甲醛的生产-生产工艺流程的组织

石油化工产品生产技术项目四甲醛的生产知识点2:铁钼法生产工艺流程的组织生产工艺流程的组织任务四铁钼法生产工艺流程的组织目前世界上采用铁钼法的生产装置约30%,最具代表性的生产工艺是瑞典PerstorpFormox工艺和丹麦Topsoe工艺。瑞典PerstorpFormox公司是世界上著名的铁钼法甲醛技术的所有者和甲醛生产者之一,在我国已有多套装置,我国引进第一套PerstorpFormox的甲醛装置在1996年一次开车成功。这些装置经过几年实践,运行工况平稳,评价较好。1.瑞典PerstorpFormox甲醛工艺表4-9PerstorpFormox工艺的消耗指标甲醇/kg蒸汽/kg工艺水/kg冷却水/m2电/kW·h催化剂/g421~426-450~-70040040~5060~700.04~0.052.Topsoe(托普索)甲醛工艺托普索过剩空气甲醛工艺有以下主要步骤:甲醇的蒸发→气态甲醇与空气和循环气的混合→在一个油冷管式催化反应器中甲醇的氧化→用工艺水或尿素溶液吸收甲醛→尾气的催化焚烧。3.Topsoe新工艺Topsoe最近宣布了其工艺的新进展,新工艺使用了两台串联的反应器(如图4-13所示)。串联反应器方案具有较低资金费用、较低电力消耗、较高蒸汽产量、产品中甲醇含量较低、催化剂更换可在减低负荷下进行等优点。4.我国铁钼法工艺安阳塑料厂建成我国第一套铁钼法甲醛生产装置,由于早期使用的催化剂活性差、寿命短,致使能耗高而没有得到进一步推广。直至20世纪90年代又引进数套铁钼法生产装置,同时我国也自行开发建设了铁钼法装置。目前国内厂家工艺方法与瑞典Perstorp为代表的工艺流程大同小异,其消耗指标也比较接近。表4-12不同浓度铁钼法原料消耗对比表原材料甲醛浓度37%(甲醇最大含量1.0%)甲醛浓度55%(甲醇最大含量1.5%)甲醇/kg电/kW·h工艺水/kg催化剂/kg蒸汽(最高1.96MPa)/kg426~42875~854000.04~0.05-450~690633~636110~1261100.06~0.07-670~-10255.银法和铁钼法工艺的比较采用铁钼法生产工艺可生产37%~55%的甲醛产品。与银法生产工艺相比,铁钼法可不设甲醇回收塔。由于采用过量空气,每摩尔甲醇蒸气需要13mol空气才能保证装置的安全运行,大量的空气使得装置的所有设备和管道与银法相比要大得多。这也是铁钼法工艺的投资比银法高得多的主要原因。铁钼法工艺优点：是甲醇转化率可达95%~99%,甲醇消耗低、催化剂寿命长(达1年以上),副产蒸汽多,产品浓度高(可达55%~58%),产品含醇量低,可直接用于下游产品的生产,杂质较少;缺点：是工艺流程较长,投资相对较大,电耗较高。对于小规模的生产装置,铁钼法的经济效益不如银法,因此铁钼法适合50kt/a以上的较大型甲醛装置。技术经济指标银法铁钼法投资比甲醇单耗（kg/t）能耗节余（美元/t）生产成本比1.00445～4706.21.01.15～1.30420～43711.91.0工艺指标：甲醇质量分数（空气中）/%反应温度/℃催化剂寿命/月＞37600～7003～6＜7280～35012～18反应效果：甲醛质量分数/%产品醇含量/%产品酸含量/（mg/kg）收率/%37～404～8100～20086～9055～600.5～1.5200～30095～98催化剂：组分对毒物敏感度失活原因电解银或载体银大烧结或中毒Fe-Me小Mo升华5.银法和铁钼法工艺的比较表4-13银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标比较石油化工产品生产技术项目四甲醛的生产知识点1:银法生产工艺流程的组织生产工艺流程的组织任务四银法生产工艺流程的组织银法生产甲醛的工艺流程因银的来源不同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。同时对甲醛溶液的要求不同和企业自身特点,生产工艺略有差别,最具代表性的工艺有英国ICI、日本MGC和法国煤化学生产工艺。国内的银催化氧化法分传统工艺和尾气循环工艺。1.传统银法工艺流程原料气(在爆炸极限以上的甲醇与空气混合气)经反应器中的银催化剂(浮石载银或电解银)进行氧化、脱氢反应。通过甲醇、空气及加入的水蒸气的比例控制反应温度在600~680℃。反应后的气体经塔内以水为吸收剂循环吸收,得到37%~42%的工业甲醛。2.尾气循环工艺流程尾气循环法的特点在于在没有蒸馏的情况下能生产39%~55%(质量分数)的高浓度甲醛,甲醇含量小于1.2%。甲酸含量比铁钼法还低,约50×10-6

以下,因此可不必用离子交换法除去甲酸,可免除对环境的污染。吸收塔顶排出的气体除部分循环使用,其余的可用做燃料副产水蒸气,约每吨甲醛回收0.5t水蒸气。尾气循环法与传统银法相比,甲醇转化率和甲醛收率提高。甲醇单耗下降,但电耗和设备投资增高。3.法国煤化学公司甲醇氧化脱氢制甲醛工艺流程法国煤化学公司以甲醇氧化脱氢制37%甲醛水溶液。其中甲醇含量为1%~1.5%,甲酸含量小于150mg/L。4.英国ICI公司的甲醇氧化脱氢法甲醛生产工艺流程本工艺可以在高的或低的转化率下操作,生产出溶液浓度为37%~42%甲醛和3%~15%甲醇的产品。这些溶液如需要,可以直接使用或进入蒸馏塔进行提纯。在蒸馏塔里甲醇离开塔顶,再循环到蒸发器中,而含37%~50%甲醛和0.5%甲醇的产品由塔底流出,产品中甲酸的含量小于0.01%5.我国甲醛生产工艺流程（1）甲醇循环法其特点是控制较低的反应温度，以减少副反应，吸收塔采出的甲醛溶液再经蒸馏脱除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装置，投资较高，操作较复杂。为降低消耗,我国生产厂家对传统的生产工艺进行了优化和改进,形成了循环法生产工艺。循环法生产工艺可分为甲醇循环法和尾气循环法两种工艺。5.我国甲醛生产工艺流程表4-8甲醇循环新工艺与传统工艺对比表原材料消耗传统工艺甲醇循环新工艺银法银法铁钼法甲醇单耗/(kg/t)电/kW·h冷却水/(m3/t)副产蒸汽/(t/t)430~4402020~30-0.2~-0.5420~4307020-0.6425~4401812-1.05.我国甲醛生产工艺流程（2）尾气循环工艺尾气循环工艺是将尾气总量的40%～50%作为循环气体返回反应器，其作用有二，其一是回收利用反应热，其二因为将接近一半的尾气循环，尾气热值高，可以取消甲醇过热器，减少了排放的尾气量，减轻了尾气处理的负荷，可在一定程度上降低甲醛生产能耗，还可生产较高浓度的甲醛，是目前较为先进的新工艺。我国的“尾气循环工艺”是以甲醛生产过程的部分尾气(或尾气燃烧后的部分废气,也称烟道气)与水作为热稳定剂带走反应过程中的多余热量,来稳