Производство продукции тонкого органического синтеза. Производство уксусной кислоты

При приеме концентрированной CH3COOH может наблюдаться ожогслизистых рта, глотки, пищевода и желудка. К последствиям всасывания эссенции относятся гемолиз, ацидоз, гемоглобинурия, нарушение свёртываемости крови, которые сопровождаются тяжёлыми желудочно-кишечнымикровотечениями. Вследствие потери плазмы через обожжённую слизистуюоболочку может наблюдаться сильное сгущение крови, что может привести кшоку. Одни из самых опасных осложнений отравления уксусной кислотой -это острая почечная недостаточность и токсическая дистрофия печени.Если случился прием уксусной кислоты внутрь необходимо выпитьбольшое количество жидкости. Вызывать рвоту при этом опасно, так каквторичное прохождение кислоты попищеводу усугубит ожог. Показано промывание желудка через зонд.Необходима немедленная госпитализация.3.1. Обращение с пылевыми выбросами и отходящими газамиВыбросы в атмосферу представлены различными группами:организованные и неорганизованные. Выбросы организованного характера формируются после специальной обработки отходящих газов в ходе производства химической продукции. Снижения уровня неорганизованных выбросовв атмосферу создается формированием вентиляции и аспирации. Выбросы в атмосферу от крупнотоннажных производств неорганических веществ (аммиака, карбамида, неорганических кислот, удобрений и смежных с ними производств) включают в себя: 1) организованные выбросы в атмосферу: а) выбросы в атмосферу, которые формируются в технологическом процессе, примером может служить, отходящие газы от стадий сушки или прокалки или газы от аспирации технологического оборудования, газы от регенерации катализаторов, отходящие газы от продувки или подогрева оборудования; б) отходящие газы от вентиляции складов, хранилищ и обработки сырья, полупродуктов и готовых продуктов, общей вентиляции производственных помещений; в) отходящие газы от энергогенерирующих установок, сопровождающих химические производства;2) неорганизованные выбросы в атмосферу: а) выбросы в атмосферу, образующиеся непосредственно в технологическом процессе, осуществляемые с большой поверхности или из открытого оборудования; б) выбросы в атмосферу от неплотностей оборудования, которые технически не могут быть локализованы/захвачены для дальнейшей очистки. Особенностью крупнотоннажных производств химической промышленности являются относительно большой объем выбросов в атмосферу. Каждое производство конкретного вида продукции имеет свой характерный состав отходящих газов, что наряду с применением общепринятых способов очистки порождает необходимость в индивидуальном подходе.Выбросы в атмосферу от производства уксусной кислоты могут иметь остаточное количество конечных продуктов и сырьевых компонентов, использующихся при производстве. Очистка смеси отходящих газов осуществляется методом конденсации, если имеются взвешенные вещества, то применяют метод газовой фильтрации, от растворимых газов — методом абсорбции.3.2. Обращение со сточными водамиЛюбое предприятие химической промышленности включает интегральную систему водоснабжения и водоотведения. Далее их подвергают последующей обработке перед последующим сбросом в водоем. Если сильное загрязнение, то передают в систему специализированной очистки. Существуют и иные варианты обращения со сточными водами. Вода используется для различных физических и химических и механических прцессов.Возможно классифицировать источники формирования сточных вод, которые имеют загрязнения следующим образом: 1) прямое образование сточных вод: а) маточные растворы; б) промывные воды от очистки (промывки) продукции; в) паровые конденсаты (соковый пар); г) закалочные жидкости; д) воды от промывки/очистки отходящих газов; 2) косвенное образование сточных вод: а) промывные воды от очистки оборудования; б) воды от создания вакуума в вакуумных системах; в) воды от процессов водоподготовки (концентраты, регенерация систем по получению умягченной и обессоленной воды); г) продувки котлов и охлаждающих водооборотных циклов; д) хозяйственные, поливомоечные воды (включая воды от уборки производственных помещений); е) дренажные воды с территорий предприятий. Крупными потребителями воды являются производства, использующие вспомогательные технологические операции. К ним относятся: - воды от генерации вакуума; - воды от абсорбционной очистки отходящих и аспирационных газов; - воды из охлаждающих систем, например охлаждения насосов. Данные потоки могут использоваться повторно в технологических процессах напрямую без очистки или проходя дополнительную очистку. Состав сточных вод является характерным для каждого производства конкретной продукции. Вышеуказанное приводит к необходимости применения (кроме общих принципов) индивидуального подхода при выборе метода и оборудования для обработки/очистки сточных вод или их использования. В ИТС 8-2015 «Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях» сформулированы основные принципы обращения со сточными водами и их очистки. Специфические способы обращения со сточными водами должны быть рассмотрены в отраслевых справочниках. В данном справочнике НДТ рассмотрены способы, являющиеся общими для химической промышленности.