Проект производства формалина

РЕФЕРАТ
 
Дипломныйпроект состоит из 186 страниц, 36 таблиц, 2 рисунка, 19 источников и 8 листовграфического материала.
Темадипломного проекта: ″Проект производства формалина″.
Цельпроекта: довести мощность одной технической нитки до 126666 тонн/год ивыполнить необходимые расчеты основного оборудования.
Вдипломном проекте произведены: материальный, тепловой, технологический,механический, гидравлический расчеты при изменении производительности на основесуществующих мощностей.
Рассмотренывопросы выбора технологической схемы, безопасности и экологичности проекта,охраны окружающей среды, организации и экономики производства.
Итогдипломной работы: имеющееся оборудование справиться с новой нагрузкой и нетребует замены. С увеличением мощности производства, себестоимость единицы продукцииформалина снизилась, что привело к увеличению прибыльности производства.
 

СОДЕРЖАНИЕ
 
Введение
1. Технико-экономический уровень и обоснование основныхтехнических решений
2. Характеристика производимой продукции
2.1 Характеристикаисходного сырья, материалов и полупродуктов
3. Физико-химические основы технологического процесса
4. Выбор и обоснование технологического процесса
5. Описание технологического процесса и схемы
5.1 Получениеметаноло-воздушной смеси
5.2 Синтез формальдегида
5.3 Получение формалина-″сырца″
5.4 Ректификация формалина-″сырца″
6. Материальный баланс
7. Ежегодные нормы расхода основных видов сырья, материалов иэнергоресурсов
8. Ежегодные нормы образования отходов производства
9. Нормы технологического режима
10. Компоновка оборудования
10.1 Характеристика производственных помещений
11. Безопасность и экологичность проекта производства формалина
11.1 Производственная санитария
11.2 Техника безопасности
12. Охрана окружающей среды
12.1 Охрана атмосферного воздуха
12.2 Очистка сточных вод
12.3 Твердые отходы
13. Защита человека в чрезвычайных ситуациях
13.1 Производственные аварии
13.2 Стихийные бедствия
14. Организация и экономика производства
15. Материальный расчет
15.1 Материальный баланс стадии ректификации
15.2 Материальный баланс стадии абсорбции
15.3 Материальный баланс стадии контактирования испиртоиспарения
16. Тепловой расчет
17. Технологический расчет основного аппарата
17.1 Технологический расчет реактора
17.2 Технологический расчет подконтактного холодильника
18. Гидравлический расчет
19. Механический расчет
19.1 Обоснование конструкции основногоаппарата
19.2 Выбор материала основных элементоваппарата
19.3 Расчет диаметра патрубков
19.4 Расчет толщины стенок обечайки иднища
19.5 Расчет толщины днищаподконтактного холодильника
19.6 Расчет укрепления отверстий
19.7 Расчет крышки аппарата
19.8 Расчет трубной решеткиподконтактного холодильника
19.9 Расчет тепловой изоляции
19.10 Расчет компенсатора подконтактногохолодильника
19.11 Расчет опорных лап
20. Подбор вспомогательного оборудования
Заключение
Список используемойлитературы
Спецификация

ВВЕДЕНИЕ
 
Средимногих сотен тысяч органических соединений, известных в настоящее время,формальдегиду, принадлежит особая роль.
Формальдегид– весьма активное химическое соединение, легко вступающее в реакцию с другимивеществами с образованием большого класса новых соединений, многие из которыхобладают важными свойствами. Благодаря реакционной способности формальдегид засравнительно короткий промежуток времени превратился в один из незаменимыхполупродуктов многотоннажного органического синтеза.
Формальдегидиспользуется в промышленности в качестве сырья для производства синтетическихсмол, пластических масс, новых органических красителей, поверхностно-активныхвеществ, лаков, лекарственных препаратов и взрывчатых веществ. В сельскомхозяйстве для протравления семян, в кожевенной промышленности для дублениякожи, в медицине как антисептическое средство и в животноводстве. Кругприменения формальдегида растет из года в год. В связи с этим растет и егопроизводство.
Внастоящее время основным потребителем формальдегида является промышленностьсинтетических смол: производство фенолформальдегидных, мочевиноформальдегидныхсмол; смол, модифицированных путем обработки формальдегидом; малорастворимыхлаков, покрытий, клеев, слоистых пластиков.
Наибольшеераспространение получил продукт, содержащий 35 – 37 % формальдегида и 6 – 11 % метанола,называемый формалином. Рецептура формалина сформировалась исторически, подвлиянием следующих факторов. Во-первых, метанол и вода сопутствуютформальдегиду на стадии его получения наиболее употребительным методом (метанол– сырье, вода – побочный продукт и абсорбент). Во-вторых, раствор указанногосостава при положительных температурах вполне стабилен к выпадению полимера иможет храниться или транспортироваться в течении неопределенно долгого времени.В – третьих, в виде водно-метанольного раствора формальдегид может применятьсяв большинстве производственных синтезов, а также при непосредственном использовании.и, наконец, в-четвертых, именно формалин получается при окислительной конверсииметанола в присутствии металлических катализаторов на сади абсорбцииконтактного газа; никаких дополнительных операций по приданию продукту товарныхсвойств (концентрирование, очистка и т. д.), как правило, не требуется.
Вгороде Томске на базе Томского нефтехимического комбината существуетдействующее производство формалина («Завод формалина и карбосмол») мощностью120 тысяч тонн в год.
Основнаяцель проекта заключается в определении возможности расширения этогопроизводства на примере установки синтеза формальдегида. Важным моментом являетсяустановление возможности обеспечения новой, повышенной производительности ужедействующим оборудованием. Также необходимо рассмотреть вопросы, касающиесятехнологического контроля, охраны труда и экологии в изменившихся условияхэксплуатации.

