chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2023-18-3-187-218chemicallytech-1970Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF ORGANIC SUBSTANCESХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВAssessment of resource-saving technologies in low-tonnage chemical industries for compliance with best available technologies principlesОценка ресурсосберегающих технологий малотоннажных химических производств на соответствие принципам наилучших доступных технологийhttps://orcid.org/0000-0001-8796-124XКостиковаН. А.KostikovaN. A.

Костикова Наталья Алексеевна, к.х.н., начальник отдела

111024, Москва, шоссе Энтузиастов, 23

Natalya A. Kostikova, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Head of Department

23, sh. Entuziastov, Moscow, 111024 

kutkin@gosniiokht.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2369-5648ГлуханЕ. Н.GlukhanE. N.

Глухан Елена Николаевна, д.т.н., доцент, советник генерального директора

111024, Москва, шоссе Энтузиастов, 23

Scopus Author ID 8706397600

Elena N. Glukhan, Dr. Sci. (Eng.), Assistant Professor, Adviser to the Director-General

23, sh. Entuziastov, Moscow, 111024

Scopus Author ID 8706397600 

dir@gosniiokht.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8164-274XКазаковП. В.KazakovP. V.

Казаков Павел Васильевич, д.х.н., доцент, заместитель генерального директора

111024, Москва, шоссе Энтузиастов, 23

Pavel V. Kazakov, Dr. Sci. (Chem.), Assistant Professor, Deputy General Director

23, sh. Entuziastov, Moscow, 111024 

kutkin@gosniiokht.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6492-2483АнтоноваМ. М.AntonovaM. M.

Антонова Мария Михайловна, к.х.н., начальник научно-исследовательского отделения

111024, Москва, шоссе Энтузиастов, 23

Scopus Author ID 56165662600

Mariya M. Antonova, Cand. Sci. (Eng.), Head of the Research Department

23, sh. Entuziastov, Moscow, 111024

Scopus Author ID 56165662600 

kutkin@gosniiokht.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0649-1440КлимовД. И.KlimovD. I.

Климов Дмитрий Игоревич, к.х.н., начальник сектора

111024, Москва, шоссе Энтузиастов, 23

Dmitry I. Klimov, Cand. Sci. (Eng.), Head of Sector

23, sh. Entuziastov, Moscow, 111024 

kutkin@gosniiokht.ruГосударственный научно-исследовательский институт органической химии и технологииРоссияGosNIIOKhT, State Scientific Center of the Russian FederationRussian Federation202302082023183187218Copyright © Kostikova N.A., Glukhan E.N., Kazakov P.V., Antonova M.M., Klimov D.I., 20232023Костикова Н.А., Глухан Е.Н., Казаков П.В., Антонова М.М., Климов Д.И.Kostikova N.A., Glukhan E.N., Kazakov P.V., Antonova M.M., Klimov D.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/1970Objectives

Objectives. To develop a methodology for the quantitative assessment of new technologies in accordance with the principles of best available technologies (BAT). To evaluate the developed technologies of low-tonnage chemical production of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2- benzothiazolylsulfenamide, diisopropyl xanthohen disulfide, and N-phenyl-2-naphthylamine for compliance with BAT principles and compare with alternative (implemented, known) technologies in terms of environmental impact.

Methods

Methods. A methodology for the quantitative assessment of new technologies for the production of organic substances in accordance with BAT principles was used.

Results

Results. The developed methodology for the quantitative assessment of new technologies in accordance with BAT principles based on the calculation of comprehensive comparison indicators with alternative technologies for technological and environmental indicators allowed us to determine the level of implemented technologies for the production of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, diisopropyl xanthohen disulfide, and N-phenyl-2- naphthylamine to minimize the impact on the environmental, including through the development of special technological solutions for resource conservation and waste reduction, and to conduct a quantitative assessment of the achieved environmental outcome. It is established that the considered new technologies of low-tonnage chemical production comply with BAT principles and are more environmentally advanced compared to alternative ones previously implemented in the USSR.

Conclusions

Conclusions. For the first time, a methodology for quantifying new technologies in accordance with BAT principles is proposed. The possibility of its use at the stage of making basic technological decisions on the implemented production method in order to ensure compliance with legislative requirements for technologies in the field of environmental safety to achieve environmental protection goals is shown on the example of low-tonnage technologies for the production of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, diisopropyl xanthohen disulfide, and N-phenyl-2-naphthylamine created in GosNIIOKhT.

