Статья опубликована в рамках: CXXXI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 28 декабря 2023 г.)
Наука: Химия
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
РАЗРАБОТКА АЛЬТЕРНАТИВНОГО МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИХЛОРГИДРИНА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
АННОТАЦИЯ
В статье рассматривается проблема производства эпихлоргидрина в России. Предложен новый метод синтеза эпихлоригдрина. Дается экономическое сравнение хлоргидринного способа производства и предложенного способа производства эпихлоргидрина – из растительного сырья. Выявлено, что новый метод имеет большую экономическую эффективность, что делает возможным его внедрение в химическую промышленность.
ABSTRACT
The article deals with the problem of epichlorohydrin production in Russia. A new method for the synthesis of epichlorigdrin is proposed. An economic comparison of the chlorohydrin production method and the proposed method of production of epichlorohydrin – from vegetable raw materials is given. It is revealed that the new method has great economic efficiency, which makes it possible to introduce it into the chemical industry.
Ключевые слова: эпихлоргидрин; глицерин; биодизельное топливо.
Keywords: epichlorohydrin; glycerin; biodiesel.
Согласно маркетинговому агентству ROIF Expert, за последние годы, отмечены высокие темпы роста импорта эпихлоргидрина в Россию. Помимо этого, с учетом экономической ситуации и санкционных ограничений цены на данное сырье показывают ажиотажный рост [1].
Как мы знаем, в России функционирование цехов по крупнотоннажному производству эпихлоргидрина было прекращено в 2010 году, ввиду экономической нерентабельности. Связано это было с наличием огромного количества отходов, которые необходимо было перерабатывать из-за введения новых экологических норм [2, с. 79].
В настоящее время, на замену хлоргидринной технологии производства эпихлоргидрина, идет разработка новых, более экономически-выгодных методов. В данной работе хотелось бы вас ознакомить с предложенным нами методом производства эпихлоргидрина из растительного масла. Суть его заключается в получении глицерина, образуемого в качестве побочного продукта при производстве биодизельного топлива, который затем подвергают гидрохлорированию до дихлоргидринов глицерина. На последней стадии происходит щелочное дегидрохлорирование дихлоргидринов глицерина с получением целевого продукта – эпихлоргидрина. Образование глицерина происходит при производстве биодизельного топлива в результате реакции этерификации.
Рисунок 1. Последовательность реакций получения эпихлоргидрина из растительного масла.
Рисунок 2. Принципиальная схема периодического процесса получения глицерина из соевого масла
Затем происходит сепарация - отделение глицерина от метилового эфира. Глицерин сырец, получающийся при производстве биодизеля, содержит 20 - 30 % примесей из масел, жиров и веществ, добавленных во время его производства. Для дальнейшего использования необходимо достичь концентрации чистого глицерола 95,5 - 99 % путем его очистки [3, с. 50].
После производства биодизеля, глицерин-сырец очищают с помощью мембранных процессов и последующей дистилляцией.
Чтобы вычислить количество сырья для обеспечения необходимой мощности производства эпихлоргидрина, нами был проведен расчет материального баланса.
Таблица 1.
Расходные коэффициенты сырья, материалов и нормы образования отходов производства на 1 тонну товарного эпихлоргидрина.
|
Наименование сырья, материала, отхода |
Расходный коэффициент, кг/т (нм3/т) |
|
Глицерин, 100% |
1126 |
|
Хлористый водород, 100% |
983 (603) |
|
Уксусная кислота, 100% |
63 |
|
Едкий натр (100%) |
698 |
|
Сточные воды |
6340 |
В пересчете на производительность в 40 тыс. тонн/год, для производства эпихлоргидрина нам необходимо 45 тыс. тонн глицерина.
Таблица 2.
Материальный баланс периодического процесса производства биодизеля мощностью 170 тыс. тонн/год:
|
Расходные коэффициенты на тонну биодизеля |
||
|
Сырье |
% масс |
Тыс. тонн |
|
Масло соевое |
85,69% |
192,8 |
|
Метанол, 99,8% |
10,51% |
24,647 |
|
Метилат натрия, 30% |
1,54% |
3,465 |
|
Натр едкий, 46% |
1,62% |
3,645 |
|
Кислота серная, 98% |
0,65% |
1,463 |
|
Итого |
100% |
225 |
|
Продукты переработки |
|
|
|
Биодизель |
75,87% |
170 |
|
Глицерин |
20% |
45 |
|
Soapstock |
4,13% |
9,29 |
|
Итого |
100,0% |
225 |
Из таблицы видно, что для обеспечения необходимого количества глицерина нужно организовать производство биодизельного топлива с мощностью в 170 тыс.тонн/год.
Таким образом, при использовании периодического процесса можно получать до 20% глицерина от количества используемого сырья, а благодаря реализации биодизеля, можно значительно снизить себестоимость производства эпихлоргидрина. Достоинством метода можно считать и его экологичность. При хлоргидринном методе производства основная часть побочных продуктов образовывалась на стадии хлорирования пропилена. Здесь же данная стадия отсутствует, а количество и состав стоков мало влияет на конечную себестоимость продукции.
Нами был проведен экономический расчет старой и новой (предложенной) технологии синтеза эпихлоргидрина, с учетом рыночных цен на сырье в 2023 году. Сравнительный анализ результатов расчета показал, что рентабельность производства эпихлоргидрина из растительного сырья выше на 12,5%.
Список литературы:
- https://www.sostav.ru/blogs/32702/40963
- Кимсанов, Б.Х., Рахманкулов, Д. Л., Расулов, С. А., Дмитриев, Ю. К., Суюнов, Р.Р. Способы получения и области применения глицерина. - Уфа.: «Реактив», 2002. - С. 79-85.
- Анисимов А.С., Горошко С.А. Оптимальные параметры процесса получения и рецептуры биодизельного топлива на основе метилового эфира соевого масла// Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2010. - С. 47-52
дипломов
Оставить комментарий