Автоматизация процесса получения формальдегида

Целью курсовой работы является создание схемы автоматизации и заказной спецификации на технические средства автоматизации процесса получения формальдегида, которые обеспечивают высокое качество готового продукта.

Таким образом, процесс получения формальдегида окислением метилового спирта зависит от таких факторов, как наличие катализатора, температура, фазовое состояние и т.д. Ключевые превращения осуществляются на поверхности катализатора. Первым актом этих реакций является адсорбция метилового спирта на поверхности окисленного серебра. Характерно, что на поверхности свободного неокисленного серебра метиловый спирт сорбируется лишь очень слабо, причем с ростом температуры количество поглощенного продукта уменьшается. Превращение метанола в формальдегид происходит в результате контакта молекул спирта с кислородом, хемосорбированным на атомах серебра. Иными словами, активными центрами катализатора являются поверхностные окислы серебра. Интересно, что за счет разложения (восстановления) оксидной пленки, всегда имеющейся на поверхности серебра, соприкасающегося с воздухом, превращение метилового спирта а в формальдегид в течение некоторого времени наблюдается и в отсутствии кислорода в сырье.
При температурах, характерных для производства, скорость превращения метилового спирта в формальдегид лимитируется подводом реагентов к поверхности зерен катализатора, т.е. процесс протекает во внешне-диффузионной области. Кинетическая область протекания процесса реализуется при температуре выше 300 оС, хотя признаки превращения метанола в формальдегид наблюдается уже при 200 -240 оС. Выход формальдегида при таких условиях составляет ~ 1% при конверсии метанола 1,5 – 2,0%. С повышением температуры до 290 оС выход формальдегида и конверсия метанола возрастают, но не превышают соответственно 3,6 и 4,6% мол.
Технологический процесс прямого окисления отличается от рассмотренного нами ранее процесса окислительного дегидрирования высокой степенью конверсии метанола (0.99), селективностью по формальдегиду, достигающей 96% и высокой экзотермичностью. Поэтому для окисления метанола в нем используют трубчатые реакторы с интенсивным охлаждением циркулирующей в межтрубном пространстве водой или другими хладоагентами. К достоинствам метода относятся также низкие расходные коэффициенты по сырью и энергии. Производство формальдегида по этой схеме работает по замкнутому циклу, и в нем отсутствуют отходы, сточные воды и вредные газовые выбросы.
Технологическая схема процесса производства формальдегида окислением метилового спирта представлена на рис. 1.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, более рациональному использованию ресурсов производственной установки, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение окружающей среды промышленными отходами. Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства, и внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, уменьшает затраты энергии и ресурсов.
Результатом курсового проекта является разработка схемы автоматизации процесса получения формальдегида и выбор современных технических средств автоматизации для ее реализации, представленную в приложении А. При выборе приборов и средств автоматизации учитывались условия эксплуатации приборов, предельные значения и диапазон изменения технологических параметров процесса, требования к точности измерения, быстродействию, надежности.