Об особенностях проектирования производств меламино-формальдегидных (МФ) и меламино-карбамидо-формальдегидных (МКФ) смол на основе высококонцентрированного безметанольного формалина. Опыт ЗАО «Безопасные технологии».

Высококонцентрированный до (52%), безметанольный формалин (содержание метанола 0,6%) позволяет получить смолы и плитные материалы на их основе экологически безопасные Е-1, Е-0.

Как известно, концентрированный, безметанольный формалин практически нетранспортабелен, имеет сокращенный срок хранения, хранится при повышенной температуре. Поэтому производство смол осуществляется из такого формалина, производимого на установке, расположенной на промплощадке, где производятся смолы.

Технологическая схема представляет собой двухстадийный процесс:

- непрерывный,- производство формалина из метанола;
- периодический, - производство смол.

Концентрированный формалин производится на установке, где процесс конверсии метанола в формальдегид осуществляется на металлооксидном катализаторе. Полезная конверсия метанола 93% и выше.

Производство смол осуществляется в реакторах различного объема в зависимости от мощности и номенклатуры производства от 5 до 70 м3.

Состав производства.

1. Главный производственный корпус:

- отделение синтеза смол;
- установка концентрированного формалина;
- емкости промежуточного хранения формалина;
- емкости стабилизации смол;
- отделение приготовления добавок;
- операторская;
- лаборатория;
- административные и бытовые помещения;
- венткамеры;
- электрощитовые;
- теплопункт.

2. Склад метанола со сливной эстакадой

3. Градирни с насосной водооборота

4. Эстакады тепломатериалопроводов

5. Внутриплощадочные   электрические   сети,   сети   водопровода   и канализации, дороги.

В проекте предусматривается решение вопросов механизации, автоматизации, управления процессом с применением микропроцессорной техники, а также вопросов промышленной безопасности ведения процесса и минимального воздействия на окружающую среду.

Проекты выполняются с соблюдением требований законов, норм и правил, действующих на территории Российской Федерации, а также на страны, где могут располагаться производства.

Основные технологические решения

В производстве смол предусмотрен реактор с наружной рубашкой для нагрева и змеевиком для охлаждения.

Дозирование сыпучих и жидких компонентов весовое, для чего реактор установлен на тензометрические весы.

Более тонкое дозирование компонентов, идущих на варку в небольшом количестве, ведется из мерников, оснащенных собственными тензовесами. При достижении заданного веса подача автоматически прекращается.

Механизированная линия подачи меламина (карбамида) к реакторам включает в себя систему бункеров и конвейеров. Объем загрузки регулируют тензодатчики реактора, подающие сигнал к шиберным заслонкам, установленным на конвейере.

Все загрязненные газовые выбросы поглощаются в системе газовой очистки.

Отсутствуют загрязненные технологические стоки, т.к. все они поступают обратно в технологический процесс.

Для хранения смол предусмотрены стальные емкости с покрытием внутренней поверхности эпоксидным составом, для формалина -нержавеющие. Ёмкости хранения готовой продукции (смол и формалина) оснащены мешалками для гомогенизации партий продукта.

На складе меламина и карбамида предусмотрена полная механизация подачи к реакторам меламина и карбамида скребковым и винтовым конвейерами. Предусмотрено весовое дозирование.

Управление синтезом смол и производством формалина осуществляется с оснащенного микропроцессорной техникой автоматизированного рабочего места, которое находится в операторской.

Автоматизированная система управления предназначена для решения задач контроля и управления технологическим процессом с целью реализации безопасной, надежной и эффективной работы производства, а также обеспечения выпуска продукции с требуемыми показателями качества.

Контроль и управление технологическими процессами предусмотрены в операторской КИП (АРМ №1).

Разрабатываемая    система    управления    имеет    трехуровневую структуру:

- уровень операторского интерфейса, обеспечивающий максимальную доступность технологического процесса для оператора при выполнении им функций контроля и управления, рабочее место оператора (АРМ №1) оснащается дисплеями с клавиатурой и принтером;

- уровень автоматического контроля и регулирования, включающий также систему противоаварийной защиты (ПАЗ) и логического управления на базе микропроцессорных контроллеров, для обработки аналоговой и дискретной информации о ходе технологического процесса;

- уровень средств низовой автоматики, сформированный из датчиков контроля параметров технологического процесса, приборов локальной автоматики и необходимого набора исполнительных механизмов.

Функции, выполняемые автоматизированной системой управления.

- измерение технологических параметров;

- предоставление   технологической   и   системной   информации оператору;

автоматическое регулирование технологических параметров; автоматическое и дистанционное управление оборудованием и исполнительными механизмами;

- регистрация оперативной и отчетной информации;

- ведение архивов технологических параметров;

- предупредительная и предаварийная сигнализация;

- автоматическая   защита   оборудования   и   технологического процесса.

Применяемые методы защиты окружающей среды:

- воздушного бассейна - методами высокоэффективной очистки загрязненных газовых выбросов, ведение процесса в герметичном оборудовании;

- земли - расположением емкостей в железобетонных непроницаемых поддонах и использованием ливневых стоков в производстве смол, твердые отходы минимальны;

- водного бассейна - исключение производственной канализации, ограничение проливов в пределах непроницаемых поддонов.

По проведенным расчетам рассеивания на расстоянии 100 м достигается ПДК населенных мест.

ЗАО «Безопасные Технологии» выполняет весь комплекс работ по проектированию, изготовлению оборудования на собственном машиностроительном заводе и строительству «под ключ» названных производств.

Благодаря параллельному проведению работ по проектированию, изготовлению оборудования, строительно-монтажных, пуско-наладочных работ сокращены сроки создания производств до 12.„,14 мес, т.е. через год после заключения контракта мы гарантируем пуск производства и вывод на проектную мощность с гарантированными показателями формалина (по 37% концентрации):

- полезная конверсия метанола - 93% и выше
- расход метанола, кг/ т - 424 (37%)

Концентрация метанола в метанольно-воздушной смеси - 8,6 об. %

Расход электроэнергии, кВтч/т формалина 37% - 52 ±5
(в пределах поставки)

Выход пара, кг / т формалина 37% - не менее 350

Макс, концентрация формалина, % - 52

Расход оборотной воды, мЗ/т формалина 37% - 90

Гарантийный срок работы катализатора при 100% нагрузке не менее 1,5
года (12600 часов)

Содержание метанола в формалине - < 0,6%

Массовая доля кислоты в пересчете на муравьиную кислоту - < 0,02%

Количество дней работы — не менее 350 в году (8400 ч).

Показатели качества МФ и МФК должны соответствовать требованиям ГОСТ, ТУ предприятия.

ЗАО «Безопасные технологии» на своем предприятии производит сложное тепло-массообменное, емкостное оборудование высокого качества.

При создании производств меламина мы могли бы принять участие в изготовлении нестандартизированного оборудования различной сложности и гарантированным высоким качеством.

По материалам доклада

«Особенности проектирования производств МФ и МКФ смол на основе высококонцентрированного безметанольного формалина».

Автор: директор по проектированию ЗАО «Безопасные технологии»

Карыпкин Лев Михайлович