Производства дивинила. Значение дивинила в народном хозяйстве

Введение
Современный промышленный органический синтез условно можно разделить на две группы производства. Первая группа включает основной (тяжелый) органический синтез. Это крупнотоннажные, как правило, непрерывные производства относительно простых органических соединений, в основном используемых в качестве полупродуктов в более сложных синтезах. Процессы получения органических веществ разнообразны и основаны на реакциях гидрирования-дегидратации, окисления-восстановления, гидратации-дегидратации, этерификации, сульфирования, изомеризации, нитрования и т.д.
Продукты основного органического синтеза включают альдегиды, спирты, кетоны, карбоновые кислоты и их сложные эфиры, производящие галоген и нитропроизводные ароматические и алифатические углеводороды; олефины, диены и другие. Наиболее важными из них выступают метанол, этанол, этилен, формальдегид, пропилен, изопрен, бутадиен, оксиды этилена и пропилена, фенол, уксусный альдегид и уксусная кислота, анилин и т.д.
Мировое производство многих из этих продуктов превышает 1 миллион тонн в год.
Вторая группа продуктов промышленного органического синтеза относится к так называемому тонкому органическому синтезу. Это часто периодические процессы, которые связаны с производством красителей, лекарственных и душистых веществ более сложной структуры, которые производятся в гораздо меньших количествах и основаны на использовании полупродуктов, производимых промышленностью основного органического синтеза.
Нефть, уголь и газ как природные ресурсы составляют основу сырьевой базы промышленности органического синтеза.
 
Разновидностью ненасыщенных углеводородов являются диеновые углеводороды. Их свойства определяются их структурой и взаимным расположением двух двойных связей в молекуле. Диены с сопряженными двойными связями являются наиболее важными. Они способны полимеризоваться и образовывать цепные полимерные материалы.
Диеновый синтез дает множество соединений. Продукты полимеризации диеновых углеводородов представляют собой каучуки большого технического значения (они служат основой для производства различных резиновых изделий). Побочные газы, газы пиролиза нефтепродуктов и т.д. используются для производства диеновых углеводородов.
Организация этого химического производства имеет свои показатели, которые характеризуют его деятельность: нормативная трудоемкость, производительность труда, материальный баланс.
Исторический очерк производства и основные промышленные способы производства дивинила
Впервые дивинил был получен французским химиком Ж.Б. Каванту в 1862 году пиролизом сивушного масла.
Первое промышленное производство его в СССР было организовано по методу Лебедева из этилового спирта. Этим методом является каталитическое превращение этилового спирта. Он был открыт в 1931 году. Метод Лебедева был заложен в основу промышленного синтеза дивинила в нашей стране. Однако в настоящее время данный метод не находит широкого применения.
В 1949 году В. Реппе открыл метод получения бутадиена-1,3 взаимодействием ацетилена с формальдегидом. С 1940 года начались исследования метода получения дивинила каталитическим дегидрированием н-бутана и н-бутилена Н.Д

. Зелинским и А.А. Баладиным, впоследствии успешно внедренного в практику.
Одностадийное дегидрирование н-бутана освоено с 1947 года. В 1980 году в Перми построили установку по выделению бутанов и пентанов из попутных нефтяных газов. Эта установка позволяет получать 50% дивинила из нефтяного сырья.
В промышленности бутадиен-1,3 производится многими методами, которые отличаются видом используемого сырья, числом технологических стадий и экономичностью.
Бутадиен-1,3 может быть получен:
1) Выделением из С4-фракции продуктов пиролиза жидких нефтепродуктов, содержащей 20-30% бутадиена-1,3.
2) Каталитическим дегидрированием н-бутиленовой фракции, выделенной из продуктов пиролиза нефтепродуктов:
С4Н8С4Н6+Н2
3) Каталитическим дегидрированием н-бутана, выделенного из попутного нефтяного газа:
С4Н10С4Н8С4Н6
Н2 -Н2
4) Каталитическим расщиплением этанола (С.В. Лебедев):
2С2Н5ОН2Н2О+Н2+С4Н6
5) Взаимодействием ацетилена с формальдегидом через бутандиол-1,3 (В. Реппе):
Н2
С2Н2+2СН2ОС4Н4(ОН)2С4Н8(ОН)2С4Н6
Н2О
6) Из ацетальдегида через адоль и бутандиол-1,3 (Н.Н. Остромысленский):
Н2
2СН3СНОСН3-СН(ОН)-СН2-СНОС4Н8(ОН)Н2С4Н6
Н2О
Правила безопасности при производстве
В Законе об охране природы подчеркивается необходимость решительной борьбы с загрязнением воздуха, почвы и воды. Современные технологические процессы в производстве дивинила связаны с загрязнением водоемов и воздушных бассейнов технологическими выбросами. Живые организмы чрезвычайно чувствительны к вредным выбросам. Сотни тысяч кубометров промышленной воды ежечасно выбрасываются в различные водоемы страны. Забота о здоровье человека делает борьбу с вредными промышленными выбросами наиболее важной задачей при производстве дивинила.
Основным признаком правильного и комплексного решения при разработке любого технологического процесса является не только эффективное и комплексное использование сырья, но и устранение любых производственных отходов (примесей в отходящих газах и промышленных сточных водах.
В настоящее время экологические требования к продукции также определены: экологические требования к продукции производства должны обеспечивать соответствие стандартам ПДК для окружающей среды при производстве, хранении и транспортировке продукции.
Бутадиен-1,3 в небольших концентрациях раздражает слизистые оболочки носа и вызывает функциональные нарушения центральной нервной системы.
Бутадиен-1.3 оснащен системой контроля и управления составом воздуха и системой пожарной сигнализации. Технологические установки размещены на открытом воздухе и доступны для транспортных средств платформ.
Для исключения опасных ситуаций на производственной площадке разработаны и строго соблюдаются требования к проектированию, изготовлению и установке устройств и уровню подготовки обслуживающего персонала в соответствии с Правилами государственного технического надзора. Гостехнадзор периодически осматривает техническое состояние узлов и агрегатов, проверяет соответствие нормам освещения, обращения с электроприборами, наличия огнетушителей и пожарных рукавов. Главное - обеспечить обслуживающий персонал рабочей одеждой и противогазами.
Технологическая схема
Через подогреватель 1 н-бутан поступает в печь 2, направляется в один из реакторов 3, который работает на дегидрирование