Цели

Цели. Разработать методику количественной оценки новых технологий в соответствии с принципами наилучших доступных технологий (НДТ). Провести оценку разработанных технологий малотоннажных химических производств тетраметилтиурамдисульфида, N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамида, диизопропилксантогендисульфида и N-фенил-2-нафтиламина на соответствие принципам НДТ и сравнить с альтернативными (реализованными, известными) технологиями по уровню воздействия на окружающую среду (ОС).

Методы

Методы. Методика количественной оценки новых технологий производства органических веществ в соответствии с принципами НДТ.

Результаты

Результаты. Разработанная методика количественной оценки новых технологий в соответствии с принципами НДТ на основании расчета комплексных индексов сравнения с альтернативными технологиями по технологическим и экологическим показателям позволила определить уровень внедряемых технологий получения тетраметилтиурамдисульфида, N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамида, диизопропилксантогендисульфида и N-фенил-2-нафтиламина по минимизации воздействия на ОС, в том числе за счет разработки специальных технологических решений по ресурсосбережению и снижению отходности, и провести количественную оценку достигаемого экологического результата. Установлено, что рассмотренные новые технологии малотоннажных химических производств соответствуют принципам НДТ и являются более экологически совершенными по сравнению с альтернативными, ранее реализованными в СССР.

Выводы

Выводы. Впервые предложена методика количественной оценки новых технологий в соответствии с принципами НДТ и показана возможность ее использования на этапе принятия основных технологических решений по внедряемому способу производства для обеспечения выполнения законодательных требований к технологиям в сфере экологической безопасности по достижению целей охраны ОС на примере созданных во ФГУП «ГосНИИОХТ» малотоннажных технологий производства тетраметилтиурамдисульфида, N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамида, диизопропилксантогендисульфида и N-фенил-2-нафтиламина.

