-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

2

3

4

1

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:

(2.6)

где, a, - концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка в массовых долях (a – низкокипящего компонента, b – высококипящего компонента); Ма, Мb – молярные массы низкокипящего и высококипящего компонентов (Мметанол = 32 кг/моль, Мформ-да = 30 кг/моль).

Метанол - низкокипящий компонент (температура кипения 64,5С);

Формальдегид - высококипящий компонент (температура кипения 98,9С).

,

,

.

Материальный баланс процесса абсорбции

Из заводских данных:

Количество формалина-«сырца» - 19353,15 кг/ч;

Итого процесса абсорбции – 29515,65 кг/ч;

29515,65 – 100%

19353,15 – x

x=65,59% (формалин-«сырец»)

Тогда всего в процессе абсорбции будет:

20427,41 – 65,59%

x – 100%

x=31144,09 кг/ч.

Количество выхлопных газов в расходе (31144,09-20427,41)=10716,68 кг/ч.

Тогда рассчитываем количество азота, водорода, углекислого газа, окиси углерода и воды в выхлопных газах:

10716,68 – 100%

x – 77,27%

x=8280,78 кг/ч (азот);

10716,68 – 100%

x – 16,62%

x=1781,11 кг/ч (водород);

10716,68 – 100%

x – 4,14%

x=443,67 кг/ч (углекислый газ);

10716,68 – 100%

x – 0,68%

x=72,87 кг/ч (окись углерода);

10716,68 – 100%

x – 1,29%

x=138,25 кг/ч (вода).

Производительность формалина-«сырца» берется из процесса ректификации.

Вода на орошение

Из заводских данных:

Количество воды в выхлопных газах – 97,50 кг/ч;

Количество воды в формалине-«сырце» - 8508,90 кг/ч;

Вода на орошение заводская в приходе – 5548,35 кг/ч;

97,50+8508,90=8606,4 кг/ч;

8606,4 – 100%

5548,35 – x

x=64,47% .

Количество воды на орошение в расходе:

138,25+8981,63=9119,88 кг/ч;

9119,88 – 100%

x – 64,47%

x=5879,58 кг/ч;

Контактные газы: (31144,09-5879,58)=25264,51 кг/ч.

Количество формальдегида, метанола, углекислого газа, окиси углерода, водорода и азота в контактном газе рассчитывается:

25264,51 – 100%

x – 23,24%