ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
Выбор катализатора и его характеристика
Основные технологические решения
Механизм процесса
Кинетика реакций
Синтез формальдегида
Ректификация формалина - "сырца"
НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА
КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ
Административно-конторские помещения
Производственные метеорологические условия
Шумы и вибрация
Техника безопасности
Электробезопасность
Пожаровзрывобезопасность
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
Стихийные бедствия
МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
Материальный баланс стадии абсорбции
Стадия синтеза
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНОГО АППАРАТА
Технологический расчет подконтактного холодильника
ГИДРАЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Выбор материала основных элементов аппарата
Расчет толщины стенок обечайки и днища
Расчет крышки аппарата
Расчет опорных лап
Абсорбционная колонна К1
Пластинчатый теплообменник Т4
Навигация
Основные технологические решения
Проект производства формалина
179850
знаков
35
таблиц
12
изображений
1.4 Основные технологические решения
Получение формальдегида предусмотрено методом парофазного окисления – дегидрирования метанола кислородом воздуха на пемзосеребрянном катализаторе, в мягких температурных условиях (550 – 600)оС, либо жестком режиме (660 – 700)оС с поглощением формальдегида водой и последующим выделением непрореагировавшего метанола вакуум – ректификацией. Выделенный метанол возвращается в процесс. Процесс ведется при давлении 0,76 атм. В жестком режиме предусмотрено разбавление метанола водой в соотношении СН3ОН:Н2О кА 70:30.
За счет соотношения реакций окисления и дегидрирования (55%:45%) процесс проводится в реакторе адиобатического типа, что значительно упрощает его конструкцию и эксплуатацию.
Анализ работы действующих производств формалина на пемзосеребрянном катализаторе показывает, что основным недостатком его является сравнительно небольшой срок службы (3 - 4) месяца. Приходится отстаивать технологическую нитку для выгрузки отработанного катализатора и загрузки свежего. Технологическая остановка на трое суток.
Поэтому предлагается перейти на кристаллическое серебро – пакет сеток из серебряной проволоки, ТУ 48 – 1 – 112 – 85. срок работы такого катализатора (1 - 2) года. Сокращается время технологических остановок: место 3 - 4 в год одна, либо одна в два года. А для процесса, оформленного в виде трех параллельных ниток, это значительное увеличение эффективного времени работы оборудования, а значит наращивание мощности.
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДИМОЙ ПРОДУКЦИИ
Выпускаемый готовый продукт - формалин технический.
Предусмотрен выпуск товарного формалина, с массовой долей формальдегида 37 %, соответствующего ГОСТ 1625-89, а также концентрированного формалина, с массовой долей формальдегида до 50 %, используемого для внутреннего потребления в производстве карбосмол.
Формалин является водным раствором формальдегида и метанола в воде.
Эмпирическая формула формальдегида: СН2 О.
Структурная формула формальдегида:О
Молярная масса 30 кг/моль.
При охлаждении газообразный формальдегид переходит в жидкость, которая кипит при -19°С, а при -118°С замерзает, превращаясь в твердое кристаллическое вещество.
Как в жидком, так и в газообразном состоянии формальдегид неустойчив и легко полимеризуется, особенно в присутствии влаги. Поэтому формальдегид транспортируется и хранится либо в растворах, либо в виде полимера. Формальдегид хорошо растворяется в воде и спиртах. В водных растворах формальдегид не сохраняется в мономерной форме, а вступает в химическое взаимодействие с водой с образованием гидратов (метиленгликолей):
СН2 О + Н2 О → СН2 (ОН)2 + Q кДж/кг (2.2)
При обычных температурах водные растворы формальдегида мутнеют, вследствие выпадения в осадок продуктов полимеризации - полиоксиметиленгликолей.
Для предохранения концентрированных растворов формальдегида от полимеризации к ним добавляют стабилизаторы. Основным промышленным стабилизатором служит метанол.
