Download miễn phí Thiết kế phân xưởng sản xuất Formaldehyde
Mở đầu 4
Phần I : Tổng quan lý thuyết 5
Chương I : Giới thiệu chung về nguyên liệu của quá trỡnh sản xuất formalin . 5
I/ Giới thiệu chung : 5
II/ Tớnh chất vật lý : 5
III/ Tớnh chất húa học : 7
1. Phản ứng hydro hoỏ : 7
2. Phản ứng tỏch H2O : 7
3. Phản ứng oxy húa : 7
4. Phản ứng dehydro húa : 7
IV/ Chỉ tiêu nguyên liệu metanol để sản xuất formalin trên xúc tác Bạc. 8
1. Nước : 8
2. Metanol kỹ thuật : 8
3. Khụng khớ : 8
V. Một số ứng dụng của Metanol : 9
1. Sử dụng làm nguyờn liệu cho tổng hợp húa học : 9
2. Sử dụng trong lĩnh vực năng lượng : 10
3. Cỏc ứng dụng khỏc: 10
Chương II: Tính chất và ứng dụng của sản phẩm formaldehyde 11
I/ Tớnh chất vật lý: 11
II/ Tớnh chất húa học : 15
1/ Phản ứng phõn huỷ : 15
2/ Phản ứng oxy hoỏ khử : 15
3. Phản ứng giữa cỏc phõn tử formaldehyde: 16
4. Phản ứng cannizzaro : 16
5. Phản ứng tischenko : 16
6. Phản ứng polyme húa : 16
III/ Chỉ tiêu formalin thương phẩm : 17
IV/ Ứng dụng của sản phẩm formaldehyde : 17
Chương III: Các phương pháp sản xuất formalin 19
I/ Quỏ trỡnh sản xuất formaldehyde sử dụng xỳc tỏc bạc : 19
1. Cụng nghệ chuyển húa hoàn toàn metanol (cụng nghệ BASF) . 21
2. Công nghệ chuyển hóa không hoàn toàn và chưng thu hồi metanol . 24
II/ Cụng nghệ sản xuất formalinhyde sử dụng xỳc tỏc oxit: 26
1. Công nghệ đặc trưng của quá trỡnh sản xuất formalin trên cơ sở xúc tác oxit kim loại là công nghệ dựa trên phương pháp formox . 28
2. Sơ đồ công nghệ sản xuất formalin của Viện nghiên cứu xúc tác 30
Chương IV: So sánh về mặt kinh tế của các quá trỡnh sản xuất formaldehyde và lựa chọn sơ đồ công nghệ . 31
I/ So sỏnh cỏc quỏ trỡnh : 31
II/ Lựa chọn sơ đồ công nghệ : 33
Chương V: Các phương sản xuất formalin khác 35
I. Quỏ trỡnh sản xuất formaldehyde bằng cỏch oxy húa metan: 35
II/ Oxy húa etylen : 36
III/ Thuỷ phõn clorua metylen : 36
Chương vi : công nghệ sản xuất formaldehyde, dùng xúc tác Bạc (quá trỡnh basf). 37
I. Sơ đồ công nghệ : 37
II. thuyết minh dõy chuyền sản xuất 39
III. Một số đặc trưng về quá trỡnh của sản xuất formaldehyde dựng xỳc tỏc Bạc : 39
1. Cỏc phản ứng : 39
2. Cơ chế của quá trỡnh : 41
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến qúa trỡnh : 42
4. Thiết bị phản ứng chớnh : 43
Phần II : Tớnh toỏn cụng nghệ 46
I. Cỏc số liệu : 46
1. Số liệu chất tham gia phản ứng : 46
2. Thành phần khớ thải 46
3. Tổn thất : 1,2% . 46
4. Phản ứng húa học xảy ra trong thiết bị phản ứng : 46
5. Thành phần của sản phẩm : 46
6. Hệ số chuyển húa metanol thành sản phẩm : 47
II. Tớnh cõn bằng vật chất : 47
1. Tính cho toàn phân xưởng : 53
2. Cân bằng vật chất cho thiết bị bay hơi metanol 54
3: Cõn bằng vật chất cho thiết bị phản ứng chớnh: 54
