Описание технологических схем производства формальдегидных смол

Производство формальдегидных смол из формалина, меламина и карбамида вклю­чает в себя следующие основные участки:

1. Получение высококонцентрированного малометанольного формалина.

2. Синтез смол на его основе.

3. Прием и хранение сырья.

Участки объединены в единую технологическую схему, что позволило органи­зовать экологически безопасный процесс без загрязненных стоков, с минимизацией за­грязненных выбросов в атмосферу, сокращением потребления водных ресурсов за счет использования проливов из поддонов склада метанола, а так же экономии энергетических ресурсов, используя для нагрева реакторов синтеза смол пар, получаемый на установке формалина при снятии тепла реакции конверсии метанола.

Описание производства высококонцентрированного малометанольного

формалина

Получение высококонцентрированного малометанольного формалина основано на методе каталитического окисления метанола в формальдегид с последующей абсорбцией формальдегида водой.

Для окисления метанола принят высокоэффективный и обладающий наибольшей селективностью железомолибденовый катализатор. Предусмотрена трубчатая конструк­ция реактора окисления метанола, которая позволяет производить наиболее эффективный съем тепла реакции, исключая образование зон перегрева в реакторе. В качестве теплоно­сителя используется расплав нитрит-нитратных солей. При этом предусмотрена утилиза­ция тепла реакции за счет получения водяного пара давлением 1,0 МПа. Пар образуется в змеевиках, погруженных в жидкий теплоноситель. В качестве абсорбента формальдегида при производстве формалина предусмотрена обессоленная вода.

Описание технологической схемы. Технологический процесс производства формалина включает следующие

технологические стадии:

- получение спиртогазовой смеси;
окисление метанола;

охлаждение реактора окисления метанола; абсорбция формальдегида с получением формалина;

- охлаждение абгазов;

- каталитическое обезвреживание газовых выбросов.

Все оборудование производства формалина сгруппировано в единую установку, которая располагается в производственном корпусе.

Для обеспечения работы установки предусмотрено оборудование для приготов­ления и хранения обессоленной воды, система водооборота, водоподготовки и установка получения азота.

Получение спиртогазовой смеси

Атмосферный воздух через фильтр поступает на всас турбогазодувки, после чего

смешивается с рецикловыми абсорбционными газами колонн, далее данная смесь сжима­ется до давления 1,3 бар многоступенчатой газодувкой. Абгазовоздушная смесь с кислоро­дом направляется в рекуператор, в котором нагревается до 170... 185°С, и далее подается на стадию смешения с метанолом.

Метанол подается со склада насосом в испаритель, где нагревается и испаряется за счет конденсации насыщенного водяного пара, получаемого при снятии тепла реакции конверсии метанола. Пары метанола направляются на смешение с газовоздушной смесью. Постоянство расхода метанола автоматически поддерживается и постоянно контролиру­ется.

Окисление метанола

Окисление метанола производится в реакторе трубчатой конструкции на железо-молибденовом катализаторе при температуре до 350°С. Тепло реакции отводится без дав­ления с помощью расплава солей, который поддерживается в движении с помощью пере­мешивающей системы. Разогрев расплава солей в период пуска производится с помощью тепло-электронагревателей. Технология синтеза формальдегида на высокоэффективном и обладающим наибольшей селективностью железомолибденовом оксидном катализаторе происходит по химической реакции окисления метанола в формальдегид. Целевая конвер­сия метанола СН₃ОН в формальдегид НСНО находится в пределах от 89 до 91 %. Реак­ция генерирует 38 ккал/моль тепла по следующей стехиометрии (из расчета общей кон­версии 97% и целевой конверсии 90%):

СНзОН + О₂ = НСНО + Н₂О + СО + СНзОН + СНзО СНз 1,0000 +0,5095 = 0,8672 + 0,5783 + 0,0411 + 0,0100 + 0,0129

В представленной схеме реакции помимо основных, так же учитывается образова­ние побочных продуктов: монооксида углерода СО и диметилового эфира СН_ЗОСН_З.

Метанол окисляется до формальдегида и воды по основной реакции и до окиси уг-
                 лерода и воды по побочной реакции.

Реакционные газы из реактора поступают в рекуператор, в котором охлаждаются
                 до 150... 180°С за счет теплообмена со спиртогазовой смесью.

Охлаждение реактора окисления метанола В межтрубное пространство реактора засыпается нитрит-нитратная смесь, во время пуска плавление солей производится с помощью ТЭНов и пара, подаваемого в змеевики.

Во время реакции происходит постоянной перемешивание расплава для улучшения теп­лопередачи. Тепло реакции снимается кипящей деаэрированной водой в змеевиках. Паро-жидкостная смесь под давлением поступает в сепаратор, где пар отделяется и поступает в коллектор. Пар получаемый на установке, идет на испарение метанола, нагрев реакторов смол и на систему нагрева термомасла для системы сушки плит МОР, тепло неиспользо­ванного пара снимается в системе водооборота с помощью градирен, а конденсат полно­стью возвращается в систему.