Производство формальдегида

 

 

Из данных теплового баланса контактного аппарата видно, что приход теплоты в аппарат определяется теплотой, выделяющейся за счет химических реакций 89,9 %. Отсюда следует, что температура подогрева спиртовздушной смеси зависит от молярного соотношения кислорода и метанола на входе в систему. Если в результате теплового расчета будет получено значение температуры ниже минимально допустимого, то необходимо уменьшить молярное соотношение кислорода и метанола, что повлечет за собой уменьшение доли метанола, расходуемого по электрическим реакциям окисления ( реакции 2 и 3 ), и повышение температуры подогрева спиртовоздушной смеси [4].

 

 

2.6 Расчет реактора

 

Объемный расход спиртовоздушной смеси

Vвх=420,275∙22,4=94114 м3/ч.

При объемной скорости Vоб=25000 ч-1 необходимый объем катализатора равен

Vк =Vвх/Vоб=9414/25000=0,377 м3

В принятом стандартном аппарате объем катализатора Vк¢=0.4 м3, следовательно, запас производительности по катализатору составляет

(0,400-0,377) ∙ 100/0,377=6 %.

Высота слоя катализатора в аппарате

Hк=Vк/S=0,4/(0,785∙2,02)=0,127 м.

Объемный расход контактного газа при температуре Т=680+273=953 К и давлении р=0,22 МПа

Vвых=(493,893∙22,4/3600)∙(953∙101325/273∙0,22∙106)=4,94 м3/с.

Линейная скорость газа в сечении контактного аппарата

w=Vвых/S=4,94/(0,785∙2,02)=1,273 м/с.

Что соответствует оптимальному технологическому режиму [4].

 

 

3 Экологическая часть

 

Формальдегид − раздражающий газ, обладающий общей ядовитостью. Он оказывает общетоксическое действие. Вызывает поражение легких, печени, почек, органов зрения. Возможно кожно-резорбтивное действие. Формальдегид обладает аллергенным, мутагенным, сенсибилизирующим, канцерогенным действием.

Предполагается, что основным путем поступления формальдегида в организм является ингаляционный. Курение − дополнительный источник. Поступление с водой − пренебрежимо мало. Опасен при попадании на кожу, слизистые, при вдыхании.

Формальдегид официально назван канцерогеном. Основной путь поступления формальдегида в организм − ингаляционный.

Формальдегид широко применяется в производстве: в медицинской, химической и лесной промышленности, и без него многие предприятия просто бы остановились, со всеми вытекающими последствиями [3].

Применяют формальдегид при изготовлении пластмасс, а основная часть формальдегида идет на изготовление ДСП и других древесностружечных материалов. В них феноло-формальдегидная смола составляет 6-18 % от массы стружек. Такой состав значительно удешевляет такую мебель, и делает ее более доступной для каждого.

А в нагрузку к мебели, сделанной из таких материалов, мы получаем довольно приличную «бочку» с феноло-формальдегидной смолой, которая постоянно выделяет этот самый газ − формальдегид.

В большинстве квартир уровень формальдегида достаточно велик. С учетом того, что ПДК формальдегида очень низок 0,5 мг/м3, этот фактор не может не беспокоить. Только мебель для кухни или ванной потенциально может серьезно поднять уровень формальдегида в жилом помещении до 0,001 мг/м3 и выше, особенно, когда она новая.

Выделение формальдегида, а значит и его концентрация в помещении, зависит от температуры воздуха, и максимальна она, при теплых, влажных условиях, особенно в закрытых непроветриваемых помещениях.

Симптомы хронического отравления формальдегидом − бледность, упадок сил, бессознательное состояние, депрессия, затрудненное дыхание, головная боль, не редко судороги по ночам.

При вдыхании больших концентраций формальдегида может наступить внезапная смерть в результате отека и спазма голосовой щели [5].

 

3.1 Образование газовых  выбросов, сточных вод и твердых  отходов

 

3.1.1 Образование газовых  выбросов

Возможными источниками загрязнения атмосферы являются:

- абсорбционная колонна  поз.К1,

- вакуум-насосы поз.Н6 процесса  ректификации,

- сальники насосов,

- воздушки от аппаратов,

- факельная установка,

- дымовая труба УТО,

- парк емкостей формалина  и наливная эстакада,

- аппараты катализаторного  отделения.

Выбросы формальдегида и метанола на производстве сведены до минимума.

Абсорбционные газы с верха колонны поз.К1 при стабильном ведении процесса получения формалина подаются на установку термического обезвреживания в водогрейные котлы КВГМ-10-150, где сгорают с выделением тепла.

Избыток выхлопных газов с узла абсорбции при работе и при аварии сжигается на факельной установке.

При остановке УТО в течение продолжительного времени возможно сжигание абсорбционных газов на факеле.

При пуске в атмосферу выбрасывается воздух с парами метанола. При остановке технологической нитки абгазы выбрасываются в атмосферу в течение 0,5 часа.

Инертные газы, содержащие метанол и формальдегид, от вакуум-насосов поз.Н6/1-2 направляются в верхнюю часть колонны поз.К1 и далее на сжигание.

Загрязнение воздуха от сальников насосов уменьшается ввиду использования герметичных насосов и насосов с двойным торцевым уплотнением.

Ко всем аппаратам с метанолом и формалином подведено "азотное дыхание", которое объединяются в общий коллектор и направляется на сжигание.