4. Tớnh cõn bằng vật chất cho thỏp hấp thụ : 55
5. Cân bằng vật chất cho thiết bị đun nóng khí : 57
III. Tính toán công bằng nhiệt lượng. 57
III.1. Thiết bị đun nóng không khí 57
III.2 . Thiết bị bay hơi methanol. 59
III.3 . Thiết bị dun núng quỏ nhiệt khối phản ứng lần 1. 62
III.4. Thiết bị đun nóng khối phản ứng quỏ nhiệt lần 2 63
III.5: Thiết bị điều chế CH2O 64
IV/ Tớnh toỏn thiết bị phản ứng : 70
1. Tớnh phần thiết bị làm lạnh nhanh hỗn hợp khớ sau khi phản ứng. 70
2. Tính đường kính, thể tích lớp xúc tác, chiều cao lớp xúc tác phần phản ứng : 72
3. Tính đường kính ống dẫn nguyên liệu vào thiết bị : 75
4. Tính đường kính ống dẫn sản phẩm ra khỏi thiết bị : 75
5. Tính đáy của thiết bị : 78
6. Tớnh nắp của thiết bị : 78
7. Chiều dày của thõn thiết bị : 79
Phần III: tồn chứa và vận chuyển formalin 83
Phần IV : biện pháp bảo vệ môi trường 84
Phần V: Thiết kế xõy dựng 85
I. Đặc điểm sản phẩm của nhà máy: 85
II. Địa điểm xây dựng: 85
1. Cỏc yờu cầu chung: 85
2. Cỏc yờu cầu về kỹ thuật xõy dựng: 86
3. Các yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp: 86
III. Giải phỏp thiết kế tổng mặt bằng nhà mỏy: 87
1. Nguyờn tắc thiết kế tổng mặt bằng nhà mỏy: 87
2. Cỏc hạng mục cụng trỡnh: 88
Kết luận 91
Tài liệu tham khảo 92
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2015-09-09-thiet_ke_phan_xuong_san_xuat_formaldehyde.TlaXK7scHF.swf /tai-lieu/thiet-ke-phan-xuong-san-xuat-formaldehyde-85370/ Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn. Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
và phụ thuộc vào hoạt tính độ chọn lọc, phụ thuộc vào độ liên kết của xúc tác, sau đó là ảnh hưởng của tốc độ trao đổi nhiệt và tốc độ đầu vào hiệu suất của quá trình là 88 ¸ 91% mol .
Đặc trưng của công nghệ này là việc ở nhiệt độ thấp 340oC thiết bị làm việc đẳng nhiệt, hàm lượng metanol thấp, thừa không khí, thiết bị phản ứng có đường kính ngoài thường là 2,5m. chứa ống có chiều dài 1 ¸ 1,5mm, dầu truyền nhiệt có nhiệt độ sôi cao tuần hoàn bên ngoài mà các ống phản ứng và lấy nhiệt phảm ứng từ xúc tác trong ống .
2. Sơ đồ công nghệ sản xuất formalin của Viện nghiên cứu xúc tác
1. Thiết bị phản ứng. 5. Trao đổi nhiệt bốc hơi và đun
2. Bơm tuần hoàn dầu tải nhiệt nóng hỗn hợp Metanol không khí
3. Nồi hơi tận dụng nhiệt 6. Thiết bị lọc .
4. Thiết bị trao đổi nhiệt đun nóng 7. Tháp hấp thụ
không khí . 8. Quạt thổi không khí .
9. Lò đốt xử lý khí thải .
Novoxibiec .
* Nhược điểm của dây chuyền này là tại tháp hấp thụ, sản phẩm không có sự hồi lưu và lấy nhiệt sản phẩm do đó để tăng sự tiếp xúc pha và hạ nhiệt độ của sản phẩm cần tăng chiều cao tháp và sử dụng một lượng lớn. Điều này làm tăng chi phí cho khâu hấp thụ sản phẩm.
