Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất formalin

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất formalin PHẦN MỞ ĐẦU Trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, việc thúc đẩy các nghành công nghiệp mũi nhọn phát triển đang là nhiệm vụ hết sức quan trọng và cần thiết nhằm tạo đà cho sự phát triển của toàn bộ nền kinh tế. Trong những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21 này công nghệ hoá học nói chung và công nghệ tổng hợp hữu cơ - hoá dầu nói riêng được xem như là một trong những nghành công nghiệp mũi nhọn của nước ta. Công nghệ hữu cơ - hoá dầu phát triển đáp ứng được các mục tiêu quan trọng của nền kinh tế đó là: Cung cấp các hoá chất cơ bản cho nghành tổng hợp hữu cơ hoá dầu và hoá học, tạo sự thay đổi lớn về cơ cấu và chủng loại sản phẩm của nghành hoá chất vật liệu như : Sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí cả protein, công nghệ các chất sơn, dược phẩm ... Cung cấp các sản phẩm năng lượng cho nhu cầu về nhiên liệu động cơ, nhiên liệu công nghiệp, nhiên liệu sinh hoạt và dầu mỡ bôi trơn. Trong quá trình phát triển của mình nền công nghiệp tổng hợp hữu cơ cơ bản lại tách ra nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghệ các chất sơn, công nghệ dược phẩm , công nghệ tổng hợp hữu cơ hoá dầu, công nghệ sản xuất cao su... Nhưng quan trọng nhất là công nghệ tổng hợp hữu cơ - hoá dầu vì tổng hợp hữu cơ cơ bản bao gồm việc sản xuất với quy mô lớn các chất dùng làm cơ sở và nguyên liệu cho tất cả công nghệ các Trang 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất formalin chất hữu cơ còn lại , còn tổng hợp hoá dầu phát triển trên cơ sở công nghệ các chất hữu cơ đi từ dầu mỏ. Formandehyde là một hợp chất hữu cơ có mặt trong tự nhiên và hình thành từ các hợp chất hữu cơ bằng quá trình quang hoá trong khí quyển kết hợp với sự sống trên trái đất. Nó hình thành ở độ cô đặc thấp và có thể đo dược,nó có mùi rất khó chịu mặc dù ở nồng độ thấp 0.5 %4 1% . Formandehyde cũng được tạo thành từ các hợp chất hữu cơ trong quá trình cháy không hoàn toàn. Vì thế formandehyde được tìm thấy trong khi cháy của động cơ xe, nhiệt nhà máy, khí đốt thậm chí cả trong khói thuốc lá... Formandehyde là một hoá chất hoá học công nghiệp quan trọng và được dùng trong quá trình sản xuất của nhiều nghành công nghiệp. Hiện nay trên 50 nghành sản xuất công nghiệp sử dụng formandehyde. Formandehyde cũng là một trong những hợp chất hữu cơ quan trọng để cung cấp cho các nghành sản xuất công nghiệp và tiêu dùng. Ở dạng thương phẩm formandehyde hoà tan trong nước ở dạng dung dịch 37 45% được gọi là formalin. Đây là một trong những bán thành phẩm quan trọng cho nghành tổng hợp hữu cơ và các nghành khác như : nghành y tế dùng để ướp xác, tẩy mùi, nghành thực phẩm dùng để tránh thiu thối, thuộc da trong công nghệ da dầy ... Formandehyde được tổng hợp lần đầu tiên vào những năm 1859 khi Butlerov thực hiện thuỷ phân Metylenaxetat và chỉ ra mùi đặc trưng của dung dịch. Đến năm 1867 Hofman đã tổng hợp được bằng cách cho tổng Trang 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất formalin hợp hơi Metanol và không khí đi qua lớp xúc tác Platin ở dạng xoắn đã được làm nóng. Quá trình sản xuất mang tính công nghiệp đã được thực thi vào năm 1882 khi Tollens khám phá ra một phương pháp điều chỉnh lượng hơi Metanol , tỷ lệ không khí và sự ảnh hưởng của nhiên liệu đối với