51

Лекция 3

Решение проблем комплексного использования природных энергоносителей и получения углеродных материалов (2 ч)

1. Проблемы и задачи нефтепереработки и нефтехимии

2. Общие подходы к созданию безотходных производств

3. Методологические принципы

4. Химические принципы

5. Технологические принципы

6. Организационные принципы

1. Проблемы и задачи нефтепереработки и нефтехимии

Защита окружающей среды от загрязнений промышленными выбросами - одно из главных требований, предъявляемых к совре­менным химическим производствам. С этой целью создаются такие технологические процессы, которые обеспечивают не только количественные и качественные требования к целевым продуктам, но и комплексное использование сырья, разрабатываются и внедря­ются высокоэффективные методы очистки пылегазовых выбросов и сточных вод, системы контроля за их состоянием. Однако уже в ближайшем будущем такой подход к решению экологических про­блем будет неприемлем.

На основе принципиально новой технологии необходимо соз­давать малоотходные или безотходные производства, позволяющие превращать сырье в целевые продукты без теплового загрязнения ок­ружающей среды, предусматривающие вывод из системы только про­дуктов, составляющих биосферу. Особую актуальность эта проблема приобретает в связи с ростом масштабов и концентрации производств, увеличением потребления сырьевых и энергетических ресурсов.

Вместе с тем в настоящее время отсутствуют общие принципы разработки технологии как для малоотходных, так и для безотход­ных производств.

Создание безотходных или малоотходных производств по­зволяет решать две взаимосвязанные задачи: экологическую и эко­номическую. Поэтому усилия ученых и инженеров должны быть направлены прежде всего на создание и внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий. Такой подход будет определять путь интенсивного развития отрасли.

Современное производство, в том числе и химическое, пока еще с многоотходной технологией, оказывает на природу серьезное не­гативное воздействие. В атмосферу земли ежегодно выбрасывается более 230 млн. т оксида углерода, более 50 млн. т различных углево­дородов, около 170 млн. т диоксида серы, свыше 50 млн. т оксидов азота и т. д. Не лучше обстоит дело с загрязнением водных бассейнов и земли. А если к этому добавить тепловые, радиоактивные и другие виды загрязнений, которые также отрицательно влияют на многие экологические системы, то будет ясно, что все это сильно сказыва­ется на условиях жизни вообще и здоровье человека, в частности. Следовательно, учитывая большие масштабы производств, нельзя их создавать и эксплуатировать без учета воздействия на окружающую среду. Необходимо не только отказаться от «потребительского» от­ношения к природе, от ранее поставленной задачи «покорения ди­кой природы», а решать задачу гармонического развития человека и природы как единой системы.

В настоящее время необходимо ставить задачу использования природных ресурсов с максимальной не только экономической, но и прежде всего социальной эффективностью. А это значит, что технологические процессы необходимо рассматривать в тесной связи с экономическими, социальными и биологическими про­цессами.

Учитывая тот факт, что в отраслях нефтепереработки и нефтехимии производится большой ассортимент (сотни наименований) и большое количество (от десятков до сотен тысяч тонн в год) продуктов, способных загрязнять биосферу, то необходимо создавать технологию, которая позволяла бы сбрасы­вать в биосферу вещества, которые могут усваиваться природными биологическими системами, только в безвредных количествах. Необходимо также учитывать, что в производствах |НПЗ и НХЗ используется большое количество сырья, воды и энергии, а, кроме того, за счет химических превращений часто выделяется значитель­ное количество тепла. Следовательно, необходима такая организа­ция производства, при которой утилизируются не только большое количество побочных продуктов, но и все выделяемое тепло, как внутри данной системы, так и частично в соседних взаимосвязан­ных экологических подсистемах.

Во многих производствах выбрасывается в биосферу значи­тельное количество различных химических веществ (углеводороды, оксиды углерода, азота, серы и др.), загрязняющих ее. Вместе с тем эти вещества могут быть успешно применены в качестве сы­рья. Для этого необходимо разработать индустрию улавливания та­ких продуктов и новую высокоэффективную технологию их ис­пользования.

Уже в настоящее время многие из выбрасываемых продуктов ис­пользуются в существующих производствах. Так, например, на основе СО можно получать муравьиную кислоту (через формиаты), фосген (при хлорировании СО), метан и метанол (при гидрировании СО), пара­финовые углеводороды (синтез Фишера-Тропша), альдегиды, спир­ты и другие кислородсодержащие продукты (процесс оксосинтеза) и т.д.

Таким образом, перед отраслью нефтепереработки и нефтехимического синтеза уже на ближайший период времени встают следующие важные задачи:

- разработка технологий, которые позволили бы увеличивать вы­пуск необходимой продукции, не нарушая требований эко­логии, т. е. безотходных или малоотходных технологий;

- создание новых производств, использующих в качестве сырья «собственные» отходы и выбросы, а также производств других отраслей промышленности;

- определение перечня продуктов, которые могут быть усвоены природными биологическими системами;

- научное определение допустимых количеств различных про­дуктов основного органического и нефтехимического синтеза, которые могут попадать в биосферу без вредных последствий для окружающей среды и человека;

- создание малоэнергоемких производств и производств с ма­лым потреблением воды.