ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННОГО АЛЮМОХРОМОВОГО КАТАЛИЗАТОРА

Утилизация отходов является основополагающей ресурсосбережения в область обращения с отходами. Во всем мире идет активный поиск технологий и оборудования для переработки и утилизации отходов при соблюдении современных требований экологии. Обострение экологической ситуации ставит промышленные предприятия в сложное положение. Расходы на предупреждение загрязнения окружающей среды производственными отходами растут. Некоторые предприятия вообще не имеют систем утилизации отходов и захоронят твердые отходы, в частности отработанный катализатор, после невысокой степени очистки на устаревшем оборудовании. Прошедшие в них обработку катализатор и шламы легально или самовольно вывозятся на полигоны, которые к настоящему времени переполнены и несут за собой катастрофическую угрозу экологии. Поэтому в рамках стабильного формирования культуры - имеет возможность управления процессом захоронения техногенных отходов, а именно извлекать ценные ресурсы [1, с. 248]. Особое место в загрязнении окружающей среды, среди городов Поволжья, занимает город Тольятти. Поэтому обеспечение экологической безопасности по утилизации токсичных отходов особенно значимо для г. о. Тольятти, так как на территории города действуют три крупных нефтехимических предприятия, одним из которых является ООО «Сибур Тольятти».

Основная деятельность предприятия — производство синтетических каучуков различных марок. На данной производственной площадке одним из этапов производства каучуков, является установка дегидрирования изобутана. Именно данный процесс позволяет получить контактный газ, богатый легкими и тяжелыми углеводородами, в частности изобутиленом, который необходим для получения каучуков.

Для реакции дегидрирования парафиновых углеродов на предприятии Сибур Тольятти, используется катализатор ИМ-2201, который после потери активных свойств, вывозится и складируется на шламохранилище. Отработанный катализатор, относится к токсичным отходам, из-за содержания шестивалентного хрома, обезвреживание которого на сегодняшний день, на предприятии, не получило комплексного решения [6, с. 49].

В среднем в месяц установка дегидрирования производит 13500 тонн изобутилена, при этом расходуется 162 тонны катализатора. Такая расходная норма очень высокая, поэтому необходимо учитывать экологические и экономические аспекты, такие как защита окружающей среды от выбросов катализаторной пыли, утилизация отработанного катализатора.

Согласно мониторингу к 2020 г. спрос на пропиленовые продукции возрастет в 2,5 раза, что представлено на рисунке 1 и 2. Следовательно, нефтегазовая индустрия опирается на процессы отщепления водорода с использованием катализатора, что ставит акцент на увеличение объема отработанного алюмохромового катализатора.

Рисунок 1. Мощность производства пропилена на 2014 год

Рисунок 2. Мощность производства пропилена на 2019 год

Таким образом, проанализировав востребованность процесса каталитического дегидрирования, можно сделать вывод, что количество хромсодержащих отходов будет расти, что пагубно скажется на окружающей среде.

ООО «Сибур Тольятти» использует метод складирования отработанного катализатора на шламохранилище, что требует значительных капиталовложений до 35 млн. рублей как на строительство, так и на транспортировку. В состав отработанного алюмохромового катализатора (ОК) входят следующие соединения: Al₂ O₃ –70 %; SiO₂ – 15 %; Cr₂ O₃ – 12 %; CrO₃ – 3 % т.е., примерно, в 100 тыс. тонн ОК содержится 42,5 тыс. тонн алюминия и до 10 тыс. тонн хрома [3, с. 87].

Рисунок 3. Состав отработанного катализатора

На сегодняшний день соединения хрома применяются во многих отраслях промышленности: химической, фармацевтической, пищевой и многих других. Недостатком широкого использования хрома, является окисленный шестивалентный хром, который интенсивно влияет на загрязнение среды [2, с. 48]. Таким образом, накопление токсичного тяжелого металла представляет большую опасность для экосистем.

Таким образом, внедрение ресурсосберегающих процессов утилизации отработанного хромсодержащего катализатора, является актуальной проблемой на сегодняшний день.

Недостатками основных способов восстановления и утилизации хромсодержащих отходов, представленные на рисунке 4, заключается в образовании второстепенных опасных отходов, которые требуют финансовые траты на захоронение или утилизацию [8, с. 213]. Сжигание ведет за собою образование углекислого газа, который накапливается в атмосфере воздуха. Так же в результате этих методов утилизации, может возникнуть проблема с неполным удалением токсичных элементов, конструкционная сложность исполнения оборудования и др. [4, с. 137]. Более эффективным способом утилизации хромсодержащих отходов, является химический метод.

Рисунок 4. Существующие методы восстановления и утилизации хромсодержащих отходов

Обезвреживание токсичных хромсодержащих отходов методами сжигания и захоронения, является не актуальным в современном мире, который стремится к инновационным подходам утилизации отходов. Поэтому необходимо рассматривать экономически и экологически приоритетные методы извлечения полезных и экологически безопасных продуктов.

Проанализировав проблему утилизации токсичных хромсодержащих отходов, можно сделать вывод, что отработанный катализатор и шламы не применяются и транспортируются на полигоны, так как в состав входит токсичный канцерогенный шестивалентный хром. Но не учтен тот факт, что в хромовых отходах есть полезные элементы, как: оксиды хрома и алюминия, которые можно извлекать и применять в разных отраслях [5, с. 136].

Список литературы:

1. Егоров А.Г. Безопасность жизнедеятельности – Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2003.-С. 248-250.
2. Биологическая очистка хромсодержащих промышленных сточных вод / Квашиков В.И. и др. – К.: Наукова думка, 1990. – 112 с.
3. Журавлева К.А. Получение стирола дегидрированием этилбензола К.А. Журавлева, А.А. Назаров Вестник Казанского Технологического Университета. 2012. 152 с.
4. Кафаров, В.В. Принципы создания безотходных химических производств. - М.: Химия, 1994. - 276 с.
5. Краснокутская О.Н., Кузьмич М.А., Выродова Л.П. Хром в объектах окружающей среды // Агрохимия. – 1990. – № 2. – С. 128–140.
6. Курочкин Э.С. Основы инженерной экологии / Э.С. Курочкин. -  Барнаул: АлтГТУ, 2011. - 98с.
7. Хакимуллин Р.Р. Получение изопрена путем дегидрирования изопентана и изоамилена Р.Р. Хакимуллин, А.А. Назаров, С.А. Вилохин Вестник Казанского Технологического Университета. 2012.156 с.
8. Чуракаев А.М. Переработка нефтяных газов. Учебник для рабочих. М., Недра, 1983, 279 с.