технологии малотоннажных химических производствметодика количественной оценкипринципы наилучших доступных технологийНДТтетраметилтиурамдисульфидN-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамиддиизопропилксантогендисульфидN-фенил-2-нафтиламинlow-tonnage chemical production technologiesquantitative assessment methodologybest available technologies (BAT) principlestetramethylthiuram disulfideN-cyclohexyl-2- benzothiazolylsulfenamidediisopropyl xanthogen disulfideN-phenyl-2-naphthylamineReferencesБондаренко В.И., Ерёменко О.В., Третьякова Ю.В. Алгоритм выбора наилучшей доступной технологии. Тонкие химические технологии. 2011;6(4):113–115.Bondarenko V.I., Eremenko O.V., Tret’yakova Yu.V. Algorithm for choosing the best available technology. Tonk. Khim. Tekhnol. = Fine Chem. Technol. 2011;6(4):113–115 (in Russ.).Ерушева К.И., Колыбанов К.Ю., Тишаева И.Р. Функциональное моделирование процесса выбора наилучшей доступной технологии. Тонкие химические технологии. 2017;12(4):98–105. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-4-98-105Erusheva K.I., Kolybanov K.Yu., Tishaeva I.R. Functional modeling of the process of choosing the best available technique. Tonk. Khim. Tekhnol. = Fine Chem. Technol. 2017;12(4):98–105 (in Russ.). https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-4-98-105Панова С.А., Тишаева И.Р. Системная модель наилучшей доступной технологии. Тонкие химические технологии. 2014;9(5):83–85.Panova S.A., Tishaeva I.R. System model for identification of best available technology (BAT). Tonk. Khim. Tekhnol. = Fine Chem. Technol. 2014;9(5):83–85 (in Russ.).Глухан Е.Н., Костикова Н.А. Методика количественной оценки новых технологий производства органических веществ в соответствии с принципами наилучших доступных технологий. Химия и технология органических веществ. 2018;2(6):36–42. https://doi.org/10.54468/25876724_2018_2_36Glukhan E.N., Kostikova N.A. Methodology for assessment of new technologies for of organic substances production according to the best available technologies principles. Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshchestv = Chemistry and Technology of Organic Substance. 2018;2(6):36–42 (in Russ.). https://doi.org/10.54468/25876724_2018_2_36Костикова Н.А., Глухан Е.Н. Методика количественной оценки новых технологий производства органических веществ в соответствии с критериями экономической и экологической эффективности. Химия и технология органических веществ. 2021;4(20):54–63. https://doi.org/10.54468/25876724_2021_4_54Kostikova N.A., Glukhan E.N. Methodology of quantitative assessment of new technologies for the production of organic substances in accordance with the criteria of economic and environmental efficiency. Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshchestv = Chemistry and Technology of Organic Substances. 2021;4(20):54–63 (in Russ.). https://doi.org/10.54468/25876724_2021_4_54Зинина Е.А., Костикова Н.А., Кондратенко С.М., Сазонова З.Г. Высокоэффективный способ получения тетраметилтиурамдисульфида. Химия и технология органических веществ. 2017;3(3):20–29. https://doi.org/10.54468/25876724_2017_3_20Zinina E.A., Kostikova N.A., Kondratenko S.M., Sazonova Z.G. High-efficient method of tetramethylthiuramdisulfide production. Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshchestv = Chemistry and Technology of Organic Substances. 2017;3(3):20–29 (in Russ.). https://doi.org/10.54468/25876724_2017_3_20Горбунов Б.Н., Гуревич Я.А., Маслова И.П. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов. М.: Химия; 1981. 368 с.Gorbunov B.N., Gurevich Ya.A., Maslova I.P. Khimiya i tekhnologiya stabilizatorov polimernykh materialov = Chemistry and Technology of Stabilizers of Polymeric Materials. Moscow: Khimiya; 1981. 368 p. (in Russ.).Блох Г.А. Органические ускорители вулканизации каучуков; под ред. П.И. Захарченко. М.-Л.: Химия; 1964. C. 43–44.Blokh G.A. Organicheskie uskoriteli vulkanizatsii kauchukov. In: Zakharchenko P.I. (Ed.). Organic Rubber Vulcanization Accelerators. Moscow-Leningrad: Khimiya; 1964. P. 43–44 (in Russ.).Гурвич Я.А. Справочник молодого аппаратчикахимика. М.: Химия; 1991: 253 c.Gurvich Ya.A. Spravochnik molodogo apparatchikakhimika (Handbook of a Young Apparatchik-Chemist). Moscow: Khimiya; 1991. 253 p. 197 (in Russ.).Сазонова З.Г., Щекина М.П., Костикова Н.А., Голиков А.Г. Малоотходный способ получения N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамида. Химия и технология органических веществ. 2018;1(5):27–34. https://doi.org/10.54468/25876724_2018_1_27Sazonova Z.G., Shchekina M.P., Kostikova N.A., Golikov A.G. Low-waste method of N-cyclohexyl-2- benzothiazolesulfenamide obtaining. Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshchestv = Chemistry and Technology of Organic Substances. 