Технологии химической промышленности России в постсоветское время существенно деградировали и есть два пути их реанимации. Первый путь заключается в полной ликвидации отсталых технологий и закупке за рубежом новых. Данный путь дорогостоящий и игнорирующий Российскую науку. Нов то же время весьма распространённый среди собственников промышленных предприятий. Второй путь заключается в научном анализе создавшейся ситуации, включающей обследование технологий, их математическое описание и последующий поиск лимитирующих стадий и выдвижение идей их решений, способных реализовать задачи производительности, энергоресурсосбережения и экологичности рассматриваемых процессов.
В природе существуют замкнутые циклы переработки различных веществ(круговорот азота, углерода и т.д.). Фактически биосфера производит ряд технологических процессов в результате которых не остается отходов, то есть их ресурсоэффективность и энергоэффективность максимальна. Задачей создания промышленных циклов является приближение к этому идеальному уровню. То есть все сырье должно быть переработано в какие-либо продукты и вся выделяющаяся энергия должна быть использована. Но эта задача невыполнима в силу ряда термодинамических и технологических ограничений. Отсюда следует, что чем совершеннее промышленная технология, тем меньше материальных и энергетических выбросов поступает в биосферу. Тем самым уменьшается воздействие антропогенных факторов на естественные природные процессы. Промышленное производство в целом по миру производит более 20 млрд. тонн. выбросов в атмосферу, доля химической промышленности составляет более 15%.[1]
Чем сложнее технологическая цепочка, тем больший потенциал для совершенствования она имеет. Производство изобутилена - сложный технологический процесс, основанный на использовании широкого спектра химического оборудования различных типов, в котором протекает множество физико-химических процессов. Не все процессы протекают оптимально. Так процесс очистки изобутилена сопровождается образованием газовых выбросов, технология утилизации которых сводится к их сжиганию.
В рамках данной работы была разработана технология, позволяющая использовать сбросные газы производства изобутилена в качестве сырья для получения ценных компонентов моторного топлива - алкилата. Выбран метод переработки газообразных отходов. Проанализированы современные технологии и катализаторы процессов изомеризации и алкилирования. Выбраны твердоосновные катализаторы для процессов изомеризации и алкилирования. Они позволяют получить высококачественные продукты, без экологических рисков связанных с использованием жидкофазных катализаторов. Составлен материальный и энергетический балансы стадий изомеризации и алкилирования, выполнены конструктивные расчеты и подобраны основные размеры аппаратов.
Реализация данной технологии позволит получить до 3000 тонн в год высокооктановых компонентов автомобильных бензинов. Кроме того, путём использования газообразных отходов в качестве сырья решаются проблемы негативного воздействия на окружающую среду существующего производства, снижается объем сжигания углеводородов. Аппаратурное оформление, разрабатываемого процесса, компактно и высокопроизводительно.