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
 
1.1     Обоснованиевыбора метода производства
 
Формальдегидполучают из метанола, диметилового эфира, природного и попутных газов (газакоксохимического производства и нефтепереработки). Промышленно освоенныеспособы получения формальдегида:
1)Каталитическое окисление метанола на металлических катализаторах.
2)Каталитическое окисление метанола на оксидных катализаторах.
3)Окисление природного газа и низших парафинов.
Впервом случае катализатором чаще всего является серебро (можно использоватьзолото или платину), с целью экономии метанола серебро равномерно наносят наинертный носитель, например на пемзу. Сущность метода состоит в парофазномокислении гидрировании метанола кислородом воздуха в адиабатическом реакторе споследующим поглощением продуктов реакции водой. В процессе подается метаноло-воздушнаясмесь состава выше верхнего предела взрываемости (36,4% — объемные доли) и снедостатками кислорода по химическому уравнению окисления метанола вформальдегид, т.к. катализатор – окислительно-дегидрирующийся:
СН3ОН+ ½О2 → СН2О + Н2О + Q (147,4кДж/моль); (1.1)
СН3ОН→ СН2О + Н2 – Q (93,4 кДж/моль); (1.2)
Н2+ ½О2 → Н2О + Q (241,8 кДж/моль). (1.3)
Вместес тем протекают побочные реакции, что снижает выход формальдегида и повышаетрасход метанола. Выход формальдегида достигает 80 – 85%, при степени конверсииметанола 85 – 90%. Так как окислительное дегидрирование проводят при недостаткекислорода, процесс глубокого окисления, не получает значительного развития. Вто же время само дегидрирование, инициируемое кислородом, протекает быстрее,поэтому процент побочных реакций не велик. Этим способом можно получитьформалин двух марок: ФМ – 37% с содержанием метанола до 10% и ФБМ – 50% ссодержанием метанола менее 1%. Транспортировке и хранению подлежит формалинмарки ФМ, т.к. метанол стабилизирует его.
Вовтором способе катализатором является смесь оксидов железа и молибдена.Окисление метанола на оксидных катализаторах протекает по окислительно –восстановительному механизму:
СН3ОН+ 2МоО3 → СН2О + Н2О + Мо2О5(1.4)
Мо2О5+ ½О2 → 2МоО3 (1.5)
Процессосуществляется в избытке воздуха при (350 – 430)оС и обычномдавлении, иначе под действием метанола и формальдегида катализатор быстровосстанавливается. Реакция протекает при соотношении метанола и воздуха нижепредела взрываемости (7 – 8% — объемные доли).
Процессотличается высокой степенью конверсии метанола – 99%, а так же сильнойэкзотермичностью, что заставляет использовать трубчатые реакторы с охлаждением.Этот способ позволяет получать формалин – 37% с содержанием метанола не выше0,5%. Применение технологий с оксидным катализатором заслуживает некоторогопредпочтения, когда требуемая производительность не выше 8 – 10 тыс. т./год. Третий способ. С точки зрения доступности и дешевизны сырья,а также простоты технологии (получение формальдегида прямым окислением природногогаза, состоящим в основном из метанола, кислородом воздуха) заслуживаетпредпочтения перед сравнительно сложными и много ступенчатыми синтезом черезметанол (по схеме):
природныйгаз → синтез газ → метанол → формалин

Однакона практике возникает ряд трудностей, которые связаны с недостаточнойустойчивостью формальдегида в условиях реакции. Окисление метанола происходитпри 600оС, в то же время термическое разложение формальдегиданаблюдается уже при 400оС. Выход формальдегида не превышает 3% приселективности 10 – 25%. Поэтому рассмотренный метод занимает весьма скромноеместо в балансе производства формалина и только в перспективе используетсяновые технологические приемы окисления (с учетом возрастания дефицитностиметанола и сравнительной доступности природного газа).
Поэтомув выборе метода производства формалина заслуживают внимания первые два способа.Рассмотрим их в сравнении и выберем для себя нужный.
Сравнительнаяхарактеристика методов производства формалина в таблице 1.1.
Таблица1.1 – Сравнительная характеристика методов производства формалинаМетод Преимущества Недостатки 1. Окисление на серебряном катализаторе
а) практически нет ограничений по единичной мощности установки
б) простота конструкции реактора
в) низкая метало – и энергоемкость
г) высокая производительность
а) высокий расходный коэффициент по сырью
б) дорогостоящий катали-
затор
в) наличие в формалине метанола до 5 – 10% 2. Окисление на оксидном катализаторе
а) низкий расходный коэффициент по сырью
б) наличие метанола в
формалине не более 0,6 – 1,0% и наличие НСООН не выше 0,02%
а) повышенный расход энергии и воздуха
б) ограничение
единичной мощности установки
в) сложность в эксплуатации и ремонте
г) повышенная металлоемкость

Сравниваяэкономические и производственные затраты, а также объем продукции (намнеобходимо не менее 300 – 380 тыс.т./год) для нужд формалинопотребляющегопроизводства – карбамидных смол (объем – 200 тыс.т./год) выбираем методпроизводства по окислительному дегидрированию метанола на серебряном катализаторе.
1.2 Выбор катализатора и его характеристика
 