Сточные воды, содержащие загрязняющие вещества, могут образовываться на производствах основного органического и нефтехимического синтеза: производство акрилонитрила, синтетических жирных кислот, бутадиена, изопрена, фенола и ацетона, производство искусственных волокон, синтетических полимеров и пластмасс, минеральных пигментов; производство масляных и водоэмульсионных красок, капролактама; производство метанола, поверхностно-активных веществ (ПАВ), горного воска и др. Способы снижения образования сточных вод приведены ниже: - снижение образования сточных вод за счет вторичного использования в производственных процессах, организации и/или модернизации водооборотных циклов (в частности внедрение бессточных систем); - использование локальных очистных сооружений с последующим использованием очищенных вод в производственных процессах; - удаление в изолированные водовмещающие пласты горных пород. Особенностями крупнотоннажных производств химической промышленности являются большие объемы образующихся сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, и объединение их потоков до и (или) после соответствующей очистки. Последнее порождает затруднение в определении количественной и качественной составляющих производства (установки) по производству конкретного продукта в суммарном потоке вод при рассмотрении комплексного производства (предприятия).3.3. Обращение с отходамиПри очистке сточных вод и отходящих газов от загрязняющих веществ возможно образование отходов, вид и возможность использования которых зависит, в том числе, от применяемых технологических решений по водо- и газоочистке. При получении экстракционной фосфорной кислоты при очистке отходящих газов от фтористых неорганических соединений (SiF4, HF) образуются растворы кремнефтористоводородной кислоты (H2SiFe), утилизация которых зависит главным образом от спроса на продукты их переработки. Избыточное количество растворов кремнефтористоводородной кислоты направляется на нейтрализацию Са-содержащими компонентами, в результате которой образуются смесь нерастворимых кремнегеля и фторида кальция. Вода после очистки используется в технологическом процессе. Очистка сточных вод от сульфат-иона посредством нейтрализации известковым молоком приводит к образованию сульфата кальция, использование которого зависит от присутствия в нем примесных компонентов. В процессе химической водоочистки стоков, содержащих фосфат-ион, образуются фосфатсодержащие осадки, которые могут быть использованы при производстве экстракционной фосфорной кислоты и фосфорсодержащих удобрений. Сточные воды, содержащие биоразлагаемые компоненты, обычно подвергаются биохимическим методам очистки. В результате очистки в качестве отхода может образоваться избыточный активный ил.3.4. Мероприятия по минимизации физических воздействийВ химической промышленности эмиссии формируются от совершенно различных источников и представляют собой совершенно различные композиции химического и физического воздействия на окружающую среду. Для снижения эмиссий следует использовать комплексный подход, основанный на формировании решений в рамках системы менеджмента, существующей в компании, осуществляющей операционное управление производством химической продукции. В качестве мероприятий по снижению эмиссий могут выступать организационно-управленческие и технические (процессно-интегрированные решения и методы обработки на «конце трубы»). Процессно-интегрированный метод является оптимальным с точки зрения его использования в части снижения эмиссий как для вновь строящихся установок, так и для уже действующих. Они призваны уменьшать или полностью предотвращать образование технологических потоков, которые не могут быть использованы в данном технологическом процессе до момента их удаления. Использование этих методов позволяет в целом повышать экономическую эффективность производства. Распространенные виды применений процессно-интегрированного метода (возможные физические, химические, биологические и инженерные способы) приведены ниже: - разработка новых способов синтеза; - использование более чистых или просто других видов сырья и материалов; - использование более чистых или эффективных видов топлива; - оптимизация стадий процесса; - усовершенствование методов контроля; - применение более эффективных катализаторов и/или растворителей; - рециклинг или повторное использование вспомогательных потоков (промывных вод, инертных газов, растворителей, отработанных катализаторов); - использование остатков в качестве сырья для других производственных процессов; - использование остатков в качестве источника генерации энергии. Для химической промышленности не все описанные выше применения являются обоснованными в силу присущих данной отрасли особенностей, связанных с крупнотоннажностью некоторых продуктов и комплексностью производств. Например, разработка новых способов синтеза не всегда является экономически оправданным мероприятием, а переход на более чистые виды сырья или просто другие виды сырья зачастую невозможны в связи с тем, что зачастую являются экономически нецелесообразными.