Файл: Дипломный проект состоит из 186 страниц, 36 таблиц, 2 рисунка, 19 источников и 8 листов графического материала. Тема дипломного проекта Проект производства формалина.rtf

Размер зерен, мм – 2-5.

Массовый фракционный состав: %

Просев через сито 2 2 мм, не более 2,0;

Остаток на сите 5 5 мм, не более 5,0;

Удельная поверхность, м²/ч 0,5 – 1,0.

На большинстве зарубежных формалиновых производствах используют металлическое серебро без носителя (сетки, кристаллы, губчатое серебро и т.п.). По селективности образования формальдегида контактный и трегерный катализаторы являются практически равноценными. Основные различия трегерных и контактных катализаторов относятся к их эксплуатационным характеристикам. К преимуществам трегерных контактов относится следующее:

1. 
   устойчивость по отношению к перегревам;
   
2. 
   пониженная требовательность к чистоте сырья;
   
3. 
   меньшая единовременная загрузка сырья.
   

Основным недостатком этого катализатора является небольшая длительность межрегенерационного цикла работы (3 – 4 месяца).

Использование контактного (ненанесенного) серебра имеет следующие достоинства:

1. 
   исключение комплекса вопросов, связанных с получением и подготовкой носителя;
   
2. 
   «безреагентная» система приготовления катализатора;
   
3. 
   практическое отсутствие потерь серебра за счет истирания и измельчения контакта.
   

При выборе той или иной формы серебряного катализатора решающее значение имеют такие факторы, как накопленный опыт и традиции.

Технология приготовления трегерного серебра включает в себя основные стадии:

1. 
   пропитка или осаждение на поверхности носителя соли, содержащей серебро;
   
2. 
   восстановление катиона серебра до свободного металлического состояния.
   

На практике содержание серебра в катализаторе СНП составляет около 40%. Катализаторы с меньшим содержанием серебра быстрее теряют активность и требуют «перенанесения».

Фирма Sumitomo взяла патент на использование трехслойного контактного катализатора. Два верхних слоя представляют собой кристаллы размером 0,8 – 1,0 мм, нижний слой – серебро в виде тонких нитей.

Фирма BASE предложила серебряный катализатор разделить на 4 слоя общей высотой 20 – 30 мм, а серебряное кольцо по периметру реактора выполняет функции 5-го слоя. Характерной особенностью является применение бидисперсных гранул серебра. Так, в нижней части слоя рекомендуется размещать гранулы с размером мене 0,3 мм, количество которых составляет 1/8 от общего количества серебра. Другая часть катализатора в виде гранул размером до 1 – 3 мм насыпается поверх мелких частиц. Мольный выход формальдегида равен 88%.

---

Применение двухслойного катализатора позволяет проводить процесс с конверсией метанола до 97,4% при мольной селективности 89 – 90%.

Сравнивая зарубежный опыт производства формалина на катализаторах в очень тонком слое, в виде металлических сит (серебряные сетки) предлагается перейти на аналогичный вид катализатора.

Характеристика катализатора из серебра (сита):

проволка ТУ 48 – 1 – 112 – 85;

толщина проволки, мм – 0,22;

число ячеек на 1 см² – 225;

стоимость катализатора – 279384,17 руб.

Переход на серебряный сетки позволит сократить численность рабочих в катализаторном отделении (за счет упрощения приготовления катализатора), а следовательно повысить производительность труда. За счет более длительного срока службы (1 – 2 года) катализатора увеличивается эффективный фонд рабочего времени, произойдет наращивание мощности.
1.3 Обоснование места размещения предприятия
На территории Томской области сосредоточена богатые природные ресурсы: нефть, газ, лес, редкие металлы, торф и др.

Строительство производства формалина было обусловлено:

- Потребностью промышленности в формалине по стране в шести районах Сибири.

- Наличие сырья – производство метанола мощностью 750 тыс.т./год.

- Наличие формалинопотребляющего производства карбамидных смол мощностью 200 тыс.т./год.

Обеспечение потребности действующего производства в паре, горячей воде на отопление, вентиляции и горячего водоснабжения, предусмотрено установкой двух водогрейных котлов типа КВГМ - 100 производительностью 100 Гкал/ч каждый.

Обеспечение производства в электроэнергии от ГПП – 1 и ГПП – 2, установленных на территории ТНХК.

Водоснабжение производственной водой осуществляется насосной станцией 1-го подъема (НС – 1), установленный на берегу реки Томь и насосной станцией 2-го подъема (НС – 2), расположенный на территории ВОС ТНХК. Водоснабжение хозяйственной питьевой водой обеспечивается НСВ – 4, расположенной на территории ВОС ТНХК.

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

---