ВРоссии на всех промышленных установках по получению формальдегида из метанолаприменяются трегерные серебряные контакты типа серебро на пемзе. Характеристикаэтого катализатора:
Внешнийвид – серые блестящие зерна неправильной формы.
Размерзерен, мм – 2-5.
Массовыйфракционный состав: %
Просевчерез сито 2 2 мм, не более 2,0;
Остатокна сите 5 5 мм, не более 5,0;
Удельнаяповерхность, м2/ч 0,5 – 1,0.
Набольшинстве зарубежных формалиновых производствах используют металлическоесеребро без носителя (сетки, кристаллы, губчатое серебро и т.п.). Поселективности образования формальдегида контактный и трегерный катализаторыявляются практически равноценными. Основные различия трегерных и контактныхкатализаторов относятся к их эксплуатационным характеристикам. К преимуществамтрегерных контактов относится следующее:
1)        устойчивость поотношению к перегревам;
2)        пониженнаятребовательность к чистоте сырья;
3)        меньшаяединовременная загрузка сырья.
Основнымнедостатком этого катализатора является небольшая длительностьмежрегенерационного цикла работы (3 – 4 месяца).
Использованиеконтактного (ненанесенного) серебра имеет следующие достоинства:
1)        исключениекомплекса вопросов, связанных с получением и подготовкой носителя;
2)        «безреагентная»система приготовления катализатора;
3)        практическоеотсутствие потерь серебра за счет истирания и измельчения контакта.
Привыборе той или иной формы серебряного катализатора решающее значение имеюттакие факторы, как накопленный опыт и традиции.
Технологияприготовления трегерного серебра включает в себя основные стадии:
1)        пропитка илиосаждение на поверхности носителя соли, содержащей серебро;
2)        восстановлениекатиона серебра до свободного металлического состояния.
Напрактике содержание серебра в катализаторе СНП составляет около 40%.Катализаторы с меньшим содержанием серебра быстрее теряют активность и требуют«перенанесения».
ФирмаSumitomo взяла патент на использованиетрехслойного контактного катализатора. Два верхних слоя представляют собойкристаллы размером 0,8 – 1,0 мм, нижний слой – серебро в виде тонких нитей.
ФирмаBASE предложила серебряный катализаторразделить на 4 слоя общей высотой 20 – 30 мм, а серебряное кольцо по периметру реактора выполняет функции 5-го слоя. Характерной особенностью являетсяприменение бидисперсных гранул серебра. Так, в нижней части слоя рекомендуетсяразмещать гранулы с размером мене 0,3 мм, количество которых составляет 1/8 от общего количества серебра. Другая часть катализатора в виде гранул размеромдо 1 – 3 мм насыпается поверх мелких частиц. Мольный выход формальдегида равен88%.
Применениедвухслойного катализатора позволяет проводить процесс с конверсией метанола до97,4% при мольной селективности 89 – 90%.
Сравниваязарубежный опыт производства формалина на катализаторах в очень тонком слое, ввиде металлических сит (серебряные сетки) предлагается перейти на аналогичныйвид катализатора.
Характеристикакатализатора из серебра (сита):
проволкаТУ 48 – 1 – 112 – 85;
толщинапроволки, мм – 0,22;
числоячеек на 1 см2 – 225;
стоимостькатализатора – 279384,17 руб.
Переходна серебряный сетки позволит сократить численность рабочих в катализаторномотделении (за счет упрощения приготовления катализатора), а следовательноповысить производительность труда. За счет более длительного срока службы (1 –2 года) катализатора увеличивается эффективный фонд рабочего времени, произойдетнаращивание мощности.
1.3 Обоснование места размещения предприятия
 
Натерритории Томской области сосредоточена богатые природные ресурсы: нефть, газ,лес, редкие металлы, торф и др.
Строительствопроизводства формалина было обусловлено:
— Потребностьюпромышленности в формалине по стране в шести районах Сибири.
— Наличиесырья – производство метанола мощностью 750 тыс.т./год.
— Наличие формалинопотребляющего производства карбамидных смол мощностью 200тыс.т./год.
Обеспечениепотребности действующего производства в паре, горячей воде на отопление,вентиляции и горячего водоснабжения, предусмотрено установкой двух водогрейныхкотлов типа КВГМ — 100 производительностью 100 Гкал/ч каждый.
Обеспечениепроизводства в электроэнергии от ГПП – 1 и ГПП – 2, установленных на территорииТНХК.
Водоснабжениепроизводственной 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 питьевойводой обеспечивается НСВ – 4, расположенной на территории ВОС ТНХК.
1.4     Основныетехнологические решения
 
Получениеформальдегида предусмотрено методом парофазного окисления – дегидрированияметанола кислородом воздуха на пемзосеребрянном катализаторе, в мягкихтемпературных условиях (550 – 600)оС, либо жестком режиме (660 –700)оС с поглощением формальдегида водой и последующим выделениемнепрореагировавшего метанола вакуум – ректификацией. Выделенный метанолвозвращается в процесс. Процесс ведется при давлении 0,76 атм. В жестком режимепредусмотрено разбавление метанола водой в соотношении СН3ОН: Н2ОкА 70:30.
Засчет соотношения реакций окисления и дегидрирования (55%:45%) процесспроводится в реакторе адиобатического типа, что значительно упрощает егоконструкцию и эксплуатацию.
Анализработы действующих производств формалина на пемзосеребрянном катализаторепоказывает, что основным недостатком его является сравнительно небольшой срокслужбы (3 — 4) месяца. Приходится отстаивать технологическую нитку для выгрузкиотработанного катализатора и загрузки свежего. Технологическая остановка натрое суток.
Поэтомупредлагается перейти на кристаллическое серебро – пакет сеток из серебрянойпроволоки, ТУ 48 – 1 – 112 – 85. срок работы такого катализатора (1 — 2) года.Сокращается время технологических остановок: место 3 — 4 в год одна, либо однав два года. А для процесса, оформленного в виде трех параллельных ниток, этозначительное увеличение эффективного времени работы оборудования, а значитнаращивание мощности.

2.ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДИМОЙ ПРОДУКЦИИ
Выпускаемыйготовый продукт — формалин технический.
Предусмотренвыпуск товарного формалина, с массовой долей формальдегида 37 %,соответствующего ГОСТ 1625-89, а также концентрированного формалина, с массовойдолей формальдегида до 50 %, используемого для внутреннего потребления впроизводстве карбосмол.
Формалинявляется водным раствором формальдегида и метанола в воде.
Эмпирическаяформула формальдегида: СН2 О.
Структурнаяформула формальдегида: О
Молярнаямасса 30 кг/моль.
Приохлаждении газообразный формальдегид переходит в жидкость, которая кипит при-19°С, а при -118°С замерзает, превращаясь в твердое кристаллическое вещество.
Какв жидком, так и в газообразном состоянии формальдегид неустойчив и легкополимеризуется, особенно в присутствии влаги. Поэтому формальдегидтранспортируется и хранится либо в растворах, либо в виде полимера.Формальдегид хорошо растворяется в воде и спиртах. В водных растворахформальдегид не сохраняется в мономерной форме, а вступает в химическоевзаимодействие с водой с образованием гидратов (метиленгликолей):
СН2О + Н2 О → СН2 (ОН)2 + Q кДж/кг (2.2)
Приобычных температурах водные растворы формальдегида мутнеют, вследствиевыпадения в осадок продуктов полимеризации — полиоксиметиленгликолей.
Дляпредохранения концентрированных растворов формальдегида от полимеризации к нимдобавляют стабилизаторы. Основным промышленным стабилизатором служит метанол.
Пофизико-химическим показателям технический формалин должен соответствоватьтребованиям и нормам, указанным в таблице 2.1.
Таблица2.1 — Нормы требования технического формалина по физико-химическим показателямНаименование 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
Физическиесвойства технического формалина зависят от содержания в нем формальдегида иметанола и меняются в пределах:
Плотность,кг/м31077 – 1116
Температуракипения, оС 98,9
Удельнаятеплоёмкость, Дж/(кг К) 3352
Вязкость,сП 2,45 — 2,58

