甲醛生产工艺探究

1、甲醛生产工艺探究甲醛生产工艺探究甲醛生产工艺探究卓越101杨帆学号10101638摘要：甲醛是一种十分重要的工业原料，本文介绍了甲醛生产的原理以及常用的几种甲醛生产方法，对了解甲醛的生产工艺有所帮助。背景甲醛是一种无色，有强烈刺激型气味的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。易溶于水和乙醇，3540%勺甲醛水溶液叫做福尔马林。该品为强还原剂，在微量碱性时还原性更强。在空气中能缓慢氧化成甲酸。能与水、乙醇、丙酮等有机溶剂按任意比例混溶。pH2.84.0。相对密度（d2525）1.0811.085g/mL。熔点-118，沸点-19.5。折光率（n20D）1.3746。闪

2、点60Co易燃。低毒，半数致死量（大鼠，经口）800mG/kG其蒸气能强烈刺激粘膜、具有致癌性、属于高毒物甲醛分子中有醛基生缩聚反应，得到酚醛树脂（电木）。甲醛是一种重要的有机原料，主要用于塑料工业（如制酚醛树脂、脲醛塑料电玉）、合成纤维（如合成维尼纶聚乙烯醇缩甲醛）、皮革工业、医药、染料等。生产现状甲醛的全球总生产量大约在2500万吨左右，目前甲醛的生产方法主要有甲烷氧化法此法为在含有0.98甲烷的天然气和空气的混合气中加入0.08%的用作催化剂的硝酸蒸气，与400600oC使其反应因为声场的甲醛易于分解，易于燃烧，而不得不抑制反应速率，也增加了未反应气体的循环量，因此在未开发成功经济的工艺

3、之前，该法没有得到推广高级烃氧化法高级烃氧化法为使乙烷、丙烷、丁烷等烷烃氧化，再生成醋酸，乙醇、丙醇、乙炔、丙酮等副产物时，制得甲醛的方法，然而仅在特殊条件下，该法方能被认为是合理的甲醇氧化制甲醛该法的优点是单程收率高，产品浓度高，工艺技术成熟，甲醇转化率高，催化剂使用寿命长，适用于大批量生产但是该生产方法单耗高，反应流程长，耗电较多。该方法是现在采用最多的生产方法，生产方法中常用的催化剂有银催化剂和铁钼催化剂法两种。我们主要来介绍此种甲醛生产工艺。甲醇氧化法制甲醛该法的历史长，以德国BASF公司技术力代表。其优点是工艺成熟，流程较短，投资少，电耗较低，热量可充分利用，单系列生产能力大；缺点是

4、甲醇消耗较高，催化剂寿命较短，产品甲醛溶液中残留的甲醇和甲酸等杂质较多。目前世界甲醛生产能力约70采用该生产工艺。因银的来源不同，该工艺又可分为电解银催化剂(又称为中国银法)和浮石银法；按尾气是否循环，又可分为循环工艺和非循环工艺。同时对甲醛溶液的不同要求和企业自身特点，生产工艺略有改进，最具代表性的工艺有英国ICI公司、日本MG必司的生产工艺和法国煤化学生产工艺。2.铁钼催化剂法1933年，德国首次公布了以铁一氧化钼为催化剂的生产方法。该工艺一经闻世就得得到了各个工业国家的欢迎。到1978年，美国采用铁钼法生产的甲醛装置就达14。采用铁钼法生产工艺，可生产37一55的甲醛产品，与银法生产工艺

5、相比，铁钼法可不用甲醇回收塔，由于采用过量空气，每摩尔甲醚蒸气需要13mol的空气，才能保证装置的安全运行，大量的空气存在，使得装置的所有设备和管道与银法相比都要大得多。这也是铁钼法工艺的投资比银法的投资高得较多的主要原因。对于小规模的生产装置来看，铁钼法的经济效益不如银法的生产装置，因此铁钼法适合50kt/a以上的较大型甲醛装置。典型消耗见表11。铁铝法工艺的优点是装置规模较大，甲醇转化率可达95%99%,甲醇消耗低、催化剂寿命长(达一年以上)，副产蒸汽多，产品浓度高(可达55一58)，产品醇含量低，可直接用予下游产品生产，杂质较少；缺点是工艺流程较长，投资相对较大，电耗较高。目前世界上采用

6、铁钼法的生产装置约30左右。最具代表性的生产工艺是PerstorpFormox工艺和Topsoe工艺生产工艺原理及流程当甲醇、空气和水蒸气的原料混合进入反应器在催化剂上发生催化剂作用而量成甲醛时，其主要反应是氧化，脱氢反应。CH3OH+1/2O2HCHO+H2O+3762Kca1(1)CH3OH?HCHO+H2-2167Kca1(2)甲醇氧化反应(1)在200左右开始进行，因此经预热进入反应器的原料混合器，必须用电热器点火燃烧，当催化床温度升至200左右，反应(1)开始缓慢进行，它是一个放热反应，放出的热量使催化床随着温度的升高至使氧化反应(1)不断加快，所以点火后催化床的温度升高非常迅速。甲

