Влияние полимеров на окружающую среду (на примере поливинилхлорида и полиэтилена)
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
одства жестких, полумягких и мягких (пластифицированных), пластических масс.
Постепенно доля ПВХ эмульсионной смолы уменьшается, хотя и находит применение. Доля же смолы ПВХ суспензионной постоянно растет и уже составляет восемьдесят процентов от всего мирового объема производства.
Поливинилхлорид различных марок с общей формулой [-CH2-CHCl-]n, n=100-2500 получают методом суспензионной полимеризации мономера винилхлорида в течение 8-14 часов при температуре 30-70С и давлении 4-12 кгс/см2 по периодической схеме в реакторах из нержавеющей стали 1Х18Н10Т или облицованных стеклом с перемешивающим устройством емкостью 10-25 м3 (рис. 2)
ПВХ получают из 4 основных компонентов - винилхлорида, воды, суспендирующего агента и инициатора полимеризации.
Винилхлорид CH2=CHCl получают 4-мя способами:
из ацетилена - ацетилен (100%) + HCl (102-110%) смешивают, разбавляют азотом и - в контактный аппарат с HqCl2 с катализатором при 120-220С;
из этилена - этилен + Cl2 в соотношении от 1:1,2 до 1:3 при 200-700С (с катализатором - при 45-60С) в присутствии разбавителя (дихлорэтан);
из дихлорэтана (пиролизом - дегидрохлорированием);
новый экономичный способ - из легких бензинов, Cl2 и O2.
Поток легких бензинов после пиролиза с отношением этилен/ацетилен ? 1/1 сначала гидрохлорируется HCl, а затем хлорируется до дихлорэтана, из которого пиролизом получают винилхлорид.
После получения винилхлорида - проводят следующие операции:
отделение от примесей (парциальная конденсация);
сушка;
сжижение;
перегонка (под давлением);
хранение (в стальных цилиндрах при (-30) - (-50)С под азотом - без ингибиторов; при повышении температуры хранения - добавляют ингибиторы - гидрохинон и др.).
Вода - деминерализованная, без загрязнений и кислорода.
Суспендирующий агент - защитный коллоид из гидроокисей, фосфатов или карбонатов металлов, каолин и др., или растворимое в воде ВМС (смолы, производные целлюлозы).
Инициатор полимеризации - растворимые в мономере ВХ перекись бензоила, лаурила, хлорацетила и др.
Рецептура типичной загрузки компонентов в реактор емкостью 10 м3:
Мономер винилхлорида - 3000 кг;
Вода - 6000 кг;
Суспендирующий агент - 4 кг;
Иницатор полимеризации - 2-4 кг;
Расход мономера на 1т сухого продукта - 1050-1070 кг, вспомогательных продуктов - 1-2 кг.
Рис. 2. Схема получения поливинилхлорида суспензионным методом с двумя вариантами сушки и выделения: 1 - реактор-полимеризатор; 2 - сепаратор, в котором отделяется непрореагировавший винилхлорид; 3 - смеситель-усреднитель; 4 - центрифуги; 5 - скоростная сушилка; 6 - сушильный барабан; 7 - сборник полимера; 8 - узел рассева; 9 - циклонный пылеуловитель.
Винилхлорид при интенсивном перемещении суспендируют в воде в присутствии растворимого в мономере инициатора полимеризации и суспендирующего агента. После завершения цикла полимеризации (10-20 часов, включая 2-3 часа на загрузку, выгрузку и вспомогательные работы) получают суспензию iастичками ПВХ размером 75-150 мкм (иногда до 600 мкм). После отделения в сепараторе непрореагировавшего мономера, суспензию через смеситель подают в центрифугу, где она отжимается до 25-30% влажности. Выделенный ПВХ сушат в скоростной сушке и/или в сушильном барабане, обогреваемых горячим (65-150С) воздухом. Затем ПВХ сортируют на виброситах по размеру частиц и упаковывают в бумажные мешки. Крупным потребителям ПВХ может поставляться в специальных цистернах.
2.4 Безопасность и экологичность при работе с суспензионным поливинилхлоридом
Суспензионный поливинилхлорид представляет собой белый порошок без вкуса и запаха. По воздействию на организм человека он относится к умеренно опасным веществам 3-го класса.
При нагревании выше 150 С суспензионный поливинилхлорид частично распадается с выделением хлористого водорода и окиси углерода.
Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны, мг/м3:
винилхлорида - 5/1;
хлористого водорода - 5;
окиси углерода - 20.
Предельно допустимая концентрация пыли поливинилхлорида в воздухе рабочей зоны производственных помещений 6 мг/м3.
Поливинилхлорид относится к горючим веществам. Температура воспламенения 310-330 С, температура самовоспламенения 470-490 С. Пылевоздушные смеси поливинилхлорида взрывобезопасны. Распространение пламени по пылевоздушной смеси не наблюдается до концентрации 300 г/м3 при любой дисперсности. При контакте с водой, кислотами, щелочами и кислородом воздуха поливинилхлорид не горит и взрывобезопасен. Показатели пожаровзрывоопасности определены по ГОСТ 12.1.044. Проверку показателей пожаровзрывобезопасности проводят при пересмотре стандарта.
Производственные помещения, связанные с сушкой, рассевом, дроблением, упаковкой поливинилхлорида, по пожароопасности должны соответствовать категории В, класс помещения по ПУЭП-11.
Средства пожаротушения: распыленная пода, пена, кошма, песок. Уборку пыли в производственных помещениях проводят с помощью вакуумной пылеуборки.
Производственные помещения должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией и соответствовать требованиям санитарных норм. Место отбора проб должно быть оборудовано дополнительно местной вентиляцией.
Аппараты, реакторы должны быть заземлены iелью защиты от статического электричества.
Индивидуальные средства защиты: спецодежда, респиратор типа "Лепесток", противогаз марки БКФ по ГОСТ 12.4.121, биологические перчатки (силиконовый крем).
Процесс по?/p>