Экологические проблемы химической промышленности и их решение: опыт БАСФ

Деятельность компании БАСФ охватывает производство сырья и энергетических ресурсов, различных химикатов, продуктов для сельского хозяйства, пластмасс, красителей, текстильно-вспомогательных веществ, а также таких продуктов для потребителя, как лаки, краски, информационные системы и лекарства.

Исходя из основного сырья – нафты, природного газа, серы и т.д. фирма производит более 8 тыс. различных продуктов. Большое количество побочных продуктов, которые при этом получаются, не уничтожаются, а служат исходным сырьем для других производств.

Уже в 1985 г. фирма БАСФ одной из первых в своей деятельности стала руководствоваться "основным законом", направленным на решение проблем окружающей среды. Установленные правила вошли в корпоративную стратегию, которая обязательна для всех производств БАСФ независимо от их географического расположения.

• Следование принципам Устойчивого Развития.

Концепция "Устойчивого Развития" была сформулирована на конференции ООН в 1992 г. в Рио-де-Жанейро и предполагает процесс, отвечающий экономическим, экологическим и социальным нуждам современного общества, одновременно давая возможность и будущим поколениям достигать своих целей.

• Участие в инициативе "Ответственная Забота" ("Responsible Care") - Программе мировых производителей химической продукции, которая предполагает целый ряд добровольно выполняемых мер, направленных на сохранение окружающей среды, обеспечения безопасности и здоровья.
• Экономические интересы не имеют приоритета перед вопросами безопасности, здоровья и охраны окружающей среды
• Выпуск продуктов, которые безопасно производить, использовать, уничтожать
• Минимальное воздействие на экологию при производстве, хранении, транспортировке, и использовании продуктов
• Помощь потребителям в безопасном использовании продуктов
• Постоянное развитие науки и технологий для повышения безопасности и защиты окружающей среды.

Из этих правил ясно, что фирма БАСФ считает вопросы безопасности и защиты здоровья и окружающей среды исключительно важными и приоритетными как на уже действующих производствах, так и при разработке новых продуктов и процессов.

Затраты фирмы, связанные с защитой окружающей среды, только в 1998 году составили более 1,5 млрд. марок. (рис.1). Одним из примеров успехов фирмы в этой деятельности может быть уменьшение выбросов на головном предприятии БАСФ в Людвигсхафене, объем ? которых в последние годы уменьшился на порядок (рис.2).

Комплексный и интегрированный характер химического производства, включающий в себя только на площадке в Людвигсхафене около 350 цехов, предъявляет особые требования к экологическому мониторингу. Последний состоит из мониторинга окружающей среды (мониторинг воздуха, шума, качества воды, почвы в 43 местах внутри и снаружи площадки), менеджмента энерго- и водопотребления и менеджмента отходов и стоков. Для утилизации отходов на БАСФ используется крупнейшая в Европе специальная фабрика, в 8 печах которой ежегодно перерабатываются по 200 тыс. тонн отходов.

Концепция экологической безопасности опирается на квалифицированный, хорошо обученный персонал, современные технологии производства с наивысшими стандартами безопасности для всех стран, в которых БАСФ имеет производство.

Эти стандарты, включающие в себя и минимизацию отходов, закладываются уже на стадии проектирования, что позволяет избежать отходов производства, уменьшить их или переработать.

Рассмотрим несколько примеров из опыта фирмы в области каталитической химии и технологических химикатов.

Фирма БАСФ производит катализаторы для окисления отходящих газов различных, в том числе и химических производств. Применение этих катализаторов привело к уменьшению нежелательных выбросов в атмосферу. В последнее время фирма разработала новые сотовые катализаторы для удаления диоксинов, которые с успехом применяются не только в химической промышленности, но и при переработке отходов на мусоросжигательных заводах во многих городах мира.

В химическом производстве использование основных принципов катализа весьма эффективно, так как позволяет повысить селективность процесса при одновременном уменьшении энергетических затрат. В сегодняшней химической промышленности катализаторы играют ключевую роль в около 80% различных процессов. Одним из примеров существенного прогресса, который был достигнут фирмой в области уменьшения вредного воздействия побочных продуктов на экологию, может служить катализатор синтеза акриловой кислоты. Последняя широко используется при производстве дисперсий ?, лаков, суперабсорбентов и т.д. Синтез акриловой кислоты из пропилена происходит с участием двух каталитических стадий. За 25 лет исследований количество нежелательных побочных продуктов уменьшилось на 75%. Положительное действие катализатора проявилось как в более полном использовании исходного сырья по целевому назначению (увеличение селективности), так и в образовании меньшего количества отходов, что привело к существенному снижению потребления энергии. Последнее связано с тем, что снизились затраты на стадиях ректификации и экстракции. Кроме того, оказалось возможным регенерировать отработанный катализатор.

