Дәріс №13. Ароматты көмірсутектер өндірісінің қалдықтарын және ағын суларды тазалау.

Ароматты көмірсутектердің жоғары химиялық белсенділігі, олардың полярлы қосылыстармен донор-акцепторлы әрекеттесуі көмірсутектердің басқа класымен салыстырғанда олардың жоғары физиологиялық белсенділігі мен жоғары улылығын түсіндіреді. Басқа көмірсутектерге қарағанда ароматты көмірсутектер суда жақсы ериді, оңай аэрозольдер, эмульсиялар және суспензиялар түзеді. Ароматты көмірсутектерді өндіру мен тұтыну қарқыны артуда, әрі олар халық шаруашылығының әр түрлі салаларында кеңінен қолданылатындықтан ароматты көмірсутектердің жағымсыз әсерлерінен қорғану шаралары өте маңызды болып табылады.

Өнеркәсіптің химиялық және мұнайхимиялық салаларында да, сонымен қатар сәйкес химиялық өнімнің тұтынушысы болып табылатын химиялық емес салаларда да ароматты көмірсутектер шығарындылары болуы мүмкін. Химиялық өндірісте шығарындылар ыдыстарды "тыныстағандағы", ароматты көмірсутектер буларын "ауа" арқылы шығарғандағы шығындармен, сепаратор суы мен технологиялық ағынды су шығындарымен, төгілу және ағып кетулермен байланысты.

Химиялық емес салалардағы шығындар ароматты еріткіштер негізіндегі лакты пайдаланғанда ароматты көмірсутектердің булануымен, еріткішті регенерациялау шығындарымен, алюминий және темір құйма өндірістерінде өздігінен бірігетін электродты пайдаланғанда шайырлы заттар буларының бөлінуімен байланысты, сонымен қатар электродты өнімдер өндірісінде де ароматты көмірсутектер шығыны болады.

Құрамында ароматты көмірсутектер бар шығарындылар мен ағын сулар ауа мен су тазалау жүйесін жақсартқанда, технологиялық процестерді жетілдіргенде және жаңа экологиялық технологиялық процестерді жасағанда азаяды. Бұл процестерді қолданғанда құрамында ароматты көмірсутектер бар шығарындылар айтарлықтай азаяды немесе технологияны өзгерту салдарынан мүлдем болмайды.

Соңғы бағыт тазарту ғимараты құрылысына жұмсалатын жөнсіз шығындардан құтылуға және негізгі процестің техника-экономикалық көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік береді.

Бензол, толуол және ксилолдардың ең үлкен шығын көзі резервуарлар мен қоймалардың "дем алуы" болып табылады. Сұйықтық үстіндегі бу-ауа қоспасында шикізат табиғаты мен температураға тәуелді көмірсутектердің тұрақты концентрациясы салыстырмалы түрде тез орнайды. Бу-ауа қоспасындағы бонзолды көмірсутектердің концентрациясын (С, г/м³) төмендегі теңдеумен есептеуге болады:

lg C = A ― B/T

мұндағы T – резервуардағы бу-ауа қоспасының температурасы, К; А және В – тұрақтылар, олардың мәндері әр түрлі өнімдер үшін төменде көрсетілген:

30⁰С температурада ығыстырылып шығарылатын бу-ауа қоспасындағы көмірсутектердің орташа мөлшері ≈ 400 г/м³ құрайды, шамамен бензолдың жалпы массасының 1% мөлшері жоғалады. Бұл шығындарды азайту үшін төмендегі шараларды жүзеге асыру ұсынылады:

1) "бір кеңістікте" біріккен біртектес ыдыстар мен аппараттарды толық герметизациялау және орап байлау;

2) өнімдерді инертті газдың артық қысымында сақтау;

3) құбылмалы төбесі бар резервуарларды қолдану арқылы ыдыстардағы бос газ кеңістік аумағын азайту және булану жағдайын кеміту, булану бетін пластмасса түйiршiктермен, көбiктермен, эмульсиялармен жабу;

4) сыйымдылықтарды толық оқшаулап және сақтандырғыш түске бояу арқылы ыдыстар мен қоршаған орта арасындағы температура айырмасын азайту;

5) аэродинамикалық қорғаныс жасау;

6) қойманы толтырғанда бумен қанығатын, ал босатқанда ыдыстың газ кеңістігіне буды қайтаратын адсорбенттері бар түтікті құрылғы орнату.

Өндірістік практикада ауаға шығарылатын пайдаланылған газдың құрамындағы ароматты көмірсутектер суытылған сольвентпен адсорбциялау арқылы, сонымен қатар конденсаторлардан кейін тұз ерітіндісімен суытылатын қосымша мұздатқыштарды ректификациялау жүйелерін орнату арқылы аластатылады. Соңғы схеманың ерекшелігі – қосымша жұтқыш агенттер қажет болмайды.

Ағын сулардағы ароматты көмірсутектердің мөлшері эмульсия мен суспензия түзілгендіктен физикалық ерігіштіктен басым болатын мәнге жетуі мүмкін. Іс жүзінде ерімейтін полициклді ароматты көмірсутектер суда ұсақ дисперсті жүзінділер (мысалы, нафталин) түрінде болады. Оларды аластату үшін мынадай әдістерді қолдану ұсынылады.

Белсендендірілген көмірде адсорбциялау арқылы бензол мен нафталин бөлініп алынады. Бөліп алу дәрежесі – 80-95%; көмірдің қанығу дәрежесі 1,5-2,0% құрайды.

Бензол мен оның гомологтарының сумен оң азеотропты қоспалар түзу қабілеті суды айдау арқылы бұл көмірсутектерді толығымен бөліп алуға мүмкіндік береді (ароматты көмірсутектерді азеотропты айдау). Ароматты көмірсутектерден аластатылған су циклге қайта оралады (20-сурет).

Ағын сулардан еріткіштермен экстракциялау стирол, этилбензол, сонымен қатар нафталин мен полициклді ароматты көмірсутектерді бөліп шығару үшін қолданылады. Еріткіш ретінде суда шектеулі еритін петролей эфирі, бензиндердің әр түрлі фракциялары, сонымен қатар жұтқыш және соляр майлары (коксхимиялық өнеркәсіпте) қолданылады.

Сұйытылған ағын сулардағы ароматты көмірсутектерді деструкциялау үшін биологиялық тазалау әдісі кеңінен қолданылады. Мысалы, биологиялық тазалауды құрамында бензол, толуол, ксиололдар және нафталин бар пиролиз цехының суын залалсыздандыру үшін, бензол мен оның гомологтарын, стирол мен α-метилстиролды, нафталинді деструкциялау үшін қолдануға болады.