2.1 Характеристика исходного сырья, материалов иполупродуктов
Характеристикаисходного сырья, материалов и полупродуктов в таблице 2.2.
Таблица2.2 – 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
 
Химизмпроцесса
Образованиеформальдегида происходит при прохождении метаноло -воздушной смеси через слойкатализатора «серебро на носителе» при температуре в зонеконтактирования:(550 — 600)°С при работе в «мягком» режиме, (660 — 700)°С при работе в «жестком»режиме.
Образованиеформальдегида осуществляется в результате протекания параллельных реакцийпростого и окислительного дегидрирования метанола:
СН3ОН → СН2 О + Н2 — 93,4 кДж/моль (3.1)
СН3ОН + 1/2 О2 → СН2 О + Н2 О + 147,4кДж/моль (3.2)
Нарядус этими реакциями в системе протекает целый комплекс побочных превращений.
СН3ОН + 2/3 О2 → СО2 + 575,1 кДж/моль(3.3)
СН2О + 1/2 О2 → НСООН + 270,4 кДж/моль(3.4)
НСООН+ 1/2 О2 → СО2 + Н2 О + 14,5кДж/моль(3.5)
НСООН→ СО + Н2О — 53,7 кДж/моль(3.6)
СН2О → СО + Н2 + 1,9 кДж/моль (3.7)
2СН2 О + Н2 О → СН3 ОН + НСООН + 122,0кДж/моль(3.8)
Н2+1/2 О2 → Н2 О + 241,8 кДж/моль(3.9)
2СН3 ОН → СН2 (ОСН3 )2 + Н2О + 131,0 кДж/моль(3.10)
СО+ 1/2 О2 → СО2 + 283,0 кДж/моль(3.11)
2СО → 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).
Превращениеметанола в формальдегид происходит в результате контакта молекул спирта скислородом, хемосорбированным на атомах серебра, т.е. активными центрамикатализатора являются поверхностные окислы серебра. Процесс полученияформальдегида в целом сопровождается выделением тепла, за счет которогоподдерживается необходимая температура в зоне контактирования и равновесиереакции дегидрирования смещается вправо.
Побочныереакции снижают выход формальдегида и определяют состав выхлопных газов(абгазов).
 
3.1 Механизм процесса
 
Ключевыепревращения осуществляются на поверхности катализатора. Метанол адсорбируетсяна поверхности окисленного серебра. На поверхности свободного неокисленногосеребра метанол адсорбируется очень слабо, причем с ростом температуры,количество поглощенного продукта уменьшается. Превращение поглощенного продуктауменьшается молекул спирта с кислородом, химсорбированным на атомах серебра,т.е. активными центрами катализатора являются поверхностные окислы серебра. Впроцессе хемосорбции кислорода на атомах серебра на адсорбированный кислород,происходит его диссоциация на атомные ионы (атомарная адсорбция). Выделяют 3типа (области) адсорбции в зависимости от степени окисления серебра. Пристепени окисления до 0,1 — 0,12 см3 О2/м2 Ag, т.е. в пределах покрытияповерхности монослоем кислорода, один атом кислорода связан с двумяповерхностными атомами серебра (Ag2SО):
/> (3.14)

Сувеличением степени окисления до (0,22-0,26) см3 О2/м2Ag преобладает соединение, в котороматом кислорода связан с одним атомом поверхностного серебра (AgSO или Ag2SO2):
/> или /> (3.15)
Придальнейшем окислении возникает структура с большим содержанием кислорода наатом серебра:
 /> (3.16)
Каталитическаяспецифичность серебра обуславливается особым состоянием кислорода на серебре. Вто время как на других металлах при активированной адсорбции кислородаобразуется только атомные ионы О- или О2-, вызывающие сгораниеисходного продукта до углекислого газа, на серебре образуются поверхностныемолекулярные ионы типа О2- или О22-.Поверхностный ион в состав поверхностного оксида Ag2+O2-. Атомные ионы, образующие с серебромактивные центры при адсорбции метанола на них ослабляют или полностью разрываютхимические связи в адсорбированной молекуле. Дальнейшие взаимодействияпротекают между двумя хемосорбированными частицами, находящихся на соседнихактивных центрах или между хемосорбированной частицей и физическиадсорбированной или налетающей из объема молекулой.
3.2 Термодинамика реакций
 
Реакцииокислительного дегидрирования имеют тепловой эффект, зависящий от доли реакцийокисления и особенно дегидрирования. Так как окисление протекает с выделениемтепла, введением тех или иных количеств кислорода, можно широко вальироватьэффект суммарного превращения. Это является одним из преимуществ окислительногодегидрирования – устраняется эндотермичность процесса и необходимость впостоянном подогреве реакционной массы. Практически для получения формальдегидадля поддержания необходимой температуры в зоне контактирования, с учетомвозмещения потерь тепла в окружающую среду. Необходимо, чтобы процесс шел на55% через окисление и на 45% через дегидрирование. Тогда процесс можноосуществлять в реакторе адиабатического типа, не имеющего поверхноститеплообмена. При таком соотношении реакций дегидрирования и окисления исходнаяпаро-воздушная смесь должна содержать около 40% (объемные доли) метанола, чтонаходится за верхним пределом взрываемости метанола в воздухе [36,5%].
Смещенияравновесия реакций окислительного дегидрирования вправо обусловлено связываниемчасти водорода в воду, которая не принимает участия в равновесии реакцийгидрирования – дегидрирования./>
-CH2O  

+0,5О2
 /> (3.17)
Разбавлениеметанола на 10 — 12% водой также смещает равновесие в сторону выходаформальдегида, за счет подавления побочных реакций. Образованию побочныхреакций препятствует недостаток кислорода в процессе, т.к. глубокое окислениене получает значительного развития. Выход формальдегида на пропущенное сырьедостигает 80-85% при степени конверсии метанола 85-90%. При дегидрированииввиду отщепления водорода всегда происходит увеличение объемов газа, поэтомуповышение степени конверсии благоприятствует низкое давление. Поэтому дляпроцессов дегидрирования выбирают давление, близкое к атмосферному, а внекоторых случаях процесс осуществляют в вакууме. В места вакуума можноприменять разбавление реакционной массы водяным паром.
Впроизводстве формалина метанол разбавляют на 10 — 12% водяным паром.
Наличиеводяных паров в реакционной массе ведет к снижению парциальных давленийреагентов и росту равновесной степени конверсии.
3.3 Кинетика реакций
 
