Синтез метанола

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Пермский Национально Исследовательский Политехнический Университет

Кафедра Технологии неорганических веществ

 

 

 

Отчет по практике

Тема: «Синтез метанола».

 

 

 

                                                                                     Выполнил: студент группы ТНВ-10 Улюсов А.С.                                                                                                                                     

                                                                                        Проверил: преподаватель

Федотова О.А.

                                                                                            Руководитель практики: Чистяков П.А.

                                                                  

 

 

Пермь, 2013 г.

Содержание

1. История и структура предприятия……………………………………..3
2. Ассортимент продукции, качество и обоснование требований к качеству продукции..…………………………………….....………….. 8
3. Обоснование источников сырья и энергоресурсов…………………...10
4. Выбор и обоснование производства………………………………..... 12
5. Изучение технологической схемы, конструкции основных

аппаратов ………………………………………………………………15

6. Обоснование оптимальных технологических параметров………… 23
7. Материальный и энергетический баланс процесса синтеза………...28
8. Оценка использования вторичных энергоресурсов ………………...33
9. Экологическая оценка производства …………………………………34
10. Методы аналитического контроля ………………………………....…35
11. Список используемой  литературы …………………………………..37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. История и структура предприятия

Впервые о строительстве  химического завода в Губахе заговорили еще в конце тридцатых годов. Для этого были все основания: энергетическая база ГРЭС и наличие  шахт каменного угля.  Недавно построенный  коксохимический завод  только частично использовал коксовый газ для отопления, а оставшийся  - загрязнял атмосферу. Перед химиками была поставлена задача - использовать этот газ для получения метанола. Так было принято решение  начать строительство  химического завода.

История завода начинается с 1-го Постановления  от 16 августа 1941 о  строительстве в Губахе завода. Вслед за ним , 12 ноября 1941 вышло Решение  об отводе земли под строительство. Началось строительство в самом начале войны. За два месяца в Губаху поступило оборудование: эвакуированных керченского коксохимического, кременчугского азотно-тукового и днепропетровского химического заводов. Его и пытались использовать. Но война мешала нормальному ходу стройки: она то возобновлялась, то опять останавливалась.

В 1944 году началась реэвакуация оборудования обратно в Горловку, в Сталиногорск . Наш завод снова остался без оборудования, строительство приостановилось.

Приказом от 6 сентября 1945 строительство возобновилось. В период 1946 – 1947 г.г. на строительные площадки завода прибыло несколько сот вагонов с трофейным немецким оборудованием и уже в 1952 году пущена первая установка по производству толуола.

Официальной датой рождения завода считается  15 ноября 1955 года, когда выдала свою первую продукцию установка толуола. Но вскоре, в 1957 году производство толуола было закрыто. Также этот год знаменателен тем, что катализаторный цех был демонтирован в производство силикагеля. Но самое главное то, что после многократных проведенных опытов в цехе ²Опытная установка² впервые в СССР, в Губахе были получены данные по использованию косового газа для синтеза метанола.

В 1959 году было введено в  эксплуатацию производство метанола на основе коксового газа мощностью 59 тысяч тонн в год. Это был первый на заводе метанол марки М-59. Но установка не сразу вышла на проектную мощность из-за большого количества примесей в используемом сырье.

1964 год знаменателен пуском  в эксплуатацию производства  этиламинов - жирных кислот, необходимых  для ракетного топлива.

В 1967 году пущено новое производство красок на основе отходов производства метанола – отработанного катализатора синтеза метанола цинк – хромового.

1968 год – появилось  производство формалина, а также  жидкого стекла.

В 1970 году было установлено  высокопроизводительное оборудование в отделении красок, что позволило  заводу выпускать цинковые белила. Еще в этом  же году в эксплуатацию была пущена установка капролона.

Еще одной из важнейших  дат в истории завода является 1971 год – производство метанола переводится с коксового на природный газ, тем самым значительно улучшается качество продукции, технико-экономические показатели и общая культура производства. Мощность данного производства увеличивается до 110 тысяч тонн в год. Продукция получает название метанол марки «М-110».

