по технологии каталитического пиролиза карбамида при низком

Tallinna Tehnika Ulikool
Viirumaa Koledz
Реферат по теме: МЕЛАМИН
Riiski ja ohtus opetus
Корнетова Екатерина
RDIR12
Kohtla - Jarve
Оглавление
Меламин .........................................................................................................................................2
История
появления ....................................................................................................................3
Промышленные технологии ........................................................................................................4
Опасность Меламина. ...................................................................................................................5
Список литературы ........................................................................................................................7
дополнительная информация: .....................................................................................................7
2
Меламин
Меламин (другое название – триамид циануровой кислоты) в чистом виде представляет
собой кристаллическое вещество, не имеющее запаха и цвета, не растворяющееся в
большинстве органических растворителей и в воде.
Отличительные характеристики – устойчивость к химическим воздействиям, к
воздействию тепла и света. Основным сырьем для получения вещества служит в
настоящее время карбамид.
История
появления
В 1834 г. при сплавлении тиоцианата калия с хлоридом аммония Либих впервые получил
меламин. Потом, в 1913 г., Штоле и Краух произвели его другим путем, из
дициандиамида, но первые промышленные установки, основанные на этом методе,
появились значительно позднее, в конце тридцатых годов XX века. После второй мировой
войны начали разрабатывать технологию производства продукта из карбамида. Синтез
меламина из мочевины был впервые осуществлен в начале 40-х гг., но лишь в 60-е
обратил на себя внимание промышленности. И до семидесятых годов прошлого века так и
продолжали эксплуатироваться два типа установок получения меламина из
дициандиамида и карбамида.
Рост популярности способа синтеза меламина из карбамида совпал с ростом популярности
последнего как удобрения. По мере того как производство карбамида приобретало
массовый характер, а технология совершенствовалась, все более выгодным становилось
производство меламина на его основе. В настоящее время весь этот химический продукт в
мировой промышленности так и получают из карбамида.
Специалисты ОАО "НИИК" (бывший Дзержинский филиал ГИАП) в конце 1950-х гг.
первыми в мире разработали непрерывный процесс его получения из дициандиамида,
который являлся исходным материалом, как и в большинстве промышленных процессов
того времени, осуществлявшихся в периодическом режиме.
Тогда же в Кировакане (Ванадзор, Армения) ОАО "НИИК" была спроектирована и
успешно действовала более 20 лет промышленная установка высокого давления
мощностью 6 тыс. т/год.
Одновременно с ее проектированием были, начаты исследования, направленные на
создание процесса получения меламина из карбамида при высоком давлении. На их
основе силами института в Дзержинске, на Чернореченском химзаводе (сегодня ОАО
"Корунд"), спроектировали и построили опытно-промышленную установку. Однако
параллельно проводившиеся за рубежом работы по созданию аналогичных процессов
раньше достигли промышленного воплощения. С пуском в 1968 г. в Кировакане
установки на базе комплектно закупленного у фирмы Montedison оборудования
специалисты ОАО "НИИК" сосредоточились на процессе освоения приобретенной
техники, решая проблемы усовершенствования системы обогрева реактора, его
интенсификации, качества меламина, очистки сточных вод.
Дальнейшие работы позволили спроектировать и запустить в 1985 г. в Кировакане новую
установку, превосходящую аналогичную (фирмы Montedison) по ряду параметров
(усовершенствованный реакторный узел, качество продукта, очистка сточных вод и др.).
Меламин является основой для получения меламино-формальдегидной смолы. Это
полимерный материал (пластик), используемый в мебельном производстве - как
облицовочный материал. Меламин используется в производстве огнеупорных покрытий
3
для изделий на основе древесины и древесных плит, а также при производстве пластиков,
бумаги, текстиля, лаков и красок, пресс-композиций (посуда, подоконники, пепельницы,
пуговицы, ручки, корпуса различных приборов) и т.д.
Меламин используется для пропитки бумаги, чтобы увеличить сопротивление влажности.
За счет его замечательных механических и электрических свойств, меламин используется
также и в электротехнической промышленности.
