МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕСРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 80

Деловая игра

Тема: «Производство метанола»

Урок проводится в форме оперативного совещанияпо итогам экскурсии на ОАО «Тольяттиазот»

Тольятти 2013

Повестка совещания (тема урока): «Организация производства метанола на химическом заводе

«Тольяттиазот»

Задачи урока:- изучить общие принципы производства метанола;- познакомить учащихся с химическими профессиями, связанными с производством метанола;- продолжить работу по развитию творческой активности учащихся и умений самостоятельно приобретать знания.

Оборудование: Компьютер, проектор, экран, презентация учащихся на тему: «Производство метанола».

Урок начинается с вступительного слова учителя: «Сегодня мы проводим наш урок по итогам экскурсии на ОАО «Тольяттиазот». Урок наш будет необычным. В ходе его каждый из вас, используя имеющиеся знания по производству метанола, выступит в качестве специалиста одной из профессий данного производства. Вашей задачей является рассмотрение технологического процесса синтеза метанола на ОАО «ТоАЗ». Проводить совещание будет директор.

Директор: метанол впервые был обнаружен в продуктах сухой перегонки древесины 340 лет назад. Но потребовалось почти 2 столетия, чтобы выделить его в чистом виде. В 1923 году впервые было освоено промышленное производство метилового спирта из оксида углерода (II) и водорода под давлением 25-35 МПа на цинк-хромовом катализаторе при температурах 320-3800С. Это были первые шаги, а нынче его производство исчисляется в мире миллионами тонн. Движущие силы этого грандиозного развития заключаются в том, что метанол является продуктом многоцелевого назначения.Сфера использования метанола в химической промышленности необычайно широка: производство формалина, карбамидных смол, синтетических каучуков, уксусной кислоты, химических средств защиты растений, поливинилового спирта. Его используют в производстве фотопленки, различных аминов, красителей, а также в лакокрасочной промышленности.Использование метанола как топлива известно более 150 лет. В наше время метанол используют как топливо для двигателей внутреннего сгорания. Металлургия испытывает потребность в восстановительных газах. Такие газы можно получить конверсией метанола. Метанол может быть использован для получения синтетического протеина. Это новая страница в биологических методах производства кормового белка для сельского хозяйства.Сегодня мы рассмотрим, как организовано производство этого бесценного сырья на нашем заводе. Слово предоставляется технологам.

Технологи: в основе синтеза метанола лежат следующие химические реакции:CO + 2H2 ↔ CH3OH + 90,73 кДж. По классификации:

реакция соединения; идет с уменьшением объемов; обратимая; каталитическая; экзотермическая.

CO2 + 3H2 ↔ CH3OH + H2O + 49,53 кДж. По классификации: обратимая; экзотермическая; каталитическая; идет с уменьшением объемов.

Условия проведения реакций: to = 200-260 0С, Р = 9 МПаТехнологическая схема производства метанола состоит из следующих стадий:

1. Сатурация природного газа (насыщение паром природного газа) до соотношения: метан : вода – 1 : 1,4.

2. Парокислородная конверсия природного газа (получение метана из природного газа в шахтном конверторе на никелевых катализаторах).

3. Частичная очистка конвертированного газа от оксида углерода (IV) (процесс абсорбции CO2 раствором моноэтаноламина МЭА – процесс идет с выделением тепла).

4. Осушка конвертированного газа в абсорберах алюмогелем от H2O, H2S, CO2.5. Сжатие свежего газа от 1,6 до 9 МПа.6. Синтез метанола сырца.7. Ректификация метанола (очистка метанола от примесей).8. Склад метанола.

Директор: группа главного инженера расскажет нам, какие аппараты используются на каждой стадии производства метанола.Группа главного инженера:

1) Сатуратор (колонный аппарат с насадкой из керамических колец).2) Шахтный конвертор (колонный аппарат с катализатором внутри). В нем

поддерживается давление, температура, состав парокислородной смеси, объем природного газа. Реакция идет с выделением теплоты. Тепло утилизируется в котле-утилизаторе для получения из воды пара. Пар используется дальше.

3) Абсорбер (колонный аппарат с «тарелками», насадкой из керамических колец, форсункой для орошения раствором).

4) Регенератор (колонный аппарат с «тарелками» для восстановления МЭА раствора).

5) Теплообменники.6) Насосы.7) Компрессор.8) Колонна синтеза (аппарат с насадкой из катализатора). 9) Холодильник-конденсатор (охлаждает газ и конденсирует метанол).10) Сепаратор (отделяет газ от жидкости).11) Теплообменник.12) Колонна ректификации (колонный аппарат с «тарелками»).13) Насосы (дозаторы).14) Емкости.

Директор: задания технологам: «Рассчитайте сколько по массе и по объему (при н.у.) необходимо природного газа с массовой долей метана 98% для получения 1 т метанола по уравнениям реакций:

(1) СН4 + 2 Н2О ↔ 3Н2 + СО(2) CO + 2H2 ↔ CH3OH + 90,73 кДжДиректор предоставляет слово отделу кадров.

Группа отдела кадров: на нашем производстве требуются следующие специальности:1.инженер-технолог;2.лаборант химической лаборатории;3.аппаратчик химического предприятия;4.техник-технолог.

Директор предоставляет слово отделу охраны окружающей среды и техники безопасности.Группа охраны окружающей среды и техники безопасности:

Метанол – яд. 5-10 мл метанола, принятое внутрь, вызывает тяжелое отравление, ведущее к слепоте; большая доза метанола может привести к смерти. Отравление метанолом возможно через органы дыхания, через кожу. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе помещения, где работает человек – 5 мг/м3. Пары метанола образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Об этом нужно всегда помнить при обращении с метанолом. Поэтому на производстве предусмотрены мероприятия, направленные на охрану труда:1.своевременный ремонт вентиляции;

2.строгое соблюдение технологического режима;3.применение средств индивидуальной защиты.

Директор: подводя итог нашему совещанию, необходимо отметить, что современная технология должна исключить пагубное воздействие на мир живой природы и самого человека.

Синтез метанола – одна из тех технологий, которые позволяют поддерживать в природе гомеостатическое состояние (т.к. в качестве сырья используют СО угарный газ), поэтому его использование имеет большое экологическое значение. Технология синтетического метанола вписывается в природное равновесие, не нарушая его.