Ректификация формалина-сырца (стр. 8 из 18)
- перевести регулирование в автоматический режим, поддерживая давление природного газа к горелкам не менее 1200 кгс/м2 и расход не менее 35м3/ч;
- предупредив аппаратчика сжигания, принять абгазы с узла абсорбции на факельную установку, предварительно открыв арматуру до огнепреградителя и одновременно открывая электрозадвижки после огнепреградителя на сжигание и закрывая электрозадвижку на "свечу" (объемная доля кислорода в абгазах не должна превышать 2,0 %).
Необходимо помнить, что во время работы факельной установки должна быть открыта арматура подачи азота, чтобы обеспечить автоматическую подачу его в лабиринтный затвор при разрежении в трубопроводе абгазов, или в трубопровод абгазов при падении давления природного газа.
Перед подачей абгазов с узла абсорбции на УТО согласовать порядок технологических операций с аппаратчиком сжигания.
40. При массовой доле формальдегида в кубе колонны поз. К1 более 25 % подать воду на орошение колонны поз. К1 с расходом (0,5-1,0)м3/ч и постепенно, в зависимости от концентрации формалина в кубе колонны, довести расход воды до регламентного. Подачу формалина из куба колонны поз. К1 на верх колонны поз. К1 прекратить.
41. При повышении уровня в кубе колонны поз. К1 выше (40-60) % начать отбор формалина в ректификационную колонну поз. К2.
42. При появлении уровня в кубе ректификационной колонны поз. К2 (30-40) % подать пар 2 кгс/см2 в испаритель поз. Т7.
43. Включить вентиляторы аппаратов воздушного охлаждения поз. Х34/1-2.
44. Включить в работу вакуум-насос поз. Н7/1-2.
45. Установить температуру формалина в кубе колонны поз. К2 (90-95)оС.
46. При заполнении дистиллятом емкости поз. Е5 на (40-60) % подать флегму на орошение колонны поз. К2 насосом поз. Н6/1-2.
47. Добиться стабильного разрежения и температуры в ректификационнной колонне поз. К2: Вакуум - верх колонны - -(0,39-0,61)кгс/см2;
низ колонны - -(0,22-0,41) кгс/см2;
Температура - верх колонны - (40-50)оС;
низ колонны - (85-95)оС.
48. При массовой доле метанола в дистилляте не менее 90 % подать его в спиртоиспаритель из емкости поз. Е5 насосом поз. Н6/1-2
49. При достижении уровня формалина в кубе колонны поз. К2 (40-60) % насосом Н5/1-2 начать отбор формалина в стандартизаторы.
50. Стандартный формалин из емкостей насосом откачать на склад готовой продукции.
1.13 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Мероприятия, связанные с охраной окружающей среды подразделяются на: - охрану атмосферного воздуха от загрязняющих веществ;
-снижение концентрации загрязняющих веществ в сточных водах производства.
Твердых отходов в производстве формалина нет.
Охрана атмосферного воздуха.
Возможными источниками загрязнения атмосферы являются:
-абсорбционная колонна поз. К1,
-вакуум-насосы поз. Н7 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. Н7/1-2 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.
В катализаторном отделении очистка выхлопных газов вакуум – насосом от окислов азота и паров азотной кислоты осуществляется в скрубберахмокрой очистки, где для орошения используется 10 % раствор щелочи.
Очистка 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 химзагрязненную 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 химзагрязненную канализацию.
Стоки от продувки водогрейных котлов, содержащие соли жесткости (Na2СО3, СаСО3, МgСО3) направляются в ливневую канализацию.
Стоки от смыва полов на складе формалина направляются в химзагрязненную канализацию.
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС
 |  |
Рис. 2.1 Блок – схема материальных потоков: 1 – приготовление метаноло-воздушной смеси; 2 – контактирование; 3 – абсорбция; 4 – ректификация.
G1 – воздух;
G2 – метанол со склада;
G3 – метанол-ректификат;
G4 – спирто-воздушная смесь;
G5 – контактные газы;
G6 – вода на орошение;
G7 – абсорбционные газы;
G8 – формалин-«сырец»: формальдегид – 28,79%, метанол – 27,24%, вода – 43,97%;
G9 – метанол-ректификат: формальдегид – 97%, метанол – 0,5%, вода – 2,5% ;
G10 – формалин товарный: формальдегид – 37%, метанол – 7%, вода – 56%.
РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ВСЕГО ПРОЦЕССА
Материальный баланс процесса ректификации
Исходные данные
Годовая производительность одной технологической нитки производства - 126666,6 тонн в год или 15833,33 кг/ч, годовой фонд рабочего времени – 8000 ч. Формалин товарный в расходе – 15833,33 кг/ч.
С учетом заводских данных (массовых долей) рассчитываем количество формальдегида, метанола и воды в формалине товарном в приходе:
15833,33*0,37=5858,33 кг/ч (формальдегид);
15833,33*0,07=1108,33 кг/ч (метанол);
15833,33*0,56=8866,66 кг/ч (вода).
Рассчитываем количество формальдегида, метанола и воды в формалине-«сырце» в приходе, зная заводские данные:
Производительность формальдегида в формалине-«сырце» - 5571,75 кг/ч;
Производительность формальдегида в формалине товарном - 5550,00 кг/ч;
5571,75 – 100%
5550,00 - x
x=99,6% (заводская масс. доля формальдегида).
Аналогично рассчитываем для метанола и воды:
5272,50 – 100%
1050,00 – x
x=19,92% (метанол);
8508,90 – 100%
8400,00 – x
x=98,72% (вода).
5858,33 – 99,6%
x – 100%
x=5881,86 кг/ч (производительность формальдегида в формалине-«сырце»);
1108,33 – 19,92%
x – 100%
x=5563,92 кг/ч (производительность метанола в формалине-«сырце»);
8866,66 – 98,72%
x – 100%
x=8981,63 кг/ч (производительность воды в формалине-«сырце»).
Формалин-«сырец» (5881,86 + 5563,92 + 8981,63) = 20427,41 кг/ч.
Производительность формальдегида в метаноле ректификате:
5881,86 - 5858,33 = 23,53 кг/ч.
Производительность метанола в метаноле ректификате:
5563,92 - 1108,33 = 4455,59 кг/ч.
Производительность воды в метаноле ректификате:
8981,63 - 8866,66 = 114,96 кг/ч.
Метанол ректификат (23,53 + 4455,59 + 114,96) = 4594,08 кг/ч.
Материальный баланс стадии ректификации в таблице 9.
Таблица 9 – Материальный баланс стадии ректификации
| Приход | Расход | ||||
| Состав | кг/ч | Массовая доля, % | Состав | кг/ч | Массовая доля,% |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| [G8] 1. Формалин- «сырец» в т.ч.: -формальдегид -метанол -вода | 20427,41 5881,86 5563,92 8981,63 | 100 28,79 27,24 43,97 | [G10] 1. Формалин – товарный в т.ч.: -формальдегид -метанол -вода [G9] 2. Метанол – ректификат в т.ч.: -метанол -формальдегид -вода | 15833,33 5858,33 1108,33 8866,66 4594,08 4455,59 23,53 114,96 | 100 37 7 56 100 97 0,5 2,5 |
| Итого: | 20427,41 | 100 | Итого: | 20427,41 | 100 |
Обозначим массовый расход формалина – «сырца» - G8, массовый расход товарного формалина – G10, массовый расход метанола – ректификата - G9.
Материальный баланс:
GF = Gp + Gw (2.1)
GF = G8; Gp = G9; Gw = G10 (2.2)
G8xF = G9xp + G10xw (2.3)
где, GF, Gp, Gw – массовые расходы: питания, дистиллята и кубового остатка, соответственно.
xF, xp, xw – содержание формальдегида в питании, дистилляте и кубовом остатке соответственно, %.
Решим систему уравнений
(2.4) 
G9=P=4594,97=1,28 кг/с;
G10=W=15833,33 кг/ч=4,39 кг/с.
Товарный формалин: содержание воды - 56% , формальдегида 37% и метанола 7%.
Для дальнейших расчетов необходимо концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка выразить в мольных долях по формуле: