Введение 5
Глава 1 Анализ существующего производства синтетического бутадиенальфаметилстирольного каучука на предприятии ООО «Тольяттикаучук» 10
1.1. Общая характеристика производства 10
1.2 Получение каучука марки СКМС-30АРКМ-15 солевым методом 12
1.3 Получение синтетического бутадиенальфаметилстирольного каучука
бессолевым методом 18
1.4 Получение каучука марки БСК-1502 24
1.5 Материальные балансы производства синтетических
бутадиенальфаметилстирольных каучуков 25
1.6 Формирование сточных вод, поступающих на очистные сооружения от
производства бутадиенальфа-метилстирольных каучуков 33
1.7 Способы снижения содержания полимеров в сточных водах
производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков 36
Глава 2 Экспериментальные исследования по осаждению полимеров из сточных вод производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков 43
2.1 Методика проведения экспериментов 43
2.2 Выбор реагентов для выделения полимеров 46
2.3 Опытно промышленные испытания по очистке сточных вод от
полимеров 53
2.3.1 Механическая очистка сточных вод 53
2.3.2 Физико-химическая очистка сточных вод 55
2.3.3 Опытно промышленные испытания узла обезвоживания
флотошлама 59
Глава 3 Технические решения по оптимизации получения бутадиенальфаметилстирольных каучуков 62
3.1 Предлагаемая технологическая схема для снижения количества полимеров в сточных водах 62
3.2 Расчет узлов предложенной схемы 65
3.2.1 Расчет барабанного фильтра 65
3.2.2 Расчет флотатора 67
3.3 Характеристика образующихся продукта и очищенной воды 68
3.4 Эффективность технологического решения 74
Заключение 76
Список используемых источников 78
Купить

Актуальность и научная значимость настоящего исследования
Объем производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков в Российской Федерации занимает 25% от общего объема выпускаемых каучуков. Безусловная освоенность производства эмульсионных каучуков и широкая востребованность гарантируют продолжение эксплуатации этого производства на долгие годы, несмотря на конкуренцию других видов каучуков [1].
Несмотря на высокий технологический уровень оснащения производство синтетического каучука сопровождается образованием различного вида загрязнений. На производство 1 тонны продукции синтетического каучука расходуется 2000-3000 м3 воды, которая затем поступает на очистные сооружения и сбрасывается в окружающую среду. На производствах полимеров методом коагуляции и полимеризации, в результате промывки продукции отделения ее от воды, отжима и сушки, происходит потеря части продукции вместе со сточными водами. В сточные воды поступает и часть нескоагулировавшегося латекса. Наличие полимеров в сточных водах отрицательно сказывается на процессах биологической очистки и приводит к увеличению количества осадков, которые вывозятся на специализированные полигоны. В результате дорогостоящий продукт начинает приносить убытки за счет снижения эффективности очистки стоков и увеличения платы за негативное воздействия на окружающую среду, за хранение и размещение отходов на полигонах [2].
В этой связи разработка новых технологий, повышающих эффективность очистки, особенно нацеленных на последующий возврат уловленных полимеров и очищенных сточных вод в производство, является актуальной.
Научная значимость настоящего исследования заключается в подходе к решению проблемы, заключающийся в оптимизации производства бутадиенальфаметилстирольного каучука путем возврата целевых продуктов, уносимых со сточными водами, что приведет к увеличению производительности без увеличения сырьевых затрат.
Объект исследования: установка по производству синтетических бутадиенальфаметилстирольных каучуков на предприятии ООО «Тольяттикаучук».
Предмет исследования: сточные воды, образованные в результате производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков и поступающие на очистные сооружения.
Цель исследования: рациональное использование ресурсов в процессе производства синтетического бутадиенальфаметилстирольного каучука путем снижения количества отходов полимера, поступающих на очистные сооружения и, как следствие, нагрузки на очистные сооружения с получением вторичных ресурсов.
Гипотеза исследования состоит в том, предлагаемые способы очистки сточных вод от производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков, как правило, не рассматривают возврат в производство целевых продуктов и не обеспечивают снижения концентрации загрязняющих веществ в результате очистки до необходимой степени, позволяющей повторно использовать очищенные стоки. Выделение потока сточных вод от производства каучуков и подбор реагентов для их очистки может значительно уменьшить нагрузку на очистные сооружения и получить осадок, пригодный для возврата в производство.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ работы существующего производства синтетического бутадиенальфаметилстирольного каучука на предприятии ООО «Тольяттикаучук», с целью определения уровня рационального использования ресурсов.