Промышленные
технологии
Было предложено несколько технологических схем промышленного получения меламина
на основе карбамида, каждая из которых обладала своими характерными особенностями.
Схемы, прежде всего, отличаются тем, проводится ли синтез в одну или две стадии.
Второе отличие - разное рабочее давление. При синтезе под высоким давлением обычно
отпадает необходимость в катализаторах. Соответственно их применение позволяет
проводить процесс при гораздо более низком давлении, вплоть до атмосферного. Вначале
были разработаны схемы высокого давления. Значительные трудности при эксплуатации
производства создавала коррозия оборудования, весьма интенсивная при высоких
показателях температуры и давления. Первые установки низкого давления пущены в
1967г.
Разница технологий была также обусловлена необходимостью переработки побочных
продуктов. При синтезе меламина из карбамида на один моль продукта образуется три
моля диоксида углерода и шесть молей аммиака. Выбор схемы переработки этих отходов
определялся, прежде всего, выбором метода синтеза меламина, а также местом
расположения установки и возможностью переработки газов в производстве карбамида.
Известные схемы отличаются и способами выделения меламина из реакционной смеси и
его последующей очистки.
Разработки фирм Montedison (Италия), NissanChemical (Япония) были основаны на
пиролизе карбамида при высоком давлении без катализатора, в технологии ВАSF (ФРГ),
Stamicarbon (Нидерланды), Chemilinz (Австрия) используется каталитический пиролиз
карбамида при низком давлении. Выбор методов делался компаниями на основе
успешного развития какого-то определенного направления научно-исследовательских и
проектно-конструкторских работ.
По технологии пиролиза карбамида при высоком давлений без катализатора реакция
образования меламина происходит при давлении 8-10 МПа и температуре 380-400°С; по
технологии каталитического пиролиза карбамида при низком давлении - при давлении до
0,7 МПа и температуре 380-390°С. Оба процесса успешно конкурируют между собой, т.к.
близки по технико-экономическим показателям. Качество получаемого меламина в обеих
технологиях примерно одинаково.
Основные показатели
Массовая доля меламина, не менее, %
99,7-99,9
Массовая доля воды, не более, %
0,05-0,1
Массовая доля нерастворимых в воде веществ, не более, %
Отсутствие – 0,01
Массовая доля железа, не более, %
0,0005
Ph 2%-го водного раствора
7,5-8,5
4
Из материалов иностранных фирм следует, что в каждом процессе имеют место выбросы
в атмосферу, сточные воды и твердые загрязненные отходы.
ОАО "НИИК" предлагает технологию пиролиза карбамида при высоком давлении без
катализатора. Предложение основано на собственном пакете ноу-хау, накопленном во
время исследовательской и проектной деятельности, работ по научному сопровождению и
совершенствованию технологии действующих промышленных установок.
Технологии под высоким давлением имеют свои преимущества перед каталитическими. К
ним относятся следующие:
способы высокого давления не требуют применения катализаторов, и при их
использовании нет необходимости решения ряда проблем, связанных с подбором
катализаторов, поддержанием их активности, возможным отравлением, закупкой в связи с
потерей активности, измельчения и износа (потери). Последнее обстоятельство может
также явиться источником нерастворимых примесей в полученном продукте. Наконец,
присутствие катализатора в реакторе неизбежно усложняет его конструкцию в связи с
необходимостью равномерного распределения газообразного сырья по всему сечению
катализатора (в неподвижном или псевдо-cжиженном слое). В процессе фирмы DSM,
например, реактор имеет дополнительные устройства для улавливания и циркуляции
катализатора;
объемы реакционной аппаратуры в методах высокого давления значительно ниже,
чем в методах низкого давления;
все процессы получения меламина из карбамида сопровождаются образованием
большого количества стехиометрической смеси аммиака и двуокиси углерода. Наиболее
рациональным способом использования этих газов является их рециркуляция в процессе
производства карбамида. Способы высокого давления создают наилучшие условия для
такой рециркуляции.
В каталитических способах низкого давления конденсация-абсорбция отходящих газов
позволяет получить лишь разбавленные водные растворы УАС. Однако при всех плюсах
процессы с высоким давлением требуют более высоких энергетических затрат.