Притемпературе 600 — 700°С скорость превращения метанола в формальдегидлимитируется подводом реагентов к поверхности катализатора, т.е. процесспротекает во внедиффузионной области. Кинетическая область протеканияреализуется при температуре ниже 300°С. Признаки превращения метанола вформальдегид наблюдается уже при температуре 200 — 240°С. Выход формальдегидаформальдегида в этих условиях составляет примерно 1% при конверсии метанола 1,5- 2%.
Притемпературе 200°С выход формальдегида 3,6% при конверсии метанола 4,6%. Реакциипротекают в этом случае по окислительному механизму. При температуре 290 — 300°Среакция смещается в переходную область. При 300°С происходит «зажигание»катализатора. Температура самопроизвольно повышается до 600 — 700°С,соответствующей заданному соотношению О2: СН3ОН. Обратномупереходу процесса в кинетическую область способствует снижению температуры до350°С за счет увеличения скорости потока реагентов. В этом случае формальдегидявляется промежуточным продуктом реакции: при времени контакта (5 — 10)*10-3секунд происходит накапливание его, а при дальнейшем времени контактанаблюдается его расходование. Конечный продукт реакции – углекислый газ. При370 — 400°С процесс перемещается в область внешней диффузии. Протеканиепроцесса в диффузионной области обуславливается значительной разностиконцентраций реагентов и продуктов реакции на поверхности серебра и в потоке.Само химическое взаимодействие между молекулами метанола и кислорода происходиточень быстро и разогрев катализатора настолько велик, что он оказываетсядостаточным для поддержания высокой температуры реакции. Конверсия кислородарезко возрастает. На промышленных установках при (600 — 700)°С селективностьдостигает значений 91 — 93%. Объемное содержание водорода в газообразныхпродуктах 18 — 20%. То есть проведение реакции в диффузионной областипреимущественней, т.к. резко возрастает активность и селективностькатализатора, что приводит к значительному повышению производительностикатализатора (на 1,5-2,0 порядка) и исключает необходимость подвода тепла извне для поддержания температуры в реакторе. Максимальная селективностьобразования формальдегида 90% происходит при значении соотношения О2: СН3ОНв пределах 0,68:0,7. При движении горячей реакционной смеси от слоя катализаторапроисходит нарастание количества углекислого газа и водорода с одновременнымуменьшением формальдегида. Для снижения этого процесса необходимо охлаждение реакционнойсмеси поверхностью с температурой не выше 170°С. Это осуществляется вподконтактном холодильнике.
 

4.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
 
Выбортехнологической схемы обусловлен мощностью производства формалина и назначениемготового продукта. Мощность производства составляет 380 тыс. тонн в год 37%формалина. Процесс оформлен в виде трех технологических ниток, единичноймощности 126,6 тыс. тонн в год, каждая. С целью снижения металлоемкости ипринятых технологических решений ряд узлов выполнен общим для трех ниток: узелподготовки сырья, узел очистки годовых выбросов, узел очистки, опорожнения,продувки.
Процессполучения формалина представлен в виде трех параллельных ниток, состоящих изследующих узлов:
— подготовка сырья и получения метаноло-воздушной смеси;
— синтез формальдегида;
— получение формалина — ″сырца″ (абсорбция формалина);
— ректификация формалина — ″сырца″,
иузлов, выполненных общими для трех ниток:
— сбор и переработка некондиционных и дренируемых продуктов,
— факельная установка,
— очистка газовых выбросов,
— теплопункт,
— получение катализатора.
Некоторыезаводы не включают в технологическую схему процесс ректификации, но какпоказывает практика затраты на эту стадию полностью себя оправдывают.Во-первых, исключается возможность получения нестандартного продукта;во-вторых, получается возможность получать как безметанольный продукт, так иформалин высокой концентрации.
Исходяиз рассмотренных стадий получения технического формалина, характеризуем каждуюиз них по технологической схеме цеха производства формалина.

5.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
5.1 Получение метаноло-воздушной смеси
 
Метанолиз емкости поступает через обратные клапаны к I, II, III технологическим ниткамна «метанольные гребенки», где к «свежему» метанолудобавляется «возвратный» метанол с узлов ректификации. Метанол (дляодной технологической нитки) от «метанольной гребенки» предварительноподогревается в 2-х нижних встроенных теплообменниках абсорбционной колонныпоз.К1 до 65°С, и поступает для образования спиртовоздушной смеси вспиртоиспаритель. Чтобы снизить побочные реакции процесса получения формальдегида,метанол в смесителе поз.Х2 смешивается с деминерализованной или надсмольнойводой.
Спиртоиспарительсостоит из испарителя поз.Е2а, выносной греющей камеры — теплообменника поз.Т1и смонтированного под ней отстойника поз.Е2б.
Воздухиз атмосферы, предварительно очищенный от пыли на фильтре поз.Ф1, подаетсявоздуходувками поз.М1/1-3, с давлением (0,5 — 0,8) кгс/см2 итемпературой (30 — 70)°С и расходом (3000 — 11000) м3/ч черезобратный клапан в верхнюю часть выносной греющей камеры поз.Т1. На каждуютехнологическую нитку предусмотрено по три воздуходувки производительностью6000 м3/ч каждая — две в работе, одна в резерве или ремонте.
Метаноло- водяная смесь из смесителя поз.Х2 с температурой (20 — 65)°С и расходом (6 — 14)м3/ч подается в отстойник спиртоиспарителя поз.Е2б, где в коническойчасти отделяются и собираются механические примеси.
Уровеньв испарителе поз.Е2а поддерживается подачей метанола. При уровне метанола виспарителе поз.Е2а 20% воздуходувки поз.М1/1-3 отключаются.
Метанолв спиртоиспарителе подогревается паром давлением 2 кгс/см2, подаваемымиз паросборника поз.Е4 в выносную греющую камеру теплообменника спиртоиспарителяпоз.Т1. Температура метанола в испарителе поз.Е2а поддерживается (52-85)°С в зависимостиот концентрации метанола.
Образованиеметаноло — воздушной смеси происходит в верхней части выносной греющей камерыпоз.Т1, куда через барботер подается воздух от воздуходувок поз.М1/1-3. Затем виспарителе поз.Е2а жидкий метанол отделяется, с помощью каплеотбойника, и метаноло- воздушная смесь поступает в перегреватель поз.Т2.
Метаноло- воздушная смесь в перегревателе поз.Т2 перегревается до (90 — 145)°С паром 6кгс/см2, подаваемым в межтрубное пространство, для предотвращенияконденсации и попадания жидкого метанола на катализатор, который при этомзауглероживается и снижает свою активность. Перегретая метаноло — воздушнаясмесь, пройдя огнепреградитель поз.Х3, заполненный фарфоровыми шариками икольцами Рашига, которые служат для предотвращения попадания открытого огня вспиртоиспаритель, поступает в верхнюю часть контактного аппарата поз.Р1.
5.2 Синтез формальдегида
 
Образованиеформальдегида из метанола происходит в контактном аппарате поз.Р1 припрохождении метаноло — воздушной смеси через слой катализатора при температуре(550 — 600)°С («мягкий режим») или с добавлением воды при температуре(650 — 700)°С («жесткий режим»).
Контактныйаппарат поз.Р1 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, в нижнейчасти которого расположен кожухотрубный теплообменник, в межтрубноепространство которого подается водяной конденсат, а по трубному пространствупроходят реакционные газы. Катализатор укладывается на 2 слоя нержавеющейсетки, (10х10) мм и (1х1) мм, высотой (120-150) мм, а сверху помещаетсяэлектрозапал.
Разогревконтактной массы, при пуске, до температуры (300 — 350)°С, при которойначинается реакция превращения метанола в формальдегид, осуществляетсявключением электрозапала, а дальнейший подъем температуры происходит за счеттепла реакций.
Температурав слое катализатора поддерживается автоматически, подачей пара в греющую камерупоз.Т1 спиртоиспарителя, и сопровождается световой и звуковой сигнализацией притемпературе в слое катализатора 620°С – в «мягком режиме» и 720°С – в«жестком режиме». При достижении температуры в слое катализатора в«мягком режиме» – 650°С, а в «жестком режиме» – 750°Спроисходит автоматическое отключение воздуходувки поз.М1/1-3.
Врезультате реакций, протекающих в слое катализатора, из метаноло -воздушнойсмеси образуются контактные газы, в состав которых входят: формальдегид,водород, углекислый газ, окись углерода, азот, пары воды, непрореагировавшийметанол.
Дляпредотвращения термического разложения образовавшегося формальдегида ипрекращения побочных реакций, контактные газы, выходящие из зоныконтактирования, резко охлаждаются в подконтактном холодильнике до температурыне более 200°С за счет испарения водного конденсата, поступающего изпаросборника поз.Е4 в межтрубное пространство подконтактного теплообменника. Образовавшаясяв подконтактном холодильнике паро-водяная смесь за счет естественной циркуляциипоступает в паросборник поз.Е4, где отделяется пар от конденсата. Давление парав паросборнике поз.Е4 (1,8-2)кгс/см2, поддерживается паромподаваемым в паросборник поз.Е4 из теплопункта от коллектора.
Конденсатиз теплообменника поз.Т1 спиртоиспарителя собирается в конденсатосборникпоз.Е3, откуда насосами поз.Н1/1-2 через обратный клапан подается в паросборникпоз.Е4.
 
5.3 Получение формалина — «сырца»
 
