Анализ проектов и совершенствование производства Ди (2-этилгексил) фталатного пластификатора поливинилхлорида

На правах рукописи

 
 
 

Абдрахманова  Лилия Карамовна  

АНАЛИЗ  ПРОЕКТОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ДИ(2-ЭТИЛГЕКСИЛ)ФТАЛАТНОГО ПЛАСТИФИКАТОРА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

 
 

02.00.13 –  Нефтехимия 

07.00.10 –  История науки и техники 
 
 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой

степени кандидата  технических наук 

Уфа 2009

 

     Работа выполнена  в Научно-исследовательском институте  малотоннажных химических продуктов и реактивов Уфимского государственного нефтяного технического университета 
 

Научные руководители:	доктор химических наук, профессор
	Рахманкулов Дилюс  Лутфуллич
	доктор технических  наук
	Аминова Гулия  Карамовна.
Официальные оппоненты:	доктор технических  наук, доцент
	Зенцов Вячеслав Николаевич;
	кандидат технических  наук
	Нафикова Раиля Фоатовна.
Ведущая организация:	Башкирский  государственный университет.

     Защита  диссертации состоится 30 июня 2009 г. в _____ на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.01 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

     С диссертацией можно ознакомиться в  библиотеке Уфимского государственного технического нефтяного университета.

     Автореферат разослан «___»__________ 2009 г. 
 

Ученый  секретарь совета                                               Сыркин А.М.

                                           

    Актуальность  темы.

    Одним из базовых крупнотоннажных полимеров является поливинилхлорид, занимающий по объёмам мирового производства второе место после полиэтилена. Поливинилхлорид – сырьё для выпуска пластмасс, используемых для производства синтетических волокон, электроизоляционных материалов, химически стойких материалов для защиты от коррозии. В настоящее время поливинилхлорид широко используется для производства строительных материалов, в частности оконных профилей, линолеума, труб, упаковки, применяется в обувной промышленности. Мировое производство поливинилхлорида в настоящее время приближается к 45 млн. т, причем высокие темпы роста выпуска продукта наблюдаются, прежде всего, в Китае, Тайване, Сингапуре, Таиланде, республике Корея. Абсолютные объемы производства в каждой из этих стран превысили величину в 1 млн.т. В России поливинилхлорид производится на девяти предприятиях, расположенных в Центральном, Южном, Приволжском и Сибирском федеральных округах.

    Одной из причин быстрого роста производства поливинилхлорида является его способность к модификации свойств, за счёт введения при переработке специальных добавок. В качестве пластификаторов применяются различные классы химических соединений. Около 90% производимых пластификаторов относятся к группе сложноэфирных. Доминирующую часть этой группы составляют эфиры фталевой кислоты: фталаты занимают более 80% рынка. В качестве стандартного пластификатора, который используется как эталон при оценке пластифицирующего действия различных веществ, принят наиболее распространённый ди(2-этилгексил)фталатный пластификатор.

    Инновационным направлением развития производства пластификаторов в настоящее время является модернизация действующего оборудования с целью увеличения производства, совершенствование технологии с целью улучшения качества продукта, перевод производства на доступное нефтехимическое сырьё с целью снижения себестоимости.

    В связи с этим сравнительный анализ проектов производства пластификаторов и разработка рекомендаций по совершенствованию технологий является крайне важной и актуальной задачей.

    Целью работы является сравнительный анализ проектов производства и разработка рекомендаций по усовершенствованию способа очистки ди(2-этилгексил)фталатного пластификатора. В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

• анализ производства поливинилхлорида – одного из основных крупнотоннажных продуктов нефтехимии;
• сравнительный анализ и оценка проектов производства ди(2-этилгексил)фталатного пластификатора поливинилхлорида;
• анализ методов интенсификации процесса нейтрализации эфира-сырца;
• совершенствование способов очистки ди(2-этилгексил)фталатного пластификатора.

    Научная новизна работы. Исследовано современное состояние и перспективы развития производства одного из базовых крупнотоннажных продуктов нефтехимии – поливинилхлорида.

    Впервые проведён сравнительный анализ и оценка проектов производства ди(2-этилгексил)фталатного пластификатора поливинилхлорида.

    Изучены основные моменты реконструкции производства ди(2-этилгексил)фталатного пластификатора. Выявлено, что интенсификация процесса и улучшение качества пластификатора достигается за счет принципиального изменения условий ввода и времени подачи катализатора, использования в качестве нейтрализующего агента гашеной извести и установки инжектора.

    Впервые исследованы методы очистки ди(2-этилгексил)фталатного (ДОФ) пластификатора и предложен усовершенствованный способ очистки от окрашивающих примесей водным раствором гипохлорита натрия.

    Практическая  значимость работы. Материалы диссертационного исследования использованы при совершенствовании методов очистки ди(2-этилгексил)фталатного пластификатора водным раствором гипохлорита натрия на Стерлитамакском заводе «Авангард».

    Результаты  диссертационного исследования используются при проведении лекционных и семинарских занятий по общетехническим и специальным дисциплинам нефтехимического профиля для студентов технологического факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета специальностей 240401 «Химическая технология органических веществ» и 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеводородных материалов».

    Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования были представлены в материалах Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (г. Уфа, 2008 г.), XXI Международной научной конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (г. Уфа, 2008 г.), консультационно-методического семинара «Промышленная безопасность аммиачных холодильных установок» (г. Уфа, 2008 г.) и Межвузовской конференции студентов, аспирантов и молодых учёных в рамках 59 студенческой конференции УГНТУ (г. Уфа, 2008 г.).

    Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 публикаций, в том числе две статьи опубликованы в ведущих рецензируемых журналах в соответствии с перечнем ВАК Минобразования и науки РФ.

    Структура диссертации. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста и состоит из введения, трёх глав, включая 28 таблиц и 29 рисунков, и списка литературы из 127 наименований.

ОСНОВНОЕ  СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

    ГЛАВА I. Современное состояние и перспективы развития производства поливинилхлорида

    Одной из основных базовых отраслей химической индустрии является производство поливинилхлорида (ПВХ), который во многом определяет уровень развития химического и народнохозяйственного комплекса в целом. Поливинилхлорид по объемам производства в мире занимает второе место среди полимеров, уступая только полиэтилену. По данным компании Harriman Chemsult Ltd, мировые мощности по производству ПВХ в период с 2000 года по 2006 год выросли с 30 млн. тонн до 40 млн. тонн в год, в 2007 году они составили более 45 млн. тонн, а к 2010 году ожидается рост до 60 млн. тонн.

    История возникновения и развития производства ПВХ своими корнями уходит в далёкое  прошлое. В 1835 году Анри Виктор Ренью обратил внимание на то, что полученный им винилхлорид под действием света превращается в порошок. В 1912 году Фриц Клатте предложил использовать фотополимеризацию как промышленный способ получения поливинилхлорида и в 1913 году получил первый патент на его промышленное производство.

    Производство  ПВХ в промышленном масштабе началось в Германии в 1930 годы. В это же время успешные разработки в этой области были проведены в США, Англии и России. В 1812 году русским учёным И.И. Остромысленским из хлорвинила был получен поливинилхлорид. Первое его производство в России было организовано в 1918 году. После принятия в 1958 году постановления ЦК КПСС «Об ускоренном развитии химической промышленности» было организовано производство поливинилхлорида на Новомосковском ПО «Азот», Калужском ПО «Хлорвинил», Волгоградском ПО «Каустик». В 1976-1980 гг. начато производство поливинилхлорида на Первомайском химическом заводе.

    Поливинилхлорид в России производятся на девяти предприятиях, расположенных в Центральном, Южном, Приволжском и Сибирском федеральных округах. Более 80% всего производства обеспечили три предприятия – «Саянскхимпласт» (40,4%), ЗАО «Каустик» (Стерлитамак, 28,3%) и волгоградский «Пласткард» (13,8%). Все остальные производители – «СИБУР-Нефтехим», «Химпром-Усолье», волгоградский «Химпром», «Новомосковский азот» – вместе произвели около 17% всего российского производства. Данные об объемах производства  и планах по расширения на 2005-10 гг. приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Объемы производства ПВХ и планы по расширению, 2005-10 гг.

Компании	Российское  производство, тыс. тонн
	2005г.	План 2010 г.
Саянскхимпласт  (г. Саянск  Иркутская область)	240,6	400,0
Каустик (г. Стерлитамак  Республика Башкортостан)	160,0	450,0 – 600,0
Пласткард (г. Волгоград)	75,6	120,0 – 400,0
Сибур-Нефтехим (г. Дзержинск  Нижегородская область)	33,6	200,0 – 400,0
Новомосковский  Азот (г. Новомосковск  Тульская область)	18,0	18,0
Нижнекамскнефтехим  (г. Нижнекамса  Республика Татарстан)	0	120,0
ИТОГО	528,0	Около 1200,0

 

    В настоящее время поливинилхлорид стал самым массовым материалом для изготовления труб, оконных профилей, покрытий для пола, плёнок, кабельной изоляции, строительных материалов, химически стойких материалов для защиты от коррозии и множества других изделий. Основные потребители поливинилхлорида – строительство (50-69%), производство тары и упаковки (18%), кабельная промышленность (10%). Положительным отличием, характеризующим ситуацию последних лет, является увеличение количества производителей кабельного ПВХ пластиката, производственные мощности которых значительно превышают объемы потребностей кабельных заводов России.

    Наращивание общемировых мощностей производства ПВХ происходит в основном в странах Юго-Восточной Азии. По прогнозам Harriman Chemsult Ltd к 2010 году 74% от всех мировых мощностей по производству ПВХ будут составлять производственные мощности стран Азии, включая Китай. Российский рынок поливинилхлорида можно считать активно и динамично развивающимся.

    Данные  о потреблении и производстве приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Прогноз потребления и производства ПВХ в России в 2003-10 гг.

Показатель	Годы
	2003	2005	2007	2009	2010
Производство  ПВХ-С, тыс. тонн	505	528	550	890	1200
Импорт  ПВХ-С, тыс. тонн	52	117	260	130	-50
Дефицит, %	9	19	32	13	-5
Темпы роста, %	8		12 – 14

 

    Столь существенная доля импорта на российском рынке подтверждает тот факт, что  спрос на ПВХ опережает предложение, и падения спроса в ближайшее время не ожидается.

    В связи с чем, российским производителям в ближайшие годы необходимо решить две главные задачи. Введение новых мощностей по производству ПВХ в валовом объеме 280-300тыс.тн. и повышение конкурентоспособности ПВХ российского производства по качеству, ассортименту выпускаемых марок (под конкретные сферы переработки) и цене. Планы по расширению производства имеют практически все производители ПВХ, за исключением, Новомосковского Азота (Тульская область).