Nhược điểm thứ 2 là thu được sản phẩm có nồng độ không cao .
* Ưu : Không có metanol trong sản xuất, ít axit (0,02%), thời gian lưu của xúc tác lâu trong điều kiện có truyền nhiệt cũng như đoạn nhiệt, nhiệt độ làm việc của tháp khoảng 275 ¸ 290oC .
CHƯƠNG IV: SO SÁNH VỀ MẶT KINH TẾ CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT FORMALDEHYDE VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ .
I/ SO SÁNH CÁC QUÁ TRÌNH :
Các chi phí để đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuất formaldehyde có năng suất khác nhau đã được nghiên cứu và so sánh từ các quá trình cơ bản khác nhau. Các quá trình này có nguồn nguyên liệu đầu vào là giống nhau. Để tính toán chi phí cho các quá trình thì ta cần tính toán chi tiết và chỉ ra vốn thích hợp để đầu tư, chi phí cho các quá trình sửa chữa thiết bị, số người điều hành công việc và chi phí trả lương cho công nhân, cũng như quá trình biến đổi giá cả trên thị trường. Tuy nhiên hiệu quả về kinh tế cuối cùng của nhà máy phụ thuộc trước tiên không phải là vào công nghệ mà là chi phí cho nguyên liệu Metanol. Lợi nhuận thu được từ Formaldehyde phụ thuộc vào giá cả của vật liệu thô, mà theo tính toán đã chiếm lớn hơn 80% tổng chi phí cho quá trình sản xuất.
Điều đặc trưng của quá trình BASF là sản xuất dung dịch formaldehyde 50% có sử dụng hệ thống mà trong đó nhiệt từ thiết bị hấp thụ được vận chuyển và sử dụng cho thiết bị làm bay hơi metanol và nước.
Sơ đồ hoạt động và quá trình khởi động rất đơn giản, có thể khởi động là việc trở lại nhanh chóng sau khi ngưng nghỉ, hay sau khi có sự cố xảy ra. Quá trình BASF có một vài điểm thuận lợi khác, formaldehyde được nhận từ quá trình cho metanol đi một lần qua lớp xúc tác bạc. Nếu cần dung dịch formaldehyde có nồng độ thấp thì ta có thể sử dụng dung dịch metanol thô để thay thế cho metanol tinh khiết (như đã trình bày trong phần công nghệ BASF). Việc khử axit bằng trao đổi Ion chưa thật thuận tiện. Khí thải không gây ra một vẫn đề nào bởi vì nó được sử dụng làm nhiên liệu trong nhà máy điện, để tạo ra hơi nước... xúc tác cần thay đổi trong khoảng 8 ¸ 12 giờ để đem đi tái sinh hoàn toàn mà hoạt tính chỉ thay đổi rất ít.
Sơ đồ làm việc BASF có thể tích khí nhỏ, bề mặt tiếp xúc thấp, do đó vốn đầu tư cho quá trình này là thấp nhất trong ba quá trình trên .
