甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程

1、精选优质文档-倾情为你奉上For personal use only in study and research; not for commercial use甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。采用甲醇空气氧化法生产甲醛，主要有两种不同的工艺，其一是以电解银，浮石银为催化剂的银法工艺，使用这种方法时，甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ，即在甲醇过量的情况下操作，由于反应氧化不足，反应温度较高，有脱氢反应同时发生，所以又称之为氧化脱氢工艺。其二是以Fe2O3 - Mo

2、O 作为催化剂的铁法工艺，此法是在空气甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于6.7 %) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。国内普遍采用的“银催化法”。银催化氧化总反应是一个放热反应过程，副反应较多，其副产物有CO、CO2、H2、HCOOH、HCOOCH3等，在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。 主反应：CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O +156.557 KJ/molCH3OH =CH2O+H2 -85.270 KJ/molH2+1/2 O2= H2O +241.827 KJ/mol副反应：CH3OH+O2=CO+2H2O

3、 +393.009 KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O +675.998 KJ/mol CH3OH+1/2O2=HCOOH +246.73 KJ/mol HCOOH=CO+H2O -10.278 KJ/mol 2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成：配制原料混合气，氧化反应，吸收，尾气燃烧及余热回收。空气包装蒸发过滤高位槽计量甲醇氢气输送加热阻火器氧化脱氢余热锅炉冷却废气锅炉过滤成品甲醛喷淋吸收计量尾气过滤罗茨风机图1 简单工艺流程图2.1原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送，保证生产的连续性和安全性2.2蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备，即

4、制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气（生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽），在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态，同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气，为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽（或尾气）以导走多余的反应热。2.3过热、阻火、净化工序本工序的任务是使三元混合原料气过热以保持气态，防止冷凝，并通过过滤、净化为下道工序作好准备。阻火目的为防止回火，以保证蒸发器的安全。2.4 氧化工序本工序的任务是负责将原料甲醇转化为甲醛，是生产的关键工序。影响转化的主要因素有：（1）反应温度 主反应中的氧化反应系放热反应，因此升温对反应不利，但即使在高温下，氧化反应的平衡常数仍很大

5、，反应几乎仍可进行到底，甲醇氧化反应在200以上各种温度范围内都可进行。而主反应中的脱氢反应系吸热反应，因此升温对反应有利，随着温度的升高，甲醇脱氢反应的平衡转化率增大，但在627以后再升高温度，平衡转化率增大已不十分显著。另外，从反应温度对反应速度的关系看，随着反应温度的升高反应速度将迅速加快，因此选择较高的反应温度对脱氢反应较为有利。但温度也不能太高，太高则消耗甲醇的副反应也会加剧，电解银催化剂的熔结现象也会加重，使其活性受到影响。所以，在一定条件下，反应温度还取决于催化剂的活性和热稳定性。 因此，综合以上因素，结合本系统的条件反应温度一般选择在610-650为宜。（2）氧醇比 从生成甲醛

6、的反应式可见，增加氧量无论对氧化反应还是对脱氢反应都有利，但如氧量太多，则对生成碳氧化物的副反应也有利。同时氧醇比的大小还涉及生产的安全性，银法生产甲醛是在甲醇的爆炸范围的上限以上进行，即在甲醇过量空气不足情况下进行生产。因此，正常生产时，在足够量的水蒸气存在下，氧醇比一般取0.380.42。（3）配料浓度 配料浓度中的水大部分来自水蒸气，水蒸气起维持反应温度的作用。适当增大原料气中水蒸气的量，有可能提高氧醇比，使反应在较低的温度下进行时，仍得到满意的转化效果。但水蒸气量不能太大，太大将影响吸收效果。（4）空速 空速即单位时间、单位体积催化剂上所通过的标准状态下的原料气体积数。空速的大小决定原

7、料气在催化剂层的停留时间。一般空速高生产能力大，有利于抑制副反应。但如果空速太大则原料气在催化剂层的停留时间太短，减少了原料气与催化剂的接触机会，反应不完全，产率将反而下降。空速太小则原料气在催化剂层的停留时间太长，会增加副反应。一般银法的停留时间取0020005s。既空速为。甲醛在高温下很不稳定，易分解成一氧化碳和氢气，故需将生成物急速冷却。2.5吸收工序 本工序任务是用水将气态甲醛尽可能多地吸收下来，以制成3748甲醛水溶液。影响吸收的主要因素（1）温度 一般地讲气体分子动能较大，使其溶解在液体里必须减小它的动能，将其一部分热量带走，同时甲醛溶解于水的过程是一个放热过程，降低温度对吸收有利

8、。但是吸收温度也不能太低，因甲醛在低温度时易聚合，因此，必须适当控制吸收温度。（2）气速 操作气速是影响塔生产能力和吸收能力的一个重要因素。甲醛的溶解度较大，因此吸收过程的总阻力主要为气相一侧的阻力，吸收速率主要受气相一侧的阻力所控制，即甲醛的吸收是气膜控制，所以塔内的实际操作气速在可能的条件下尽量取大。对填料塔而言，一般气体空塔速度取0.2 1.5米秒。（3）喷淋密度 为使吸收能顺利地进行，必须在填料塔内能足够地润湿填料的表面，保证有一定的喷淋密度，一般喷淋密度应不小于5米3小时米2。一塔和二塔的填料段均采用吸收液自身循环的方式。（4）二塔的加水量 为使二塔能有效地发挥吸收作用，必须在满足产

9、品浓度的同时，有一定的加水量，因此配料水蒸气量的选取还必须同时考虑二塔加水量的大小。经吸收后的尾气送尾气锅炉用作燃料，生产蒸汽供生产系统使用。2.6 储存工序本工序的任务是负责成品甲醛的收集、储存及输送。经吸收塔循环吸收后的合格甲醛送至甲醛中间贮槽，经化验合格后送入成品贮槽进行储存。2.7 尾气处理工序 本工序的任务是负责尾气处理器的操作，利用生产系统尾气中的能量和解决系统废气排放的污染问题。专心-专注-专业仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwende