Технология получения формальдегида

      3.2.3. Каталитическое окисление дегидрированием метанола на серебряном катализаторе. 

     Технологическая схема производства формальдегида  окислительной конверсией метанола на серебряном катализаторе:

              1 – испаритель; 2 – теплообменник; 3 – реактор; 4 – катализатор; 5 – подконтактный холодильник; 6 – абсорбер; а – воздух; б – метанол; в – вода; г – метанольный формалин; д – абгазы. 

Метанол, содержащий 20 – 25% воды, поступает в испаритель 1, где испаряется в токе воздуха. Паровоздушная смесь перегревается до 110˚С в теплообменнике 2 и подаётся в верхнюю часть реактора 3. При пуске системы слой катализатора в реакторе разогревается до 250 - 300˚С с помощью специальных электроподогревателей, а после «зажигания» слоя температура катализатора поддерживается на заданном уровне за счёт тепла реакции. Пройдя с высокой скоростью через слой катализатора, реакционная смесь охлаждается в под контактном холодильнике 5, выполненном как одно целое с реактором. Далее газообразные продукты реакции поступают в абсорбер 6, где из них извлекаются формальдегид и непрореагировавший метанол. Абсорбер, представляющий собой тарельчатую колонну, разделен на три секции. Нижняя секция орошается формалином, средняя – раствором, содержащим 15 – 20% формальдегида, а верхняя – чистой водой. Из низа абсорбера выходит товарный формалин. В случае необходимости формалин подвергают обезметаноливанию. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА ФОРМАЛЬДЕГИДА 

     Химическое  производство относится к отрасли  промышленности, которая представляет потенциальную опасность профессиональных заболеваний и отравлений работающих. Число отравлений и профессиональных заболеваний, несмотря на рост химизации промышленности, непрерывно снижается; однако отдельные случаи отравлений и профессиональных заболеваний еще имеются, и предупреждение их остается важнейшей задачей гигиены труда.

     Работа  в цехе формальдегида характеризуется следующими опасностями:

     - Газоопасностью. Метанол, формальдегид, природный газ, азотная кислота  могут создать загазованность и служить причиной отравления при вдыхании их паров.

     - Взрыво - и пожароопасностью. Возможно образование взрывоопасных смесей метанола, формальдегида и природного газа с воздухом. Например, в случае снижения концентрации метанола в спиртовоздушной смеси, а также при пропусках метанола, формалина и природного газа через неплотности оборудования и коммуникаций. Азотная кислота в определенных условиях нитрует материалы, повышая их пожароопасность.

     - Возможностью получения химических  ожогов едким натром, азотной кислотой и формалином при попадании их на кожу.

     - Возможностью получения термических  ожогов паровым конденсатом или  при соприкосновении с нагретыми  поверхностями оборудования и  трубопроводов. 

     - Возможностью поражения электрическим  током при соприкосновении с токоведущими частями электрооборудования или при неисправности изоляции электрооборудования и электропроводки.

     - Возможностью получения механических  травм при проведении работ  на высоте, при обслуживании оборудования  и ремонте механизмов.

     Несмотря  на мероприятия, исключающие попадание  вредных веществ в воздух рабочей  зоны, в производстве возможен контакт  обслуживающего персонала с вредными веществами по следующим причинам:

     - при разгерметизации оборудования, трубопроводов, арматуры;

     - при ремонте и чистке аппаратов;

     - при замене контактной массы.

     Учитывая  выше изложенное, в целях предупреждения профессиональных заболеваний и  улучшения условий труда для  работающих, в производстве формальдегида предусмотрены льготы, которыми пользуются работники аналогичных производств:

     1. Согласно "Перечню производств,  профессий и должностей, работы  в которых дают право на  бесплатное получение лечебно-профилактического  питания в связи с особо  вредными условиями труда" 1977 года пункт 141, рабочие и ИТР получают питание по рациону N 2.

     2. Согласно "Списку производств,  цехов, профессий и должностей  с вредными условиями труда,  работа в которых дает право  на дополнительный отпуск и  сокращенный рабочий день", 1976 год, пункт 223, рабочие и ИТР  имеют право на дополнительный отпуск.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ. 