1973 год –  Начинается выпуск карбамидоформальдегидных смол, а так начинается строительство цехов по производству пентаэритрита с уротропином.

1977 год – Подписан контракт с английской фирмой “Дейви Макки” о строительстве крупнейшей в мире установки по производству метанола мощностью 750 тысяч тонн в год.

  В 1978г. началось строительство производства метанола мощностью 750 тысяч тонн в год.

1980 год - Пуск производства  уротропина.

1982 год - пуск производства  пентаэритрита,  но качество  его  продукта не соответствовало  требованиям. Анализ сложившейся ситуации в процессе пуска-наладке потребовал перепроектировать производство пентаэритрита на более прогрессивный метод получения конечного продукта.  В результате, в начале марта 1986 года получен пентаэритрит, соответствующий требованиям ГОСТ.  

1984 год - вводится в  эксплуатацию производство метанола  М-750, давшее химзаводу второе  дыхание.

1989 год - 6 мая 1989 года  приказом Министра по производству  минеральных удобрений СССР Губахинский  химический завод преобразован  в производственное объединение  «Метанол». 

28 января 1991 года свидетельством  № 93569 в Государственном реестре  товарных знаков СССР зарегистрирован  товарный знак и логотип «МетаФРАКС».  

1993  год  - Губахинское  ПО «Метанол» преобразовано в  акционерное общество открытого  типа: АООТ « МетаФРАКС».

В 1998 году произошла смена  организационно - правовой формы и  завод стал  открытым   акционерным  обществом «МетаФРАКС».

2001 год- Цех пентаэритрита  вышел на проектную мощность 10 тысяч тонн в год. А также  подписан контракт на покупку  установки КФК со шведской  компанией- мирового лидера по производству химического сырья, в области технологии формальдегида.

В 2002 г. пущена новая установка гранулированного капролона - полиамида.

Сегодня «Метафракс» - современное  предприятие с замечательными традициями новаторства, обновления и совершенствования, с квалифицированными кадрами, способными профессионально работать в условиях современного рынка. География наших  связей довольно широка - более чем  с двадцатью государствами на всех континентах.     Подтверждением  заслуг ОАО «Метафракс» в мировом  бизнесе являются многочисленные награды  за качество, технологию, профессионализм  и инновации, коммерческий  престиж  и торговую марку, за эффективный  контроль по охране окружающей среды  и высокий уровень услуг, за выживание  и устойчивое положение в условиях современного рынка.

На российском уровне ОАО  «Метафракс» - признанный лидер отечественного производства. Премия «Российский национальный  Олимп» и ее главный приз  «Золотой Олимп», которым предприятие отмечено в ноябре 2001 года, вручались в  Москве. «Метафракс» входит в сотню  лучших предприятий России, занимая  в рейтинге 65 место. На конкурсе «100 лучших предприятий России - 2002», проходившем  также  в Москве в октябре 2002 года, предприятие  удостоено диплома  и памятной медали.  Всего же за последние 10  лет в арсенале ОАО  «Метафракс»  накопилось более 70 различных  званий, номинаций  и наград.

Кроме основного продукта - метанола, занимающего в структуре  общего товара около 70 процентов, ОАО  «Метафракс» производит пентаэритрит, уротропин, формалин, карбамидоформальдегидные смолы, капролон и изделия из него. Продукция предприятия используется  российскими и зарубежными заводами в  производстве экологически  безопасных присадок к бензинам  для повышения октанового числа, синтетического каучука, уксусной кислоты, органического стекла, пластмасс, синтетических смол и клеев, дубильных веществ, изолирующих и лекарственных средств и многого другого.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Ассортимент продукции, качество и обоснование требований к качеству продукции

Основной продукт предприятия, занимающий в структуре общего товара около 70% - Метанол. Он используется для производства формальдегида и формалина, синтетического каучука, уксусной кислоты, метиламинов, диметилтерефталата, метилтретбутилового эфира, органического стекла, поливинилхлоридных и карбамидных смол, пентаэритрита, уротропина, в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности и органическом синтезе, как селективный растворитель в нефтеперерабатывающей промышленности(при очистке бензинов от меркаптанов, а также для повышения их октанового числа).

