Производство формальдегида

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тверской государственный технический университет»

(ФГБОУ «ТвГТУ»)

Кафедра Биотехнологии, химии и стандартизации

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу «Химическая технология»

на тему:

«Производство формальдегида»

Выполнил: студент 3 курса

группы Б.ХИМ.МФХ.19.05

Ящишена В.В.

Принял: к.х.н., доцент кафедры

БХС Быков А.В.

Тверь 2022

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        4

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ        6

1.1 Общая характеристика формальдегида        6

1.1.1 История открытия формальдегида        6

1.1.2 Физические свойства        7

1.2 Получение формальдегида        9

1.2.1 Каталитическое окисление метанола на металлических катализаторах        9

1.2.1.1 Каталитическое окисление метанола на серебряном катализаторе        9

1.2.1.2 Каталитическое окисление метанола на медном катализаторе        15

1.2.2 Каталитическое окисление метанола на оксидных катализаторах        18

1.2.3 Окисление природного газа и низших парафинов        21

1.2.4 Выбор и сравнение технологий получения формальдегида и их характеристики        23

1.3 Технологические характеристики и анализ качества        26

1.3.1 Спецификация качества        26

1.3.2 Анализ        27

1.4 Применение формальдегида        28

1.5 Безопасность        31

1.5.1 Воздействие на человека        31

1.5.2 Экологическая безопасность        33

1.5.3 Безопасность и экологичность производства        34

1.5.3 Хранение и транспортировка        35

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ        37

2.1 Описание технологического процесса        37

2.2 Материальный баланс реакционного узла        40

2.2.1 Тепловой эффект реакции        42

2.2.2 Физическое тепло реагентов        42

2.2.3 Физическое тепло продуктов        43

2.2.4 Тепловой и энергетический баланс        43

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        45

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        47

ПРИЛОЖЕНИЕ А        49

Физико-химические характеристики формальдегида        49

ВВЕДЕНИЕ

Формальдегид считается одним из ключевых веществ, используемых во многих отраслях химической промышленности. Это обусловлено с его характерными свойствами. Вопреки того, что методика изготовления метаналя в настоящее время является хорошо изученной, к ней требуется особое внимания к проблеме интенсификации и оптимизации.

Метаналь производится в значительных масштабах и обширно применяется в различных областях органического синтеза. Формальдегид считается важным сырьем для изготовления химикатов, например, карбамидоформальдегид, фенольные смолы и меламин.

На сегодняшний день имеется два основных способа получения формальдегида в промышленных масштабах: каталитическое окисление метанола на металлическом, который включает полную или неполную конверсию спирта, и металооксидном катализаторе, в котором метанол окисляется напрямую (процесс Формокса), но так же существует способ получения через окисление природного газа и низших парафинов.

Сильный экзотермический эффект процесса окисления метилового спирта и потребность создания и выполнения условий безопасности производства обуславливают его реализацию в трубчатых реакторах при малых начальных концентрациях метилового спирта, чтобы его содержание было меньше нижней границы взрываемости смеси метанол-воздух.

В нынешнее время существенными вопросами считается переработка отработанных катализаторов, что связано с запретом захоронения отходов в грунт и выбросом токсичных газов в атмосферу, что приводит к ухудшению экологической ситуации.