСТ 301-02-205-99 Водорода пероксид. Технические условия. |
19. | ТУ 2123-533-05763441-2011 Водорода пероксид. Технические условия. |
20. | ГОСТ Р 50632-93 Водорода пероксид высококонцентрированный. Технические условия. |
21. | Jennifer K. Edwards et al. Advances in the direct synthesis of hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen // Catalysis Today, 2015, 248, pp. 3 - 9. |
22. | Ichiro Yamanaka et al. Study of Direct Synthesis of Hydrogen Peroxide Acid Solutions at a Heat-Treated MnCl-Porphyrin / Activated Carbon Cathode from H2 and O2 // J. Phys. Chem. C, 2012, 116 (7), pp. 4572 - 4583. |
23. | Yanhui Yi et al. Continuous and scale-up synthesis of high purity H2O2 by safe gas- phase H2/O2 plasma reaction // AlChE J., 2014, 60, pp. 415 - 419. |
24. | Кнунянц, И.Л. и др. // Химическая энциклопедия. В 5 т. - Т. 2. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - 623 с. |
25. | ГОСТ 2820-73 Стронций азотнокислый. Технические условия. |
26. | Патент РФ 2024434. Способ выделения осадка нитрата стронция из азотнокислой вытяжки. |
27. | Патент US 4337233. Preparation of strontium nitrate from celestite and calcium nitrate. |