 

Кроме него «МетаФРАКС» выпускает  и другую продукцию:

 

Формальдегид, точнее формалин- используется в качестве сырья при производстве пластмасс, красок,  синтетических смол и клеев, дубильных веществ, изоляционных материалов, дезинфицирующих и лекарственных средств, в качестве протравителя в сельском хозяйстве, а также при многих органических синтезах. В настоящее время пущена в эксплуатацию австрийская установка концентрированного формалина ( безметанольный способ получения формалина).

                                   

Пентаэритрит - используется в производстве лакокрасочной продукции, взрывчатых веществ, полиграфических красок, смазочных масел, пенопласта. Формиат натрия – (промежуточный продукт) используется в качестве противоморозной добавки к бетонам , для производства муравьиной кислоты, в кожевенном производстве, при буровых работах.

Уротропин - используется в производстве пластмасс,  лаковых пленочных веществ. в пищевой промышленности синтетического каучука,  в пиротехник, в медицине как антисептик.

Полиамид (капролон) – нашел применение в химической промышленности, машиностроении, судостроении, авиастроении, на транспорте, в приборостроении для изготовления деталей, которые отлично поглощают ударные нагрузки ,долговечны, имеют низкий коэффициент трения( могут работать без смазки в узлах трения), являются прекрасным диэлектриком (по механической и тепловой стойкости превосходит некоторые изоляторы), устойчив к воздействию углеводов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей и слабых кислот. Хорошо обрабатывается фрезерованием, точением, сверлением, шлифованием.

Карбамидоформальдегидные  смолы(КФС)- в настоящее время завод выпускает карбамидоформальдегидный концентрат(КФК)- новое сырье для и производства КФС по безотходной технологии  обработки карбамида в качестве антислёживающей добавки.  КФК применяется в деревообрабатывающей( производство ДВП), строительной (производство теплоизоляционных изделий) и других промышленностях. КФК позволит исключить из технологического процесса стадию концентрирования продукта, в результате чего можно снизить производственные затраты, решить вопрос утилизации сточных вод и газовых выбросов, содержащих формальдегид и метанол, снизить транспортные расходы. В настоящее время работают  три таких установки КФК.

ОАО «МетаФРАКС» выпускает продукцию товарного качества (метанол-ректификат, пентаэритрит технический). Качество продукции зависит от ее дальнейшего использования и вся товарная продукция должна соответствовать требованиям ГОСТ.  Метанол-ректификат должен соответствовать требованиям ГОСТ-2222-95.

3. Обоснование источников сырья и энергоресурсов

Изначально метанол получали из коксового газа, образующего в  результате сгорания каменного угля. Но вскоре  производство перевели на природный газ. Дело в том, что в губахинских углях содержится большое количество примесей- соединений серы. Коксовый газ, образующийся в результате сгорания угля, требует сухой и мокрой очистки от образующихся одновременно с ним серных соединений. Сернистые соединения, как органические, так и неорганические, являются ядами для катализаторов, используемых в процессе конверсии углеводородов и синтеза метанола. Поэтому природный газ подвергается тщательной очистке от сернистых соединений. Использование в качестве сырья природного газа позволило не только упростить стадию подготовки сырья, но и увеличить мощность производства метанола до 110 тысяч тонн в год. На предприятие природный газ поступает с газораспределительной станции (ГРС-3), сооруженной на газопроводе- отводе магистрального газопровода «Новый Уренгой- Москва». При этом для подачи природного газа в цеха предприятия предусмотрены два газопровода высокого давления с давлением 0,6 МПа и 1,2МПа. По участку магистрального газопровода- отвода осуществляется подача газа на производство метанола.