ЗАКЛЮЧЕНИЕОсновными выводами и результатами курсовой работы является:Технология получения уксуснойкислоты карбонилированием метанола обладает высокой эффективностью как с точки зрения селективности поцелевому продукту, так и поконверсиям за один проход;Рассмотрены физико-химические основы процесса синтеза уксусной кислоты из метанола (химизм, механизм и катализаторы процесса), атакже характеристики сырья и продуктов синтеза. Рассмотрен наиболее эффективный катализатор для процесса карбонилирования – иридиевый катализатор. Данный катализатор имеет высокую стабильность при низких концентрациях воды, большую устойчивость к дефициту СО и высокой температуре. При такой технологии образуется мало иодорганических примесей;Представлена технологическая схема карбонилирования метанола сродиевым и иридиевым катализатором, приведены их описания;Подобран вариант модернизации улучшения технологической схемы стадии получения метанола и диоксида углерода. Производится модификация одной установки парового реформинга для увеличения производствамонооксида углерода в потоке синтез-газа;Произведен расчет материального баланса процессов с родиевым ииридиевым катализаторами. Найдено количество исходных реагентов, необходимое для обеспечения заданной производительности установки;СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫГОСТ 2222-95. Метанолтехнический. Технические условия. - М.:Стандартинформ, 2008.ГОСТ 19814-74. Кислота уксусная синтетическая и регенерированная. Технические условия (с Изменениями N 1, 2). - М.: Изд-во стандартов,1984.Гутник С.П. Расчеты по технологии органического синтеза. М: Химия, 1988. – 272 с.Колесниченко Н.В. Высокоэффективные родиевые катализаторы карбонилирования олефинов и кислородсодержащих соединений //Автореф. дис. кан. наук. Москва, 2006. с. 24.Мищенко К.П., РавдельА.А.. Краткий справочник физикохимических величин/под ред. Мищенко К.П., Равдель А.А./ Седьмое издание,Л.: Химия, 1974 г. – 200 стр.Методические указания по курсовому проектированию/ ТГУ; Сост.:В. Е. Стацюк, И. В. Цветкова. Тольятти, 2006. 17с.Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособиепо проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского М: Химия 1991. – 496 с.Павлов. К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи покурсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л: Химия, 1987. –576 с.Патент РФ № 2493142. Получение уксусной кислоты посредствомкарбонилирования с повышенной реакционной способностью и мгновеннымиспарением /СКЕЙТС Марк О./СЕЛАНИЗ ИНТЕРНЭШНЛ КОРПОРЕЙШН,2013.Патент РФ № 2393108. Приготовление синтез-газа для синтеза уксусной кислоты путём частичного окисления метанольного сырья / ТИБОТДаниэлМарсел / АСЭТЕКС (КИПР) ЛИМИТЕД, 2010.Патент РФ № 2353608. Интегрированный способ производства уксусной кислоты и метанола / ТИБОТ ДаниэлМарсел / АСЭТЕКС (КИПР)ЛИМИТЕД, 2009.Патент РФ № 2250894. Способ модернизации установки по производству метанола (варианты), способ получения водорода уксусной кислотыили продукта, выбираемого из группы производных уксусной кислоты / ТИБО Даниэль Марсель, ВИДАЛИН Кеннет Эбеннес / АСЕТЕКС (КИПР) ЛИМИТЕД, 2005.Патент РФ №2160248. Способ получения уксусной кислоты путем карбонилирования.Реутов О. А. Органическая химия. – М.: Изд-во МГУ, 1999. – Т. 4.Справочник нефтехимика. Вдвухтомах. Т.2/ Под ред. С.К. Огородникова. – Л.: Химия, 1978. – 592 с.ТУ 6-02-7-10186. Углеродаоксидгазообразный. 1986.Трифонов К.И., Афанасьев С.В. Исследование продуктов хлорирования отходов феррониобиевого производства//Сб. материалов и докладов региональной научно-практ. конф. «Инновации и зеленые технологии». Самара: СОУНБ, 2018. С. 210–212.Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes – 95 – Boca Raton: CRC Press, 2014. – P. 6–182. Cheung, Hosea; Tanke, Robin S.; Torrence, G. Paul, "Acetic Acid",Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH,doi:10.1002/14356007.a01_045.pub2Kazantsev M.S. et all. Carbonylation of dimethyl ether on Rh/Cs2HPW12O40: Solid-state NMR study of the mechanism of reaction in the presence of a methyl iodide promoter. 2012, № 291, Р. 9-16. Luzgin M.V. et all. Carbonylation of dimethyl ether on solid Rh-promoted Cs-salt of Keggin 12- H3PW12O40: A solid-state NMR study of the reaction mechanism. 2011, № 277, Р. 72-79.