Извлечение ценных химических продуктов из отходов производства капролактама и адипиновой кислоты
Производство капролактама и адипиновой кислоты образует значительные объемы жидких отходов. Эти отходы содержат ценные химические продукты. Новые технологии позволяют извлекать эти продукты, сокращая объемы сжигания отходов и загрязнение атмосферного воздуха.
Одним из существенных недостатков действующих производств капролактама и адипиновой кислоты является то, что в процессе производства на стадии окисления циклогексана молекулярным кислородом воздуха образуются значительные количества жидких отходов.
Эти отходы, а именно: адипаты натрия (щелочные стоки, далее ЩСПК); масло ПОД (Х-масло или Анон-масло); спиртовая фракция (далее СФПК); смесь эфиров и карбоновых кислот (далее СЭКК), в своём составе содержат большое количество ценных химических продуктов, однако подавляющее большинство вышеуказанных отходов в настоящее время направляется на термическое обезвреживание (сжигание). Таким способом утилизируются сотни тысяч тонн в год жидких отходов, а миллионы кубических метров дымовых газов в год при этом выбрасывается в атмосферу.
Эти дымовые газы содержат оксид азота, окись углерода, аэрозоли содовой пыли, которая в свою очередь содержит марганец, кобальт и хром, ухудшают экологическую ситуацию и являются одним из главных факторов загрязнения воздушного бассейна в местах производств капролактама и адипиновой кислоты, требуют значительных затрат на штрафы за выбросы в атмосферу, а также приводят к большим затратам (десятки миллионов долларов) на закупку природного газа для сжигания выше указанных отходов.
Новые технологии по переработке отходов производств капролактама и адипиновой кислоты были разработаны инженерной группой наших сотрудников в 1990-е и 2000-е годы и успешно проверены на опытно-промышленной установке (количество основных технологических аппаратов – 4 штуки, объём каждого аппарата – 2 м³), при переработке образцов отходов производств капролактама расположенных на территории бывшего СССР: ОАО «ЧеркассыАзот» (Украина), ПАО «КуйбышевАзот», ОАО «КемеровоАзот», ОАО «ЩекиноАзот», ОАО «ГродноАзот», а также при переработке отходов производств адипиновой кислоты: ОАО «СеверодонецкийАзот», ОАО «РовноАзот» (Украина).
Применение новых технологий на производствах капролактама и адипиновой кислоты, позволит полностью отказаться от сжигания отходов, получить дополнительно значительную прибыль от реализации ценных химических продуктов, выделенных из этих отходов, значительно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду и сэкономить большие объемы природного газа.
Остаточный водный поток с низким химическим потреблением кислорода (ХПК) отправляется на биохимочистку (БХО).
Выделенные из отходов химические продукты могут быть использованы в качестве исходного сырья в производствах высококачественных полиамидных волокон, конструкционных пластиков полиэфиров, пенополиуретанов, присадок к моторным топливам, пластификаторов, технических моющих средств, синтетических охлаждающих жидкостей (СОЖ), лаков и растворителей.
Как показывают предварительные расчеты, реализация выделенных из отходов химических продуктов может дать предприятиям чистую дополнительную прибыль сравнимую с прибылью от основного производства.