При производстве формальдегида на выходе продукта, образуется метанол, а также выхлопные газы (абгазы), состоящие из углекислого газа, миноксида углерода, водорода, паров муравьиной кислоты и метилаля.

Данные  газы не являются токсичными, таким  образом, абгазы выбрасываются в  атмосферу.

Метанол имеет 4 класс опасности и является высокотоксичным веществом. Следует  не допускать попадания в канализационный  коллектор или источники водоснабжения.

Находясь  в пресной или соленой воде, метанол способен оказывать серьезное  воздействие на водную флору и фауну. Исследования токсического действия метанола на бактерии водоочистных сооружений показали незначительное влияние на его усвоение при уровне 0,1%, в то время как концентрация 0,5% замедляла усвоение. Метанол разлагается на двуокись углерода и воду. То есть метиловый спирт легко разлагается микроорганизмами в воде и почве.

Допускается утилизация путем контролируемого сжигания или безопасного захоронения. По мере возможности метанол подвергается переработке. Значительные его количества пригодны для вторичной перегонки или, в случае загрязнения – для сожжения. Метанол может утилизироваться и на очистных сооружениях. При концентрации, равной 0,1%, он служит питательной средой для бактерий. Однако в случае превышения указанного уровня может быть токсичен для микроорганизмов. Также метанол можно отправлять на производство альтернативного топлива.

В данном случае производства, возможно применение рециклинга. То есть при обезметаноливании формалина, метанол отправляется на начальную ступень синтеза формальдегида.  
 
 
 
 
 
 
 

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Таким образом, в настоящее время известно несколько способов получения формальдегида: каталитическое окисление метанола на металлических катализаторах; каталитическое окисление метанола на оксидных катализаторах; окисление природного газа и низших парафинов.

Достоинствами получения формальдегида каталитическим методом окисления метанола на серебряном катализаторе по отношению к другим способам, являются:

а) простота конструкции реактора

б) низкая метало – и энергоемкость

 в) высокая производительность

     Стадиями  процесса производства формальдегида окислительной конверсией метанола на серебряном катализаторе являются:

     - получения метанола;

       - получение катализатора.

     - синтез формальдегида; 

Сопоставляя достоинства и недостатки методов, предпочтения заслуживает процесс на серебре. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 

1. Огородников С.К. «Формальдегид» – Л: Химия, 1984. – 280 с. 

2. Лебедев Н.Н. «Химия и технология основного и нефтехимического синтеза»: Учебник для вузов. – М: Химия, 1981. – 608 с. 

3. Абалонин  Б. Е. , Кузнецова И. М., Харлампиди  Х. Э. «Основы химического производства».-М.: Химия,-472 с. 
 
 

4. Охрана труда в химической промышленности. Под ред. Г.В. Макарова. М: Химия, 1989. – 476 с. 

5. «Технология катализаторов» И.П.Мухленов, Е.И.Добкина, В.И.Дерюжкина 

6. «Общая  химическая технология и основы промышленной экологии» / В. И. Ксензенко, И. М. Кувшинников, В. С. Скоробогатов и др.; Под ред. В. И. Ксензенко.- 2-е изд., стер.-М.:КолосС, 2003-328 с. 

7. «Основы  технологии органических веществ»  А. Рихе; перевод с нем. Э.  М. Левина Под ред. Д. Д.  Зыкова – М.: ГХН, 1959 

8. Бесков  В. С., Сафронов В. С. «Общая химическая технология и основы промышленной экологии»: Учебник для вузов. – М.: Химия, 1999. 472 с.:ил. 

9. Справочник химика. М.; Л.; Химия, 1965. 

10. Мерсова  Н. А. и др. «Химическая промышленность».  М.: НИИТЭХим 

11. Огородников  С. К., Блажин Ю. М. « Концентрирование водно-метанольных растворов формальдегида». М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1978. 

12. Вредные  вещества в промышленности / Под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной. Л.: Химия, 1976. 

13. Ениколопян  Н. С., Вольфсон С. А. «Химия и технология формальдегида». М.: Химия, 1968. 

14. Лендер  Ю. В. и др. «Производство метанола  и формальдегида». Киев: Технiка, 1972.