Экологические проблемы отрасли производства аммиака непосредственно связаны с ее экономическими проблемами. Устаревшие технологии и оборудование не способствуют решению проблем загрязнения среды. Поэтому вложения в модернизацию промышленности напрямую связаны с улучшением экологической ситуации в отрасли. Недостаток таких вложений ведет к снижению спроса на продукцию и объема производства. Неэффективность производства и относительно большое количество отходов на единицу продукции уменьшают доходы, необходимые для инвестирования в природоохранные объекты В производстве аммиака имеются выбросы газов в атмосферу, сточные воды и твёрдые отходы.
Выбросы в атмосферу
Выбросы газов в атмосферу разделяются на:
· постоянные выбросы газов, обусловленные ведением постоянного технологического процесса;
· периодические выбросы газов в период пуска и остановки производства;
· периодические выбросы газов, обусловленные нарушением технологического режима;
В производстве аммиака имеются постоянные выбросы газов, содержащие вредные компоненты: дымовые газы после подогревателя природного газа, дымовые газы после трубчатой печи и вспомогательной печи, «грязная фракция» СО2 или «чистая фракция» СО2 вместе с «грязной», вентвыбросы из аккумуляторной и кислотной. Вредными веществами в выбрасываемых дымовых газах огневого подогревателя сероочистки и первичного риформинга является сернистый ангидрид, окислы азота, окись углерода. Вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу с углекислым газом, является угарный газ, моноэтаноламин и сероводород.
Диаметры и высоты труб выбросов выбраны таким образом, чтобы количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, не создавали в приземном слое концентраций вредных веществ, превышающие санитарные нормы (после их рассеивания).
Периодически при пуске агрегата в атмосферу выбрасываются:
· дымовые газы из огневого подогревателя синтеза
· парогазовая смесь из отпарной колонны
Периодически при пуске, остановке, нарушении технологического режима предусмотрено сжигание газов в факельной установке для предотвращения загрязнения атмосферы при выбросах газа. Кроме того, периодически в аварийных случаях в атмосферу сбрасываются выбросы от предохранительных клапанов и перед ремонтом оборудования.
Сточные воды
Для обеспечения надёжности охраны водных ресурсов при аварийных ситуациях и остановках на ремонт агрегата предусмотрено наличие аварийных и дренажных ёмкостей. Все вредные стоки направляются на очистные сооружения и на биологическую очистку. Сбросы после химической очистки (промывки) системы парообразования перекачиваются в накопительные ёмкости и далее на очистные сооружения.
Стоков, содержащих аммиак, из блоков синтеза не имеется. Аммиачная вода, образующаяся в период восстановления катализатора синтеза, а также опорожнения аппаратов от остаточного количества аммиака перед ремонтом направляются в дренажную ёмкость, размещённую на складе жидкого аммиака.
Твёрдые и жидкие отходы
Отработанные катализаторы процессов сероочистки, конверсии метана, конверсии диоксида углерода, метанирования и синтеза аммиака отправляются в отвал, на металлолом или на переработку.
Продувочные газы
Продувочные газы разделяются на фракции в зависимости от температуры. Разделение происходит на аммиачную воду; водород, который поступает обратно на компрессор сжатия газа; метан, который используется в качестве топлива и аргон, который является готовой продукцией.
Рассмотрим предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Данные представлены в документе ГН 2.2.5.2100-06 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" и Дополнению N 2 к ГН 2.2.5.1313-03.
При концентрации углерода диоксида в воздухе 0,25-1% у человека изменяется функция дыхания и кровообращения, при 2,5-5% наблюдается головная боль, раздражение верх, дыхательных путей и др., при 7% учащается сердцебиение, появляются рвота, головокружение и другие симптомы. При высоких концентрациях углерода диоксида в воздухе наступает смерть от остановки дыхания (при 20% через несколько секунд).
Окись углерода образует с гемоглобином крови стойкие соединения, кровь теряет способность поглощать кислород воздуха, наступает кислородное голодание. Лёгкое отравление угарным газом сопровождается головной болью, шумом в ушах, мельканием и туманом в глазах, слабостью и сильным головокружением, рвотой. При остром отравлении наступает отдышка, потеря сознания, судороги, удушье. Систематическое отравление небольшими дозами угарного газа сопровождается быстрой утомляемостью, раздражительностью, головными болями. ПДК газа в воздухе рабочей зоны составляет 20 мг/м3. Окись углерода – горючий газ, в смеси с воздухом или кислородом образует взрывоопасные смеси.
Водород (Н2) – физиологически инертный газ без запаха и цвета. Может вызывать удушье вследствие снижения концентрации кислорода в воздухе. Легко воспламеняется, пламя бледно-голубого цвета. В смеси с воздухом и кислородом образует взрывоопасные смеси.
Аммиак (NH3) – сильно токсичное, огне- и взрывоопасное вещество. В нормальных условиях – газ, хорошо растворим в воде, имеет резкий характерный запах нашатырного спирта. При нарушении герметичности оборудования и трубопроводов высокого давления мгновенно образует облако большой концентрации. В зоне выделения аммиака у человека могут возникнуть спазмы органов дыхания: из-за сильного слезотечения и рези в глазах происходит потеря ориентации. ПДК аммиака 20 мг/м3.
Моноэтаноламин (МЭА ) – и его растворы имеют запах аммиака, токсичны и огнеопасны, вызывают ожоги, опасно попадание их в глаза.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсовой работы была рассмотрена технологическая схема поташной очистки конвертированного газа раствором горячего поташа. В современной технологии переработки природного газа очистка от диоксида углерода с использованием растворов поташа занимает первое место в общем числе промышленных способов.
Как уже было отмечено выше, эффективность процесса абсорбции СО2 карбонатными растворами зависит от температуры, парциального давления диоксида углерода и водяного пара над раствором, состава и концентрации активирующих добавок, а также от основности раствора. Повышение температуры абсорбции, хотя и приводит к уменьшению поглотительной способности раствора, однако увеличивает растворимость карбонатных солей в воде и скорость абсорбции. В промышленности существуют различные модификации этого процесса, основными отличиями которых являются различные активаторы, температура и концентрация растворов
Дальнейшие научные и технические разработки для данного процесса необходимо направить на повышение степени очистки конвертированного газа и повышение степени десорбции поташного раствора для снижения количества используемого сырья и частичного решения проблем экологического характера.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[1] Семенова, Т.А. Очистка технологических газов / Семенова Т.А., Лейтес И.Л., Аксельрод Ю.В., [и др.] М:, Химия 1977, – 488с.
[2] Степанов, А.В. Получение водорода и водородосодержащих газов /Степанов А.В, Киев: Наукова думка 1982, – 312 с.
[3] Равдель, А.А. Краткий справочник физико-химических величин / Равдель, А.А., Пономарева А.М., Спб:. Иван Федоров 2003, – 240 с.
[4] Справочник азотчика: Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака. – 2-е изд., перераб / Под редакцией Е.Я. Мельников, М.: Химия 1986, – 512 с.
[5] Семенов, В.П. Производство аммиака / Семенов В.П., Киселев Г.Ф., Орлов А.А., Семенова Т.А., М:. Химия, 1985, – 368 с..
[6] Александров, И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты: Методы расчета и основы конструирования / Александров И.А., М:. Химия, – 296 с.
[7] Андреев Ф.А. Технология связанного азота/ Андреев Ф.А., Каргин С.И., Козлов Л.И., Приставко В.Ф., М:. Химия 1966, – 500 с.
[8] Ведерников М.И. Производство аммиака из природного газа / Ведерников М.И., Киев: Технiка 1970, – 232 с.