Введение 5
1. Теоретическая часть 5
1.1 Промышленные методы получения формальдегида 6
1.1.1 Окислительная конверсия метанола 6
1.2 Анализ технологий получения формальдегида 19
1.3 Физико-химические основы процесса 23
1.3.1 Химическое свойство 23
1.3.1.2 Полимеризация 24
1.3.2 Термодинамика реакций 25
1.3.3 Кинетика и механизм процесса 26
1.4 Патентный поиск 31
2 Технологическая часть 35
2.1 Технические характеристики и анализ качества 35
2.1.1 Спецификация качества 35
2.1.2 Анализ 35
2.2 Характеристика сырья и готовой ПРОДУКЦИИ 37
2.3 Описание технологического процесса 38
2.3.1 Описание технологической схемы 39
3 Расчетная часть 41
3.1 Материальный баланс реакционного узла 41
3.2 Тепловой баланс 42
3.2.1 Тепловой эффект реакции 42
3.2.2 Физическое тепло реагентов 43
3.2.4 Тепловой и энергетический баланс 44
3.3 Расчет кожухотрубчатого холодильника 44
4 Аналитический контроль производства 50
5 Безопасность и экологичность производства 52
5.1 Хранение и транспортировка 53
Заключение 55
Список и используемых источников 57
Производство формальдегида хорошо развивается не только в нашей стране, но и по всему миру. В наши дни формальдегид широко используют в промышленности, но также данный альдегид является токсичным и опасным для здороровья человека.
Формальдегид является основным сырьем для производства химикатов, таких как меламин, карбамидоформальдегид и фенольные смолы. Также формальдегид используют в производстве амидоформальдегидных смол, которые в свою очередь используют в производстве таких материалов как: ДВП, древесные стружечные плиты, карбамидные пластики (например. Стеклоткани), пластмассы, а также других композиционных материалов, клеев, лаков, материалов для шлифования и т. д. Формальдегид применяют в производстве 2-метилбута-1,3-диена, триметилпропана, пентаэритрита, полиацетальных смол, этиола, уротропина, дифенилметанизоцианата (MDI) и несколько других химических веществ [1].
Сегодня существует два основных способа получения формальдегида в промышленных масштабах: окисление-дегидрирование с использованием серебряного катализатора, включающее либо полную, либо неполную конверсию метанола; и прямое окисление метанола в формальдегид с использованием металлооксидных катализаторов (процесс Формокса) [1].
В 2013 году в Российской Федерации было произведено 636,601 тыс.тонн формальдегида.
Цель работы заключается в оптимизации процесса получения формальдегида окислением метанола.
Задачи данной работы:
1) Изучить технологию процесса получения формальдегида из метанола.
2) Провести патентный поиск по применяемым катализаторам процесса.
3) Провести расчет материального и теплового баланса.
4) Провести расчет подконтактного холодильника.
Изучив необходимую информацию по получению формальдегида в промышленности, можно сказать, что данное производство требует огромного внимания, четких соблюдений правил техники безопасности, ответственности.
В основной части работы был рассмотрен химизм процесса окислительной конверсии метанола, подробно рассмотрены механизм, кинетика и термодинамика протекаемых реакций, представлена подробная информация о промышленных методах получения формальдегида, выполнен анализ технологий получения формальдегида, рассмотрены и сопоставлены основные промышленные способы модернизации производства.
В расчетной части выполнены материальный и тепловой балансы, Выполнен технологический расчет теплообменника.
Изучив два основных способа получения формальдегида в промышленных масштабах: окисление-дегидрирование с использованием серебряного катализатора, включающее либо полную, либо неполную конверсию метанола; и прямое окисление метанола в формальдегид с использованием металлооксидных катализаторов (процесс Формокса).
Можно сказать, что в основном на производствах используют окисление-дегидрирование с использованием серебряного катализатора.
После снижения температуры и/или увеличения концентрации водные растворы формальдегида имеют тенденцию к осаждению параформальдегида. С другой стороны, с повышением температуры возрастает и тенденция к образованию муравьиной кислоты. Поэтому необходимо поддерживать соответствующую температуру хранения.
Все нормы и ГОСТы были взяты из технологического регламента производства по получению формальдегида.
Также было сделано два чертежа: основной - технологическая схема производства, второй чертёж - схема подконтактного холодильника.