2018;1(5):27–34 (in Russ.). https://doi.org/10.54468/25876724_2018_1_27Розина Е.А., Анохина Д.И., Романова П.С., Дмитриев К.В., Муканин В.М., Кудерский О.В. Способ получения N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида: А.С. СССР № 271524. заявка № 1297876/23-4; заявл. 14.01.1969; опубл. 26.05.1970.Rozina E.A., Anokhina D.I., Romanova P.S., Dmitriev K.V., Mukanin V.M., Kuderskii O.V. Method of Obtaining N-cyclohexyl-2-benzthiazolylsulfenamide: USSR Inventor’s Certificate No. 271524. Publ. 26.05.1970 (in Russ.).Кондратьев В.Б., Голиков А.Г., Костикова Н.А., Антонова М.М., Кондратенко С.М., Корнеева О.И. Способ получения диизопропилксантогендисульфида: Пат. RU 2713402. заявка № 2019135649, заявл. 07.11.2019, опубл. 05.02.2020.Kondrat’ev V.B., Golikov A.G., Kostikova N.A., Antonova M.M., Kondratenko S.M., Korneeva O.I. The method for obtaining diisopropylxanthogendisulfide: RF Pat. RU 2713402. Publ. 05.02.2020.Антонова М.М., Кондратенко С.М., Костикова Н.А., Корнеева О.И., Шибков О.О., Черенков М.А., Климов Д.И., Приходько В.В. Разработка способа получения изопропилового ксантогената калия, перспективного для промышленной реализации. Химия и технология органических веществ. 2021;3(19):14–26. https://doi.org/10.54468/25876724_2021_3_14Antonova M.M., Kondratenko S.M., Kostikova N.A., Korneeva O.I., Shibkov O.O., Cherenkov M.A., Klimov D.I., Prikhod’ko V.V. Development of a production method isopropyl potassium xanthate, promising for industrial implementation. Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshchestv = Chemistry and Technology of Organic Substances. 2021;3(19):14–26 (in Russ.). https://doi.org/10.54468/25876724_2021_3_14Антонова М.М., Кондратенко С.М., Костикова Н.А., Корнеева О.И., Шибков О.О., Черенков М.А., Климов Д.И., Приходько В.В. Новый способ получения диизопропилксантогендисульфида с использованием перекиси водорода в качестве окислителя. Химическая промышленность сегодня. 2022;(1):26–35. https://doi.org/10.53884/27132854_2022_1_26Antonova M.M., Kondratenko S.M., Kostikova N.A., Korneeva O.I., Shibkov O.O., Cherenkov M.A., Klimov D.I., Prikhod’ko V.V. A new method for the production of diisopropylxanthogen disulfide using hydrogen peroxide as an oxidant. Khimicheskaya promyshlennost’ segodnya = Chemical Industry Developments. 2022;(1):26–35 (in Russ.). https://doi.org/10.53884/27132854_2022_1_26Cambron A., Whitby G.S. The oxidation of xanthates and some new dialkyl sulphur- and disulphur-dicarbothionates. Canadian Journal of Research. 1930;2(2):144–152. https://doi.org/10.1139/cjr30-011Cambron A., Whitby G.S. The oxidation of xanthates and some new dialkyl sulphur- and disulphur-dicarbothionates. Canadian Journal of Research. 1930;2(2):144–152. https://doi.org/10.1139/cjr30-011Кондратьев В.Б., Голиков А.Г., Казаков П.В., Костикова Н.А., Климов Д.И., Антонова М.М. Способ получения N-фенил-2-нафтиламина: Пат. RU 2676692 С1. заявка № 2018128083; заявл. 01.08.2018, опубл. 10.01.2019.Kondrat’ev V.B., Golikov A.G., Kazakov P.V., Kostikova N.A., Klimov D.I., Antonova M.M. The method for obtaining N-phenyl-2-naphthylamine: RF Pat. RU2676692 S1. Publ. 10.01.2019 (in Russ.).Антонова М.М., Костикова Н.А., Голиков А.Г., Климов Д.И. Высокоэффективный способ получения неозона Д. Химия и технология органических веществ. 2018;1(5):9–18.https://doi.org/10.54468/25876724_2018_1_9Antonova M.M., Kostikova N.A., Golikov A.G., Klimov D.I. Highly efficient method of producing neozone D. Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshchestv = Chemistry and Technology of Organic Substances. 2018;1(5):9–18 (in Russ.). https://doi.org/10.54468/25876724_2018_1_9Климов Д.И., Костикова Н.А., Каабак Л.В., Шибков О.О., Черенков М.А., Пыжьянов И.В. Исследование механизма кислотного катализа реакции получения N-фенил-2-нафтиламина из анилина и 2-нафтола. Химия и технология органических веществ. 2020;2(14):69–89. https://doi.org/10.54468/25876724_2020_2_69Klimov D.I., Kostikova N.A., Kaabak L.V., Shibkov O.O., Cherenkov M.A., Pyzh’yanov I.V. Research of acid catalysis mechanism of the reaction of obtaining N-phenyl-2-naphthylamine from 2-naphthol and aniline. Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshchestv = Chemistry and Technology of Organic Substances. 2020;2(14):69–89 (in Russ.). https://doi.org/10.54468/25876724_2020_2_69Магергут В.З., Масленников И.М., Стальнов П.И., Санаев В.С., Дорохин П.Н., Коршаков М.К., Дружбин Н.Н. Способ получения неозона Д: А.С. СССР № 781201. заявка № 2677374/23-04; заявл. 09.10.78; опубл. 23.11.1980.Magergut V.Z., Maslennikov I.M., Stal’nov P.I., Sanaev V.S., Dorokhin P.N., Korshakov M.K., Druzhbin N.N. Method for Producing Neozone D: USSR Inventor’s Certificate No. 781201. Publ. 23.11.1980 (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.