So sánh các nhân tố kinh tế trong quá trình sản xuất formaldehyde
Nhà máy
Nguyên liệu
Quá trình chuyển hoá hoàn toàn (quá trình BASF)
Quá trình chuyển hoá không hoàn toàn và chương trình thu hồi metanol
Quá
trình
Formox
Metanol : t/t
Nước : t/t
Mất mát xúc tác : g/t
Lượng xúc tác
Tái sinh : kg/mẻ
Tiêu hao năng lượng
Điện năng : KWh/t
Nước làm lạnh
(15oC) : m3/t
Nước quá nhiệt : t/t
Hơi nước : t/t
Hơi nước cho quá trình nhận được từ quá trình : t/t
Từ khí thải :
Chi phí
Chi phí cho quá trình
Sản xuất : $/t
Tổng vốn đầu tư : 106 $
1,215
1,38
0,07
170
111
41
3,0
1,7
1,3
174,5
3,3
1,176
0,32
0,05
200
74
148
1,5
2,2
1,5
211,6
3,7
1,162
1,96
135
230
26
1,85
183,9
4,0
Còn đối với quá trình chuyển hóa không hoàn toàn và chưng thu hồi metanol, quá trình này có sử dụng thiết bị chưng cất cuối cùng để chung thu hồi metanol và formaldehyde. Theo bảng thống kê cho thấy quá trình này có sử dụng nhiều hơi nước và nước làm lạnh hơn so với qúa trình BASF. Một số đặc trưng của quá trình chuyển hóa không hoàn toàn là có một lượng lớn hơi nước được đưa vào trực tiếp trong nguyên liệu ban đầu và nhiệt độ của phản ứng thấp hơn so với quá trình BASF, điều này cho ta một lượng lớn khí hydro trong khí thải và nhiệt lượng từ thành phần khí thải này tỏa ra cỡ 2140 kj/m3. Mặt khác hệ thống lọc trao đổi Ion cũng làm tăng chi phí của quá trình .
Quá trình formox sử dụng lượng không khí dư trong hỗn hợp với metanol cung cấp vào và yêu cầu ít nhất 13 mol không khí trên một mol metanol nên hỗn hợp sử dụng cho quá trình chuyển hóa bằng xúc tác là hỗn hợp rất dễ cháy. Với việc tái sử dụng lượng khí thải người ta có thể điều chỉnh được thể tích của khí phản ứng làm cho thời gian tiếp xúc với xúc tác lớn hơn 3 - 3,5 lần so với quá trình xúc tác bạc. Mặt khác điều này làm cho quá trình điều tiết dòng chảy của khí dễ dàng hơn. Tuy nhiên quá trình này không thuận lợi ở chỗ là khí thải của quá trình không thể đốt cháy được điều này gây ảnh hưởng đến môi trường, cho nên phải đầu tư các thiết bị để xử lý khí thải. Để sự ô nhiễm trong không khí qúa trình formox phải đốt lượng khí thải với nhiên liệu có chứa hợp chất lưu huỳnh và có thể kết hợp với quá trình sản xuất hơi nước. Quá trình có thuận lợi là phản ứng thực hiện ở nhiệt độ rất thấp, điều này cho phép xúc tác thể hiện được độ chọn lọc cao, và hơi nước được tạo ra rất đơn giản. Tất cả những điều này cho thấy quá trình rất dễ điều chỉnh. Sơ đồ này có thể thiết kế cho những nhà máy nhỏ có công suất nhỏ cỡ vài nghìn tấn, do đó công nghệ formox được sử dụng ở rất nhiều nước trên thế giới.
II/ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ :
Qua phân tích so sánh giữa các quá trình sản xuất formaldehyde ở trên thấy rằng thiết bị phản ứng dùng xúc tác bạc có năng suất lớn, do chế độ tự nhiệt nên thời gian mở máy nhanh nhưng cũng nhạy với sự thay đổi của các thông số đầu vào, thiết bị phản ứng luôn có bộ phận đốt nóng bằng điện để mở máy .
Công nghệ trên xúc tác bạc tiến hành ở nhiệt độ cao hơn nên hiệu suất thấp hơn đặc biệt là công nghệ BASF, nhưng bù vào đó thì ngoài những ưu điểm về kỹ thuật phản ứng, do làm việc với nồng độ metanol cao của hỗn hợp phải ứng các thiết bị công nghệ có kích thước nhỏ hơn do đó tiêu hao năng lượng và vốn đầu tư thấp hơn, ngoài ra khí thải có khối lượng bé hơn và tự cháy được nên được sử dụng để đốt tạo hơi và chống ô nhiễm môi trường .
Do những đặc điểm nói trên và điều kiện kinh tế của Việt Nam nên ta chọn công nghệ BASF để sản xuất formalin trên xúc...