7、醇脱氢反应(2)存低温时几乎不进行，当催化床温度达600左右，反应(2)成为生成醛的主要反应之一。脱氢反应是一个强吸热反应，故有反应(2)的发生。对控制催化床的温度升高是有利的。脱氢反应是一个可逆反应，所谓可逆反应就是甲醇脱氢生成醛的同时，甲醛与氢也可向生成甲醇的方向进行，这类反应在化学反应中可用可逆符号来代替的。当原料混合气中的氧与脱氢反应生成的氢化合为水时，可使脱氢反应不断向生成甲醛的方向移动，从而提高了甲醇的转化率。反应放出的热量除抵消脱氧所需的热量，反应气体升温和反应器向周围环境的散去热量外，还有剩余。因此生产上不仅不需要外界供热，而且还必须在原料混合气中引进水蒸气，利用水蒸气的升温带

8、热作用，将多余的热量从反应系统中移去，使反应能正常进行下去。此外，在反应器中还发生下列副反应。CH3OH+2O2CO2+2H2O+161.22Kal(3)CH3OH+O2CO+2H2O+93.7Kal(4)HCHO+1/2O2HCOOH(5)反应(3)是用甲醇的完全燃烧，反应(4)是甲醇的不完垒燃烧，它们都消耗了甲醇的放出大量的反应热，而得不到产品甲醛，反应(5)是用醛的氧化，将产生甲醛深度氧化生成对设备有害的甲酸或继续分解为氧化碳从塔顶排放，这些副反应的存在都要降低反应产率，在生产中通过控制一定的反应条件，尽可能减少以上副反应的发生。两种生产甲醇的工艺都有固定的尾气循环工艺，尾气循环工艺流程

9、使一部份尾气至尾气处理器燃烧，回收热能，一部份尾气循环至混合器作为反应热的稳定剂。尾气循环工艺比传统工艺具有甲醇转化率高，单耗低以及生产不同浓度的甲醛等优点。另外，甲醇循环法也是常见的生产流程优化工艺方式，甲醇循环法又叫不完全转化法，具有比较悠久的历史，目前国内采用甲醇循环法的厂家还不多。其特点是控制较低的反应温度，以减少副反应，吸收塔采用的甲醛溶液再经蒸馏脱出大部分未反应的甲醇和水，脱出的原料甲醇和水作为原料回用，所以甲醛浓度高，而甲醇单耗低。但需要增加一套精馏设备，投资较高，操作较复杂。盘锦辽河油田研制出薪的甲醇循环法则可不需另外增设精馏塔，而利用反应热积甲醛溶鼹热达到在吸收塔内脱醇脱水的

10、目的。利用该技术对辽河油田的1万吨，年甲醛装置进行了技术改造并取得了成功。该装置的甲醇蒸发器采用复合式蒸发器，新蒸发器的阻力较小。采用该工艺后，单位产品甲醇单耗及公用工程消耗均有较大幅度的降低。铁钼法生产甲醛流程图银法生产甲醛流程图甲醛生产的控制条件从化工生产经验来看，很大一部分化工装置非计划停车与工艺操作和管理不善有关。影响甲醛生产的工艺因素很复杂，简单的可以归纳为：确定合适的氧醇比非常重要。氧醇比太低可能会影响甲醇的转化率，使产品中醇含量过高；太高则会产生大量的副反应，配料蒸汽消耗大，既浪费蒸汽，又影响吸收塔的吸收效果，使甲醛成本增加。根据甲醇装置的生产经验，对银法工艺来说，氧醇比控制在0

11、.380.44之间比较恰当。（2）反应温度反应温度的高低决定着反应速度的快慢，但温度太高，副反应增加，杂质太多，且对催化剂使用寿命影响很大；反应温度太低，反应速度较慢，实现不了生产目标。一般来说，不同的气体组成对应着一个最佳的温度范围，但在工业生产中，要找到这个最佳温度值是比较困难的，只能靠经验和理论推算，甲醛生产的最佳温度在600700OC的范围内，如果催化剂允许，可再适当提高一些，在这个范围内再适当提高反应温度，可提高甲醇的转化率和甲醛的收率。（3）开车准备与点火时间一般来说，开车阶段的准备工作将影响到催化剂性能的有效发挥，不仅影响开车初期的单耗和产品质量，而且关系到催化剂的活性诱导期的长短和催化剂的全程效果。因此，做好开车准备，对缩短开车进城、把握适当的点火时机具有关键作用。结语甲醛是一种十分重要的工业生产原料，目前主要