Введение
В современном мире с ростом требований к полимерным продуктам одним из самых часто применяемым является поливинилхлорид благодаря имеющимся качествам.
Большое количество запросов на производство ПВХ объясняется тем, что процесс его изготовления позволяет значительно модернизировать его структуру, свойства, подстраиваясь под запросы к качеству продукта.
Существует множество параметров влияющих на спрос ПВХ: это и перспективы его модификации, и добыча большого количества материалов, и доступность сырья, и сохранение природных ресурсов, и соотношение цены и качества.
Неповторимость ПВХ состоит в том, что, в зависимости от способа производства, рецептуры и технологии обработки, это высокомолекулярное соединение дает широкий спектр материалов и изделий, которые характеризуются различными свойствами. Уникальные свойства ПВХ и его невысокая цена делают его материалом, который составлять конкуренцию с любыми полимерами во многих сферах.
Не смотря на выше перечисленное производство ПВХ должно преследовать пути решения таких проблем, как уменьшение загрязняющих выбросов в атмосферу, водоемы и в общем и целом окружающую среду.
Целью выпускной квалификационной работы является совершенствование действующей технологии очистки сточных вод производства поливинилхлорида на АО «БСК» путем замены флокулянта.
Литературный обзор
История получения и синтеза поливинилхлорида
В основном своём ученые в погоне за созданием и получением чего-то нового не затрагивают вопросы экономической целесообразности. В связи с чем впервые был получен такой полимер, как поливинилхлорид.
Французским физиком и по совместительству химиком Анри Виктором Реньо, во время работ в лаборатории Юнуса фон Либигса в Гиссене в 1835 году была оставлена пробирка. Она содержала в себе раствор винилхлорида. Так как пробирка находилась под воздействием солнечных лучей продолжительное время, а точнее несколько дней, они поспособствовали превращению раствора в порошок белого цвета.
По прибытии в Лион, город во Франции, Реньо вновь занялся экспериментами. Вследствие своих попыток растворить, изменить или каким-то способом преобразовать полученное вещество ученый не добился никаких результатов. Он решил прекратить испытания, описав и опубликовав их. Так, не зная того, вещество оказалось поливинилхлоридом.
Спустя лишь 53 года, в 1878 году о нём заговорили, и начались масштабные исследования. Их результаты не имели большого успеха, поэтому поливинилхлорид не стал промышленным прорывом.
Однако, после 34 лет прогресса, в 1912 году инженеры начали думать о том, как сделать производство ПВХ более крупным, то есть промышленным. К тому времени химики уже делали много научных открытий, они знали о том, как устроены различные вещества, как происходят реакции.
В результате изучения состава сырья и полученного полимера было замечено, что оба материала имеют идентичные соотношения содержащихся элементов:
хлор, углерод, водород.
Графически соотношение элементов можно наблюдать на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Соотношение веществ
Такие процессы получили название – реакции полимеризации. Благодаря этим знаниям немецкий ученый целенаправленно смешал ацетилен с хлороводородом, этот раствор он решил оставить на некоторый промежуток времени. По истечении этого срока он обнаружил осадок на дне посуды. Фриц Клатте был уверен, он знал, что им был получен поливинилхлорид.
В 1913 году ученый стал первым человеком, получившим патент на изготовление ПВХ. Затем он сделал вывод о том, что применение полимера стало не целесообразным. Зная о некоторых свойствах поливинилхлорида, о том, что подвергнуть его горению достаточно энергозатратно, Фриц Клатте решил заменить целлулоид на полученный полимер. Таким образом, ученого принято считать основоположником промышленного выпуска ПВХ.
Первые большие, многотоннажные партии этого полимера начались в 1931 году в Германии. Спустя 7 лет, в 1938 году в Биттерфальде было запущено производство мощностью в 1500 тонн в год.
В Германии сильно значимого применения ПВХ не удалось найти, а в 1925 году срок патента, получившая одна из фирм, истек. Параллельно с этим в Америке ученый Уолдо Силон изучает способы вывода поливинилхлорида. Вновь полученный полимер был описан через год. В короткие сроки ученый смог найти ему применение. Компания, сотрудником которой являлся Силон, отправляет заявку на получение патента и запускает производство штор для ванных комнат, идея была предложена ученым. С годами популяризация ПВХ набирала немалые обороты, вследствие чего изделия из него имели широкое применение: от бытовых предметов до запчастей до автомобилей.
После 1945 года, по окончании Второй мировой войны поливинилхлорид стал одной из самых используемой основой для производства пластмассовых материалов: труб, профилей, различных укрывных и напольных изделий. Первые окна из ПВХ начали производить в 50-х годах. Изначально они появились в США, после чего патенты на такое производство были получены и в Германии.
С каждым годом выпуск ПВХ в мире становится больше. По статистике действующих производств в России производственная мощность по состоянию на 2023 год достигает таких цифр, как около 902 тысяч тонн в год. Можно смело утверждать о том, что рынок ПВХ в РФ за последние годы был перенаправлен не на экспорт, а на внутренне потребление и производство. Наблюдается наращивание производств за счет расширения предприятий, их линий, совершенствования технологий, а также за счет реконструкций действующих цехов, установок внутри них.