2. Изучить и проанализировать литературные и патентные данные по способам очистки сточных вод синтетических эмульсионных каучуков.
3. Провести ряд исследований по влиянию различных реагентов на степень осаждения полимеров из сточных вод производства бутадиенальфаметилстирольного каучука.
4. Проанализировать систему формирования сточных вод от производства бутадиенальфаметилстирольного каучука и их очистку на ООО «Тольяттикаучук».
5. Обосновать необходимость извлечения полимеров из сточных вод до поступления их на очистные сооружения ООО «Тольяттикаучук».
6. Выбрать технологическое решение для снижения количества полимеров в сточных водах, поступающих на очистные сооружения, и использования их в качестве вторичного ресурса.
Теоретико-методологическую основу исследования составили регламент производства, научные статьи, патентная литература, нормативные документы.
Методы исследования:
Для оценки действия реагента в стакан с пробой вносили определенную дозу реагента и при интенсивном перемешивании в течение 15-60 минут проводили визуальное наблюдение. Оценка эффективности реагента проводилась по таким параметрам как: скорость срабатывания реагента, размер хлопьев, скорость осаждения, устойчивость к разрушению, мутность надосадочной воды.
Осветленная вода отбиралась для лабораторного анализа по следующим параметрам: взвешенные вещества, мг/л, ХПК (химическое потребление кислорода), мг О2/л.
Для анализа сточной воды и осадков применялись действующие методики в соответствии с ГОСТами или ТУ.
Опытно-промышленные испытания на пилотной установке в цехе производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков.
Опытно-экспериментальная база исследования лаборатории кафедры «Химическая технология и ресурсосбережение»; пилотная установка в цехе производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков.
Научная новизна исследования заключается:
- в получении результатов очистки сточных вод производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков рядом коагулянтов и флокулянтов;
- выборе оптимальных параметров и технологического решения по очистки сточных вод производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков до поступления их на очистные сооружения предприятия.
Теоретическая значимость исследования заключается в доказательстве возможности очистки сточных вод производства бутадиенальфаметилстирольного каучука с получением полимера, пригодного для возврата в производство, и очищенных вод, которые могут быть использованы для технических нужд.
Практическая значимость исследования
В результате внедрения предложенного технологического решения, а именно установки локальной системы очистки на производстве синтетического бутадиенальфаметилстирольного каучука предприятия ООО «Тольяттикаучук», можно уменьшить себестоимость продукции за счет снижения нагрузок на очистные сооружения, а также водозабора предприятия на 2,5 млн. м3 в год. При этом можно увеличить выпуск готовой продукции на 450-500 т/год.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
- применением действующих методик по определению состава сточных вод и каучуков;
- проведением лабораторных экспериментов;
- опытно-промышленными испытаниями на пилотной установке.
Личное участие автора состоит в сборе, анализе и упорядочивании информации, касающейся темы диссертации;
- постановке и проведении экспериментов по определению влиянию различных реагентов на степень очистки сточных вод;
- выборе оптимальных условий для очистки сточных вод от полимеров;
- выборе технологического решения по организации локальной очистки в производственных условиях;
- проведении расчетов оборудования;
- обобщении результатов исследования и написании диссертации.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты докладывались на научно-практической конференция «Студенческие дни науки в ТГУ», секция «Химическая технология и ресурсосбережение», апрель 2020.
На защиту выносятся:
1. Результаты исследования по очистке сточных вод различными реагентами: коагулянтами и флокулянтами, при раздельном и совместном действии.
2. Предложения по оптимизации производства бутадиенальфаметилстирольных каучуков путем организации локальной стадии очистки сточных вод, обеспечивающей возврат уловленных полимеров в процесс и включение очищенных сточных в водооборот на ООО «Тольяттикаучук».
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав, заключения, содержит 17 рисунков, 14 таблиц, список использованной литературы (31 источник). Основной текст работы изложен на 80 страницах.

Купить