На складе формалина выбросы от "дыхания" емкостей, при приеме и перекачивании формалина, и выбросы с наливной эстакады при заполнении железнодорожных цистерн очищаются частично в ловушках. Выбросы в атмосферу в таблице 6 [5].

                 Таблица 6 - Выбросы в атмосферу

Аппарат, диаметр и высота выброса	Количество источников выбросов		Суммарный объем от- ходящих газов, м3/ч		Периодичность, ч/сутки		Характеристика выбросов
							Температура, °С		Состав выброса	Допустимое количество Нормируемых компонентов, кг/ч
1.Колонна абсорбци- онная поз.К1 Н-14 м, d-4 м	3		6660,0		6 ч/год		21		Формальдегид-4 г/м3 метанол – 7,0 г/м3, окись углерода – 50 г/м3	0,012 0,0082   0,0145
2.Факел поз.Ф1 Н-23,5 м, d-0,5 м		1		20000,0		24		20		Окись углерода -0,561 г/м3, оксиды азота - 0,084 г/м3, метан – 0,014 г/м3	11,232   1,6848 0,2808

 

3.1.2 Образование сточных вод

Сточные воды от производства формалина, образующиеся при опорожнении промывке насосов, перед ремонтом собираются в подземную емкость и по мере заполнения передавливаются азотом в стандартизатор и далее в процесс.

Сточные воды от смыва полов через приямок у II технологической нитки направляются в химически загрязненную канализацию.

Ливневые стоки с отметок наружной установки через приямки технологических ниток направляются в ливневую канализацию.

Стоки от катализаторного отделения после предварительной нейтрализации растворенной азотной кислоты через подземную емкость направляются в химически загрязненную канализацию.

Стоки от продувки водогрейных котлов, содержащие соли жесткости (Na2CO3, СaCO3, МgCO3) направляются в ливневую канализацию.

Стоки от смыва полов на складе формалина направляются в химически загрязненную канализацию. Сточные воды приведены в таблице 7 [6].

Таблица 7 –Сточные воды

Наименова- ние стока	Куда сбра- сывается	Количес- тво стоков, м3/сутки	Перио- дичность стоков	Состав сбросов, мг/м	Допустимое количество сбрасывае- мых вредных веществ, кг/сутки
1.Сточные воды от промывки насосов	В емкость	0,5	Перио- дически 1 раз в 3 дня	Формальдегид-2000 метанол - 2000	ДВП, мг/л формальде- гид 1,0, метанол-12,5
2.Сточные воды от смыва полов и ливневые стоки	В химзаг- рязненную канализа- цию	не более 20 м3, на операцию	Перио- дически 2 раза в сутки	Формальдегид-1860 метанол-1550	Формальде- гид-1,0, метанол-12,5

 

3.1.3 Образование твердых  отходов

Образующиеся  производстве формальдегида твердые отходы представлены в таблице 8 [6].

Таблица 8 - Твердые отходы

Наименова- ние отхода	Куда скла- дируется	Коли- чество отходов кг/сутки	Периодичность образования	Характеристика отхода
				Химический состав	Физические показатели
1.Отработан- ный катали- затор «сере- бро на пемзе»	Сдается на завод реге- нерации драгоцен- ных метал- лов	7,40	При перегрузках катализатора в реакторах 3 раза в год	Металличес- кое серебро, нанесенное на гранулы пемзы, заг- рязненное сажей (мас- совая доля до 40 %)
2.Пемза раз- мером зерен менее 2 мм	Сдается как строи- тельные отходы на полигон ТБО	0,192	При просеивании гранулированной пемзы перед про- цессом наработки катализатора	SiO2 до 74 %, AlO+FeO+TiO до 24 %, Mg н/б 3 %, CaO н/б 5 %	Твердое ве- щество петем- закусковая или грану- лированная

 

3.1.4 Токсические вещества, образующиеся в производстве  формальдегида

Токсические вещества, которые образуются в процессе производства формальдегида, представлены в таблице 9 [6].

Таблица 9 – Токсические вещества

Наименование сырья, полупродуктов, готовой продукции, отходов производства	Класс опас-ности ГОСТ 12.1.007 -76	Характеристика токсичности (воздействие на человека)	ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений ГОСТ 12.1.005-88
1	2	3	4
Метанол	3	Яд нервного и сосудистого действия с резко выраженным коммуля-тивным действием	5мг/м3
Формалин (по формальдегиду)	2	Токсичен. Раздражает слизистые обо-лочки, вызывает дерматит.	0,5 мг/м3 по формальдегиду
Едкий натр	2	При попадании на кожу вызывает ожоги	0,5 мг/м3аэрозоль
Надсмольная вода	-	Токсичность определяется содержанием в ней метанола и формальдегида
Азотная кислота	3	При попадании на кожу вызывает химические ожоги	5мг/м3
Азотнокислое серебро		Действует прижигающе на кожу и слизистые оболочки. Вызывает воспалительные заболевания кожи. При многолетней работе серебро накапливается в организме
Оксиды азота	3	Раздражают дыхательные пути, вызывают удушье, коньюктивиты и поражают роговицы глаз.	5мг/м3
Выхлопные газы (абгазы)	3	Токсичность определяется содержанием формальдегида и метанола	29мг/м3
Природный газ (по метану)	3	Оказывает наркотическое действие	300мг/м3