phản ứng. Năm 1886 Loew thay thế xúc tác dạng xoắn Platin bằng xúc tác lưới đồng có hiệu quả hơn. Một công ty của Đức bắt đầu đi vào sản xuất năm 1889 phạm vi thương mại của andehyde được lan rộng. Hugo Blank đã tìm ra cách sử dụng xúc tác bạc vào năm 1910. Sự phát triển của công nghiệp tiếp tục kéo dài khi năng xuất, loại thiết bị và nhu cầu sử dụng tăng lên. Năm 1905 Badische Anilin và SodaFabrik bắt đầu sản xuất formandehyde bởi quá trình liên tục, sử dụng xúc tác bạc tinh thể. Sản lượng 30 kg/ ngày dưới dạng dung dịch ngậm nước 30% khối lượng. Metanol cần cho quá trình sản xuất formandehyde được thu hồi từ nghành công nghiệp gỗ bởi gỗ cacbon hoá. Sự phát triển của việc tổng hợp metanol dưới áp suất cao do Badische Anilin và SodaFabrrik năm 1925 cho phép quá trình sản xuất formandehyde trên phạm vi quy mô lớn. Hàng năm nước ta phải nhập khẩu formalin để sản xuất các loại vật liệu polime, vật liệu cách điện, các chất mạ kim loại, chất phụ trợ cho nghành dệt, chất sát trùng cho chăn nuôi ... Do đó việc nghiên cứu thiết kế phân xưởng sản xuất formalin là rất cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước và giảm tối thiểu chi phí nhập khẩu từ nước ngoài. Trang 3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất formalin PHẦN I : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT FORMALIN I / GIỚI THIỆU CHUNG Metanol còn gọi là methylacohol hoặc rượu gỗ, có công thức hoá học là CH3OH, khối lượng phân tử 32,042. Năm 1661 lần đầu tiên RobertBoyle đã thu được Metanol sau khi tinh chế gỗ giấm bằng sữa vôi. Sau đó vào năm 1857 Berthelot cũng đã tổng hợp được Metanol bằng cách xà phòng hoá methychlorde. Trong khoảng từ 1930 tới 1933 chỉ có nguồn quan trọng nhất để sản xuất Metanol là từ giấm gỗ thu được khi chưng khô gỗ. Tới đầu những năm 1913 Metanol đã được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp từ CO và H2 .Đến đầu những năm 1920 M. PIER và các đồng nghiệp của hãng BASF dựa trên sự phát triển của hệ xúc tác ZnO – Cr2O3 đã tiến một bước đáng kể trong việc sản xuất Metanol với quy mô lớn trong công nghiệp. Vào cuối năm1923 quá trình này được thực hiện ở áp suất cao ( 25 35 MPa, T0 = 320 – 4500C ) chúng được sử dụng trong công nghiệp sản xuất Metanol hơn 40 năm Metanol ở áp suất thấp ( 5- 10 MPa, T0 = 200 – 300 0C) trên xúc tác CuO với độ chọn lọc cao. Hiện nay Metanol sản xuất nhiều hơn trên thế giới bằng phương pháp tổng hợp áp suất thấp Trang 4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất formalin còn phương pháp chưng từ giấm gỗ chỉ chiếm khoảng 0,003% tổng lượng Metanol sản xuất được. II / TÍNH CHẤT VẤT LÝ Metanol là chất lỏng không màu , có tính phân cực, tan trong nước , BenZen, rượu este và hầu hết các dung môi hữu cơ. Metanol có khả năng hoà tan nhiều loại nhựa nhưng ít tan trong các chất béo, dầu. Metanol dễ tạo hỗn hợp cháy nổ với không khí (7 –34 %) , rất độc cho sức khoẻ cho con người , với lượng 10ml trở lên có thể gây tử vong. Một số hằng số vật lý quan trọng của Metanol : Tên Nhiêt độ sôi ( 101,3 KPa) Nhiệt độ đóng rắn Tỷ trọng chất lỏng ( O0C - 101,3 KPa) Tỷ trọng chất lỏng ( 00C-101,3 KPa ) Nhiệt độ bốc cháy Hằng số 64,7 0C - 97,8 0C 0,81000 g/cm3 0,78664 g/cm 4700C Áp suÊt tíi h¹n 8,097 MPa NhiÖt ®é tíi h¹n 239,490 C Tû träng tíi h¹n 0,2715 g/cm3 ThÓ tÝch tíi h¹n 117,9 cm3/mol HÖ sè nÐn tíi h¹n 0,224 NhiÖt ®é nãng ch¶y 100,3 KJ/kg Trang 5 ... - tailieumienphi.vn