Опасность Меламина
Меламин применяется при производстве ускорителей роста растений (fertilizers) а также в
качестве небелкового источника азота для домашнего скота. Однако в 1978 г. был сделан
вывод о неприемлемости меламина как небелкового источника азота, т.к. он медленнее и
недостаточно полно гидролизуется по сравнению с другими, например, мочевиной .
Меламин неэтично используется при производстве пищевых продуктов для повышения
измеряемой при анализе концентрации белка. При анализе методами Kjeldah и Dumas
содержание белка измеряется по содержанию азота.
Хотя сам по себе меламин не считается ядовитым, однако в сочетании с другими
компонентами он может вызывать заболевания. Красители, используемые в производстве
меламина, часто содержат тяжёлые металлы - свинец, кадмий, марганец. Посуда из
меламина может выделять формальдегид (меламин содержит формальдегид, который
используют при изготовлении пленки ДСП и сырья для дезинфекции).
Отравление меламином может вызывать экземы, влиять на заболевания верхних
дыхательных путей, а также почек, печени и селезенки. Потенциально каждодневное
употребление в течение длительного периода времени пищи, содержащей меламин, может
5
привести к отравлению. Симптоматика отравления меламином
употребления, общая вялость, чрезмерное употребление воды.
-
рвота
после
В 2007 г. из-за употребления произведенного в Китае корма с содержанием меламина
заболели и погибли тысячи собак и кошек в США. Как стало известно, меламин
добавлялся китайскими производителями для искусственного повышения показателей
протеина в кормах для животных и пищевых продуктах.
В октябре 2008 г. выяснилось, что компании-производители пищи добавляли меламин в
пищу для повышения концентрации белка. Меламин добавлялся в такие продукты, как
молоко (сухое и обычное), шоколадные батончики, растворимый кофе, драже и печенье.
Меламин обнаружился в продуктах компаний «Cadbury», «Guanshengyuan», «Nestle» и
других. Nestle производит популярные шоколадные батончики «Mars», «Snikers» и «Kit
Kat» а также драже «M&M's», которые до сих пор не были изъяты из магазинов, хотя
представители компании Nestle в СНГ попытались заверить общественность об их
безопасности. Число детей, отравившихся в Китае некачественной молочной продукцией,
уже составило около 53 тысяч, погибло четверо детей и 100 находятся в критическом
состоянии.
Кроме того, раньше также были известны случаи, когда меламин добавлялся в материал
при производстве посуды. Такая посуда популярна среди населения и ее можно легко
приобрести в любом магазине, более того, материал производства очень часто указан. В
случаях, когда материал производства посуды не указывается, ее можно отличить по
следующим признакам: легкая и не бьющаяся, легко моется, намного легче стеклянной
или фарфоровой. Издает глухой, трескучий, "мертвый" звук, если постучать по ней
деревянной палочкой, как правило, молочно белого цвета. Испытания на крысах показали,
что животные, поевшие из меламиновой посуды, заболевали раком, а у многих отмечались
также мутагенные изменения.
Вопросы:
Другое название Меламина.
Что служит основным сырьем для получения меламина?
Кто впервые получил Меламин?
В каких производствах используется меламин?
Что вызывает отравление меламином?
Как и где используются механические и электрические свойства меланина?
Кто первым в мире разработал непрерывный процесс получения меламина из
дициандиамида?
8. На чем основаны разработки фирм Montedison (Италия), NissanChemical (Япония)?
9. Что следует из материалов иностранных фирм?
10. Чем сопровождаются все процессы получения меламина из карбамида?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
6
Список литературы



http://acproekt.ru
http://www.genon.ru
http://www.newchemistry.ru
дополнительная информация:






7
ru.wikipedia.org- статья о меламине в Википедии
rian.ru- справка о химическом веществе меламин
gzt.ru- В Россию потекли меламиновые реки. Меламиновый скандал
prpc.ru- Роковая посуда. О посуде, содержащей меламин
sibsona.ru- Пластмассовая посуда ядовита!
news.finance.ua- Меламин: отрава в свободной продаже
8