Еще один пример – производство винилхлорида на площадке БАСФ в Антверпене. Цех винилхлорида был пущен в эксплуатацию более 30 лет назад, поэтому возникла необходимость полной его модернизации, связанная также с тем, что заканчивался срок эксплуатации, разрешенный фламандским законодательством. Важный полупродукт в производстве винилхлорида – дихлорэтан, получаемый оксихлорированием этилена в присутствии НСl и воздуха. Этот процесс сопровождается образованием побочных газов: СО, хлоруглеводородов. Кроме того в реакционной смеси содержится азот из воздуха. Для того, чтобы уменьшить количество газов, было решено использовать в качестве окислителя кислород.

После модернизации из оборудования остались только реакторы и некоторые узлы теплообменного оборудования, все остальное было заменено.

В настоящее время на этом производстве образуется существенно меньшее количество побочных газов, кроме того, используется на 20% больше, чем раньше, НСl из соседних цехов, который до модернизации не утилизировался.

Образующаяся в процессе вода загрязнена хлорорганическими соединениями. Для уменьшения негативного влияния на окружающую среду было решено установить дополнительную колонну – регенератор, в которой происходит удаление хлорорганики.

На этом производстве используется также охлаждающая вода, которая до модернизации цеха направлялась непосредственно в бассейн находящегося рядом порта. После проведения необходимых инженерных работ была создана двойная замкнутая система, которая полностью предотвращает возможность попадания органических веществ в морскую воду. Были установлены также два новых хранилища жидкого дихлорэтана емкостью по 8 тыс. м³ с двойной обечайкой ? для большей безопасности. Необходимые улучшения были произведены и в системе управления производством. Всего в этот проект было инвестировано около 70 млн. марок.

Рассмотрим один пример, связанный с удалением кислых технологических газов. Это весьма энергоемкий процесс, который, к тому же, как правило, приводит к глубокой коррозии оборудования. В связи с этим фирма БАСФ разработала процесс аMDEA (активированный метилдиэтаноламин), обеспечивающий высокую производительность, малое энергопотребление и увеличение коррозионной стойкости оборудования. К настоящему времени этот процесс используют более 100 установок и еще несколько агрегатов проектируются, реконструируются, или строятся.

Функциональный принцип метода аMDEA основан на высокой поглощающей способности третичного амина (N-метил-диэтаноламина) по отношению к кислым газам CO₂ и H₂S. Возможность изменения концентрации активатора в широких пределах позволяет использовать преимущества как химического, так и физического методов очистки. Высокая растворимость кислых газов приводит к снижению энергетических затрат, а малая растворимость инертов способствует более тонкой очистке. К другим достоинствам растворителя следует отнести высокую химическую и термическую стабильность, небольшое давление насыщенных паров, что значительно уменьшает потери растворителя. Низкая коррозия, достигаемая подбором оптимального активатора, снимает необходимость использования ингибиторов коррозии, положительно сказывается на экономике всего процесса и сводит к минимуму негативное влияние на окружающую среду.

В области технологических химикатов, производимых фирмой БАСФ, кроме аMDEA прекрасно себя зарекомендовал еще один растворитель - N-метилпирролидон (NMP). Область его применения – промышленное получение углеводородов методом экстрактивной дистилляции. В этой технологии используется высокая растворимость углеводородов в NMP. По сравнению с другими техническими растворителями NMP обладает рядом важных преимуществ: он не образует азеотропов с углеводородами и обладает высокой термической и химической стабильностью. Кроме того, в сравнении с другими экстрагентами N-метилпирролидон имеет более благоприятные характеристики с точки зрения токсикологии и экологии.

Хотя химия играет ключевую роль в поддержании и улучшении качества жизни, это не всегда признается обществом. Так, опрос общественного мнения, проведенный Европейским Советом по химической промышленности (CEFIC) в 1994 г., показал, что около 60% опрошенных имели негативное отношение к химической промышленности. Только один из трех опрошенных считает, что химическая промышленность заботится об окружающей среде, и меньше половины верят в то, что в рамках отрасли ведутся исследования и внедряются технологии, которые решают экологические проблемы.

Для того, чтобы исправить этот перекос в общественном мнении, фирма БАСФ делает все возможное в информировании сотрудников, потребителей и общества о безопасном использовании и работе с химическим продуктами, а также о предпринимаемых усилиях по решению экологических проблем. Периодически публикуются отчеты фирмы, где детально описаны как нынешнее состояние экологии на производстве, так и экологические цели БАСФ в будущем.

Традицией стали встречи с представителями различных политических партий, экологами, дни открытых дверей, во время который ведется открытый диалог по всем вопросам, представляющим взаимный интерес. Во всех этих контактах цель БАСФ состоит в том, чтобы привести интересы фирмы в гармоничное сочетание с нуждами общества, что является ключевым для достижения успеха в будущем.