Приводим примерный расчет эффективности после внедрения разработанной нами технологии по переработке переработки жидких отходов следующих производств:
Переработка щелочного стока производства капролактама на примере ПАО «КуйбышевАзот» в количестве 140 000 тн/год
| № п/п |
Наименование полученных продуктов |
Содержание (%) | Количество продуктов в 140 тыс. тонн ЩСПК, тонн |
Цена одной тонны (тыс. USD) |
Общая стоимость (тыс. USD) |
Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Адипиновая кислота | 12 | 116 800 | - | - | Адипиновая кислота служит для получения диметиладипината после этерификации метанолом |
| 20 021 диметиладипинат |
2 | 40 042 | ||||
| 2. | Смола | 10 | 14 000 | 1 | 14 000 | основа для технического моющего средства |
| 3. | Кобальт | 0.043 | 60 | 20 | 1 200 | В пересчете на металлический |
| 4. | Хром | 0.057 | 80 | |||
| 5. | Сульфат натрия | 31.71 | 44 392 | 0.4 | 17 756 | В пересчете на безводный продукт |
| 6. | Годовая экономия на приобретение природного газа | 50 000 | ||||
| Предполагаемый валовой доход | 122 998 | |||||
Переработка масла ПОД (АНОН-масло) на примере ОАО «ГродноАзот» в количестве 17 000 тн/год
| № п/п |
Наименование полученных продуктов |
Содержание (%) | Количество продуктов в 17 тыс. тонн масла-ПОД, тонн |
Цена одной тонны (тыс. USD) |
Общая стоимость (тыс. USD) |
Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Смесь циклогексанол и циклогексанон | 15 | 2 550 | 2 | 5 100 | |
| 2. | Димер циклогексанона (дианон) | 45 | 7 650 | 1 | 7 650 | Сырье для получения спирта (2-циклогексилциклогексанол), ингибиторов коррозии, ортофинилфенола, отдушки, производства фенил-формальдегидной смолы |
| 3. | Полимерная смола | 40 | 6 800 | 1 | 6 800 | Основа для антикоррозионных покрытий |
| Предполагаемый валовой доход | 19 550 | |||||
Переработка смеси эфиров и карбоновых кислот (СЭКК) на примере предприятия BASF (Бельгия) в количестве 80 000 тн/год.
| № п/п |
Наименование полученных продуктов |
Содержание (%) | Количество продуктов в 80 тыс. тонн СЭК, тонн |
Цена одной тонны (тыс. USD) |
Общая стоимость (тыс. USD) |
Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Адипиновая кислота | 27 | 21 600 | Адипиновая кислота служит для получения диметиладипината после этерификации метанолом | ||
| 25 742 диметиладипинат |
2 | 51 484 | ||||
| 2. | Ɛ - оксикапроновая кислота | 23 | 18 400 | 2.5 | 46 000 | Мономер для получения поликапролактона |
| 3. | Кислотно полимерная смола | 10 | 8 000 | 1 | 8 000 | Концентрат для получения технического моющего средства и СОЖ |
| 4. | Остальные кислоты | 10 | 8 000 | 1 | 8 000 | |
| 5. | Вода | 30 | 24 000 | |||
| 6. | Предполагаемая годовая экономия на приобретение природного газа | 5 000 | ||||
| Предполагаемый валовой доход | 118 484 | |||||
Переработка спиртовой фракции производства капролактама (СФПК) на примере предприятия BASF (Бельгия) в количестве 3 000 тн/год
| № п/п |
Наименование полученных продуктов |
Содержание (%) | Количество продуктов в 3 тыс. тонн масла-ПОД, тонн |
Цена одной тонны (тыс. USD) |
Общая стоимость (тыс. USD) |
Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Н-пентанол | 46 | 1 380 | 2.5 | 3 450 | Сырье для получения ксантогената калия, а также н-амиалацетата |
| 2. | Гексаналь, циклогексанон | 47 | 1 410 | 1.5 | 2 115 | Сырье для получения альдегида - и кето – смолы, используемой в ЛКМ для предания блеска |
| 3. | Гептанон | 1 | 30 | 1.5 | 45 | |
| 4. | Вода | 6 | 180 | |||
| Предполагаемый валовой доход | 5 610 | |||||
Компания EuroMoving Ltd. в настоящее время занимается разработкой новых технологий, связанных с переработкой жидких отходов производства капролактама и адипиновой кислоты, образующихся на стадии окисления циклогексана молекулярным кислородом воздуха.
Новые технологии практически полностью исключают термическое обезвреживание (сжигание) отходов и позволяют извлечь из отходов ценные химические вещества.
Технологии разрабатывались инженерной группой наших сотрудников в 1990-е и 2000-е годы на образцах отходов предприятий, расположенных на территории Украины и бывшего СССР.
Опытно-промышленная установка по переработке отходов до февраля 2022г. находилась в г. Рубежное на территории производственного объединения «Краситель» (Луганская область, Украина).
В настоящие время, в результате войны, установка разрушена и все работы по данной тематике перенесены в г. Киев (Украина).