По физико-химическим показателям технический формалин должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Нормы требования технического формалина по физико-химическим показателям
| Наименование показателей | Норма для марки | |
| ФМ ГОСТ 1625-89 | ||
| Высший сорт ОКП 241731 0120 | Первый сорт ОКП 241731 0130 | |
| 1. Внешний вид | Бесцветная прозрачная жидкость. При хранении допускается образование мути или белого осадка, растворимого при температуре не выше 40°С. | |
| 2. Массовая доля формальдегида, % | 37,2 + 0,3 | 37,0 + 0,5 |
| 3. Массовая доля метанола, % | 4 – 8 | 4 - 8 |
| 4. Массовая доля кис- лот в пересчете на муравьинную кислоту, %, не более | 0,02 | 0,04 |
| 5. Массовая доля железа, %, не более | 0,0001 | 0,0005 |
| 6. Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более | 0,008 | 0,008 |
Физические свойства технического формалина зависят от содержания в нем формальдегида и метанола и меняются в пределах:
Плотность, кг/м31077 – 1116
Температура кипения, оС 98,9
Удельная теплоёмкость, Дж/(кг К) 3352
Вязкость, сП 2,45 - 2,58
2.1 Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов
Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов
| Наименование сырья, материалов и полупродуктов | Государственный или отраслевой стандарт, СТП, ТУ, регламент | Показатели по стандарту, обязательные для проверки | Регламентируемые показатели с допустимыми отклонениями |
| 1.Метанол - яд синтетический | ГОСТ 2222-95 | 1.1. Плотность, | 0,791-0,792 |
| 2.Вода демине-рализованная | Технологический регламент №4 производства тепла, пара и воды. | 2.1. Жесткость, ммоль/ дм3 2.2. Содержание железа, мг/дм3 2.3. рН | не более 0,005 не более 0,05 6,5 – 7,5 |
| 3.Кислота азотная концентриро-ванная | ГОСТ 701-89 | 3.1.Массовая доля азотной кислоты, % | 98,2 |
| 4.Едкий натр | ГОСТ 2263-79 | 4.1.Массовая доля едкого натра (марка «РР»), % | не менее 42 |
| 5.Оборотная вода. | Технологический регламент установки оборотного водоснабжения. | 5.1. Содержание взвешенных частиц, мг/дм3 5.2. Общая жесткость, ммоль/дм3 | не более 20 не более 5 |
| 6.Пар | Технологический регламент производства тепла, пара и воды. | 6.1. Давление, кгс/см2 6.2. Температура, оС | 18 - 25 + 350 |
| 5.Природный газ. | 1.Состав, объёмная доля, %: - метан - этан - пропан - бутан - азот - двуокись углерода 2. Плотность кг/м3 | 86 - 97 1,5 - 4 1 - 6 0 - 4 1 - 2 0 - 1 0,741 |
3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Химизм процесса
Образование формальдегида происходит при прохождении метаноло -воздушной смеси через слой катализатора "серебро на носителе" при температуре в зоне контактирования:(550 - 600)°С при работе в "мягком" режиме, (660 - 700)°С при работе в "жестком" режиме.
Образование формальдегида осуществляется в результате протекания параллельных реакций простого и окислительного дегидрирования метанола:
СН3 ОН → СН2 О + Н2 - 93,4 кДж/моль (3.1)
СН3 ОН + 1/2 О2 → СН2 О + Н2 О + 147,4 кДж/моль (3.2)
Наряду с этими реакциями в системе протекает целый комплекс побочных превращений.
СН3 ОН + 2/3 О2 → СО2 + 575,1 кДж/моль(3.3)
СН2 О + 1/2 О2 → НСООН + 270,4 кДж/моль(3.4)
НСООН + 1/2 О2 → СО2 + Н2 О + 14,5 кДж/моль(3.5)
НСООН → СО + Н2О - 53,7 кДж/моль(3.6)
СН2 О → СО + Н2 + 1,9 кДж/моль (3.7)
2 СН2 О + Н2 О → СН3 ОН + НСООН + 122,0 кДж/моль(3.8)
Н2+ 1/2 О2 → Н2 О + 241,8 кДж/моль(3.9)
2 СН3 ОН → СН2 (ОСН3 )2 + Н2 О + 131,0 кДж/моль(3.10)
СО + 1/2 О2 → СО2 + 283,0 кДж/моль(3.11)
2 СО → СО2 + С + 172,5 кДж/моль (3.12)
Реакции (3.3) и (3.4) являются равновесными. Доля метанола израсходованного по реакции (3.4) составляет около 60 %, а остальное, по реакции (3.3).
Превращение метанола в формальдегид происходит в результате контакта молекул спирта с кислородом, хемосорбированным на атомах серебра, т.е. активными центрами катализатора являются поверхностные окислы серебра. Процесс получения формальдегида в целом сопровождается выделением тепла, за счет которого поддерживается необходимая температура в зоне контактирования и равновесие реакции дегидрирования смещается вправо.
Побочные реакции снижают выход формальдегида и определяют состав выхлопных газов (абгазов).
Похожие работы
... Процесс получения формалина для одной технологической нитки состоит из следующих стадий: - получение метаноло – воздушной смеси, - синтез формальдегида -абсорбция формальдегида с получением "формалина-сырца", - ректификация "формалина-сырца". Общими для всех ниток узлами являются: -сбор и переработка некондиционных и дренируемых продуктов, -очистка газовых выбросов, -сжигание абгазов на ...
... средств автоматизации. 61 11. Экономический расчет. 65 12. Безопасность и экологичность работы.. 87 Заключение. 95 Conclusion. 96 Литература. 97 Реферат Дипломный проект на тему «Автоматизация котельной установки производства мономеров» состоит из 81 страницы. В ней содержится 2 рисунка, 8 таблиц и приложение. Для составления этой работы было использовано 20 источников литературы, ...
... а от сурка и бобра желчь, которые с успехом используются в медицине. Обрезки кожи с волосами, остающиеся после изготовления различных крупных изделий, идут на производство сувенирной продукции, которая пользуется в последнее время большим спросом. От пушных зверей получают также тушки (идут на выработку мясокостной муки) и навоз (хорошее органическое удобрение). От самки норки с молодняком в год ...
... и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой: гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—уксусный альдегид—этиловый спирт. В основе производства этилового спирта из клубней картофеля лежат два биохимических процесса: ü гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся сахаров в спирт ...
0 комментариев