Контактныегазы, охлажденные в подконтактном холодильнике реактора, поступают впоглотительную систему, состоящую из абсорбционной колонны поз.К1, аппарата воздушногоохлаждения поз.Х4, пластинчатых теплообменников поз.Т3, Т4, Т6, Т5 ициркуляционных насосов поз.Н2/1-3, Н3/1-3.
Абсорбционнаяколонна поз.К1 представляет собой вертикальный цилиндрический аппаратпеременного сечения: нижняя кубовая часть диаметром 2800 мм с шестью встроенными теплообменниками, с 24 тарелками (1,7,13, 19 тарелки – глухие, с 21 по24 – колпачковые, остальные – жалюзийно-клапанного типа). В верхней частиколонны для предотвращения уноса капель жидкости предусмотрен каплеотбойник.
Вкубе абсорбционной колонны поз.К1 происходит охлаждение контактных газов, конденсацияпаров воды и метанола, а также хемосорбция водой значительной частиформальдегида. Несконденсировавшиеся пары и газы из куба поднимаются вверх по колонненавстречу орошающей жидкости.
Орошениеабсорбционной колонны осуществляется водой, поступающей на 24 тарелку расходомдо 6 мЗ/ч и охлажденной в теплообменнике поз.Т6 до температуры неболее 25°С. Для оперативного изменения концентрации формальдегида в кубеколонны предусмотрена подача жидкости до 6 м3/ч от насосов поз.Н1/2,3в куб колонны поз.К1.
Уровеньв кубе колонны поз.К1 поддерживается (20-80)% и в зависимости от нагрузки идавления в системе регулируется отбором формалина на питание ректификационнойколонны поз.К2.
Пристабильном режиме узлов синтеза абсорбции возможна работа технологической ниткибез узла ректификации. Остановка узла ректификации производится при массовойдоле метанола (6-8)% и формальдегида (37 — 38)% в кубе абсорбционной колонныпоз.К1.
Дополнительнопри этом осуществляется отвод жидкости с 13-й «глухой» тарелки в емкость.Уровень на 13-й тарелке поддерживается (20 — 80)% и регулируется отборомжидкости с расходом (0,5 — 3)м3/ч от насоса поз.Н3/2,3 в емкость.
Уровеньв кубе колонны поз.К1, в зависимости от нагрузки, давления в системе и массовойдоли метанола, поддерживается (10-80)% и регулируется, отбором формалина встандартизаторы.
Часть тепла, выделяющаяся в кубеколонны, снимается в 4-х верхних встроенных теплообменниках оборотной водой, в2-х нижних – метанолом, поступающим в процесс, а остальная часть тепла снимаетсяциркуляцией формалина через аппарат воздушного охлаждения поз.Х4. Дополнительносъем тепла реакционных газов, теплоты поглощения и конденсации в колонне поз.К1осуществляется охлаждением слабого формалина, выводимого с глухих тарелок, ввыносных пластинчатых теплообменниках по контурам:
/>1 контур-1-я тарелка-насос Н2/2,3-теплообменникТ3-6-я тарелка.
2 контур-7-ятарелка-насос Н3/1,2-теплообменник Т4-12-я тарелка.
3контур-13-я тарелка-насос Н3/2,3-теплообменник Т5-18-я тарелка.
4контур-дем.вода и надсмольная вода-теплообменник Т6-24-я тарелка.
Температурав абсорбционной колонне поз.К1 контролируется следующим образом:
навыходе из куба колонны -не более 70°С,
подпервой тарелкой — не более 80°С,
на9-й тарелке — не более 50°С,
на18 тарелке — не более 30°С,
на24 тарелке — не более 25°С,
вверхуколонны — не более 25°С.
Охлаждениеформалина в теплообменниках поз.Т3, Т4 производится оборотной водой дотемпературы не более 60°С и 30°С соответственно, а в теплообменниках поз.Т5 иТ6 оборотной водой до температуры не более 25°С.
Выхлопныегазы с верха колонны поз.К1 с температурой не более 25°С направляются наустановку термического обезвреживания, проходя через конденсатосборник поз.Х1,где отделяется и самотеком сливается в стандартизатор сконденсировавшаясяжидкость.
Выхлопныегазы, которые не может принять УТО и во время аварийных остановок поступают длясжигания на факельную установку.
Составвыхлопных газов в объемных долях, %:
СО2 — не более 5,
СО- не более 5,
Н2 — 16-26,
О2 — не более 1,2,
СН4 — не более 1,
метанол- не более 7 г/м3,
формальдегид- не более 4 г/м3,
азот- по разности.
Посоставу выхлопных газов можно судить о работе катализатора, о наличии отклоненийот норм технологического режима.
Повышениесодержания суммы углеродосодержащих газов свидетельствует об усилении побочныхреакций. В частности, увеличение объемной доли двуокиси углерода свыше 5%свидетельствует об избытке кислорода в метаноло — воздушной смеси.
Увеличениесодержания окиси углерода в выхлопных газах – результата перегрузки иотравления катализатора.
Объемнаядоля метана более 1% бывает при высокой температуре в нижних слояхкатализатора, где нет уже кислорода, кроме этого содержание метанаувеличивается при отравлении каталитической массы железом или его солями, припопадании асбеста (от прокладки), что сопровождается выделением сажи.
Объемнаядоля водорода ниже 16% указывает на малую конверсию, если температура низка, ина избыток кислорода при повышенной температуре.
Увеличениеобъемной доли водорода в газах (свыше 20%) указывает на повышение степениполезной конверсии и на уменьшение побочных реакций.
Давлениеверха колонны поз.К1 не более 0,34 кгс/см2, в кубе – не более 0,67 кгс/см2.
Приповышении давления выхлопных газов из колонны поз.К1 выше 0,38 кгс/см2открывается электрозадвижка поз.К1-36 «на свечу».
5.4 Ректификация формалина -«сырца»
 
Формалин- «сырец» с массовой долей метанола до 20% и формальдегида не более38% из куба абсорбционной колонны поз.К1 насосами поз.Н2/1-2 подается на ректификацию,где вверху отделяется метанол.
Ректификацияметанольного формалина ведется в колонне поз.К2 под вакуумом. Проведениеректификации под вакуумом позволяет снизить температуру, что предотвращаетповышение кислотности формалина за счет уменьшения протекания реакцииКанницарро:
2СН2О+ Н2О → СН3ОН + НСООН(5.1)
Ректификационнаяколонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 2900 мм, высотой 52000 мм и 70-ю колпачковыми тарелками с радиальным сливом.
Вакуумв ректификационной колонне поз. К2 создается вакуум-насосом поз. Н6/1-2 иподдерживается в кубе (минус 0,2 ÷ минус 0,60) кгс/см2, авверху колонны (минус 0,44 ÷ минус 0,70) кгс/см2.
Обогревколонны поз.К2 осуществляется через кипятильник поз.Т7 паром давлением 2 кгс/см2.Температура формалина в кубе колонны поз. К32 поддерживается (75-95)°С, вверхуколонны поз.К2 – (40-50)°С, в укрепляющей части (60 — 70)°С, в исчерпывающей –(70 — 80)°С.
Формалин- «сырец» из абсорбционной колонны поз.К1 расходом (10-21) м3/ч,некондиционный формалин, подаваемый из стандартизаторов с расходом до 8 м3/чпоступает на 34, 42, 52 тарелки ректификационной колонны.
Парыметанола и формальдегида нагретые внизу колонны поднимаются вверх, а сверху(навстречу парам) подается почти чистый жидкий метанол. При соприкосновенииподнимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсацияформалина из формалина-«сырца» и частичное испарение метанола. Такимобразом, стекающая жидкость обогащается формальдегидом, а поднимающиеся парыобогащаются метанолом, в результате чего выходящие из колонны пары представляютсобой почти чистый метанол. Эти пары поступают в аппараты воздушного охлажденияпоз. Х5/1-2, где охлаждаются до температуры не более 50°С, конденсируются иотделяются в газоотделителе поз.Х6 от жидкости. Жидкий метанол сливается вемкость поз.Е5, а газовая фаза дополнительно охлаждается в теплообменникепоз.Т9 оборотной водой и поступает в газоотделитель поз.Х7. Жидкая фаза послегазоотделителя поз. Х7 сливается в емкость поз.5, а несконденсировавшиеся парыи инертны направляются к вакуум-насосу поз.Н6/1,2.
Выбросыот вакуум-насоса поз.Н6 направляются в верхнюю часть абсорбционной колонныпоз.К1, где отмываются водой от большей части метанола, и вместе с выхлопнымигазами абсорбционной колонны поступают на сжигание.
Метанолиз емкости поз. Е5 с массовой долей формальдегида до 6% и метанола не менее 92% насосом поз.Н5/1,2, с расходом (5 — 15) м3/ч, подается в видефлегмы в колонну поз.К2, а избыток, с расходом до 6,5 м3/ч,направляется в процесс через смеситель поз.Х2 для получения метаноловоздушнойсмеси.
Уровеньв емкости поз.Е5 поддерживается (30-70)% отбором метанола, направляемого всмеситель поз.Х2.
Формалинмассовой долей метанола не более 8% и формальдегида не более 50% забирается изкуба колонны поз.К2, насосом поз.Н6/1-2, охлаждается в холодильнике поз.Т8 дотемпературы (40 — 65)°С и поступает в стандартизаторы.
Уровеньв кубе колонны поз. К2 поддерживается (30 — 70)% отбором формалина встандартизаторы.
Вслучае выхода из строя вакуум-насосов поз. Н6/1,2 ректификацию можно вести непродолжительноевремя под азотным дыханием с давлением 0,3 кгс/см2, но при этомвозрастает кислотность формалина, и температура в кубе колонны поз. К2 будет(95 — 110)°С, а вверху – (60 — 66)°С.
Емкостипоз.Е5 и газоотделители поз.Х7 соединены с «азотным дыханием»давлением 0,3 кгс/см2.

6. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС
 
Материальныйбаланс в таблице 6.1.
Таблица6.1 – Материальный балансПриход Расход Состав кг/ч Массовая доля,% Состав кг/ч Массовая доля,% 1 2 3 4 5 6
Ректификация 1.Формалин-«сырец» 20425 100 1.Формалин-товарный 15833,33 100 в т.ч.: в т.ч.: формальдегид 5880,36 28,79 формальдегид 5858,33 37 метанол 5563,77 27,24 метанол 1108,33 7 вода 8980,87 43,97 вода 8866,66 56 2.метанол-ректификат 4591,67 100 в т.ч.: метанол 4453,92 97 формальдегид 22,96 0,5 вода 114,79 2,5 итого 20425 100 итого 20425 100
Абсорбция 1.Контактные газы, 25302,74 100 1.формалин-сырец, 20425 100  т.ч.: в т.ч.: формальдегид 5880,36 23,24 формальдегид 5880,36 28,79 метанол 5566,60 22 метанол 5563,77 27,24 вода 3228,63 12,76 вода 8980,87 43,97 углекислый газ 807,16 3,19 водород 146,76 0,58 2.Выхлопные газы, 12112,55 100 окись углерода 83,50 0,33  в т.ч.: азот 9589,74 37,9 азот 8461,83 69,86 водород 1480,15 12,22 2.Вода на орошение 7234,81 100 углекислый газ 591,09 4,88 окись углерода 96,90 0,8 вода 1482,58 12,24 итого 32537,55 100 итого 32537,55 100
Контактирование объемная доля, % 1.Смесь воздух- 25302,74 100 1.Контактные газы, 25302,74 100 метанол, в т.ч.: в т.ч.: формальдегид 22,96 0,09 формальдегид 5880,36 23,24 метанол 12862,72 50,84 метанол 5566,60 22 вода 294,39 1,16 вода 3228,63 12,76 азот 8621,55 34,07 углекислый газ 807,16 3,19 кислород 3501,12 13,84 окись углерода 83,50 0,33 водород 146,76 0,58 азот 9589,74 37,9 итого 25302,74 100 итого 25302,74 100
Спиртоиспарение 1.Метанол «свежий», 8417,22 100 1.Смесь воздух- 25302,74 100 в т.ч.: метанол, метанол 8408,80 99,9 в т.ч.: вода 8,42 0,1 формальдегид 22,96 0,09 метанол 12862,72 50,84 2.Метанол-ректиф., 4591,67 100 вода 294,39 1,16 в т.ч.: азот 8621,55 34,07 метанол 4453,92 97 кислород 3501,12 13,84 формальдегид 22,96 0,5 вода 114,79 2,5 объемная доля, % 3.Воздух, 12293,85 100  в т.ч.: кислород 2544,83 20,7 азот 9527,73 77,5 вода 221,29 1,8 итого 25302,74 100 итого 25302,74 100

7.ЕЖЕГОДНЫЕ НОРМЫ РАСХОДА ОСНОВНЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ, МАТЕРИАЛОВ И ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
 
Ежегодныенормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов в таблице 7.1.
Таблица7.1 – Ежегодные нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсовпо производству 37%-го формалинаНаименование сырья, материалов и энергоресурсов По проекту
1. Метанол, кг
2. Вода деминерализованная, м3
3. Катализатор «серебро не пемзе», кг
 - в пересчете на серебро, кг
 - безмозмездные потери, г
4. Вода оборотная, м3
5. Пар давлением 18 кгс/см2 (1,8 МПа), т
6. Воздух технологический 6 кгс/см2, (0,6 МПа), м3
7. Воздух КИП 5 кгс/см2, м3
8.Азот 4 кгс/см2, м3
9. Электороэнергия, кВт/ч
508,41
369,89
18,37
7,35
0,20
43,00
0,43
0,060
4,44
0,44
37,00

8.ЕЖЕГОДНЫЕ НОРМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА
 
Ежегодныенормы образования отходов производства 37%-го формалина в таблице 8.1.
Таблица8.1 – Ежегодные нормы образования отходов производства 37%-го формалина
Наименование
отхода, аппарат
или стадия
образования Характеристика, состав
Направление
использование,
метод очистки
или уничтожения Нормы образования отходов
По проекту
кг/т
1998г.
кг/т 1 2 3 4 5
1. Выхлопные газы после аб-
сорбционной
колонны поз.К1
Состав, об. доля, %:
— водород: 16-26;
— окись углерода: не более 5,0;
— двуокись углерода: не более 1,0;
— кислород: не более 1,2;
— метан: не более 1,0;
— азот: по разности;
— метанол: не более 7,0 г/м3;
— формальдегид: не более 4,0 г/м3 Поступают на установку термического обезвреживания (УТО) 677,50 677,50 2. Факельная установка
Продукты сгорания
абгазов:
— окисид углерода;
— оксиды азота;
— углеводороды Рассеивание в атмосфере
0,2464
0,0369
0,0062
0,160
0,024
0,004 3. Дымовая труба
Продукты термичес-
кого обезврежива-
ния абгазов:
— оксид углерода;
— оксиды азота;
— метанол;
— формальдегид
Рассеивание
в атмосфере
1,266
0,507
-
-
0,0610
0,0052
0,0005
0,0003 4. Сточные воды от производства формалина На очистные сооружения 0,3579 1,085
5. Отработан-
ный катализа-
тор (в персчете
на серебро), г Сдается на завод драгоценных металлов 6,98