年产25万吨甲醛生产工艺设计
年产25万吨甲醛生产工艺设计
摘要本设计为年产25万吨37%甲醛水溶液的生产工艺初步设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置的安全生产与“三废”治理作了相关讨论并进行经济的初步核算。
本设计配有设计说明书一本，附图4张。说明书包括1：总论；2：工艺流程的选择及论证；3：年产25万吨37%甲醛水溶液工艺计算；4：非标准设备的计算及定性设备的选型；5：工艺管道计算；6：安全以及“三废”治理；7：技术经济初步核算。图纸包括：1 带控制点的工艺管道及工艺流程图；2 氧化器装配图；3 装置平面图；4 装置立面图。
关键词甲醛甲醇氧化工艺电解银
The manufacturing process of Formaldehyde 250000 tons per year
Abstract:The design is primary for the manufacturing process of formaldehyde 250000 tons per year,and adopts Ag as catalyst According to the design,the craft production way of formaldehyde was selected and the technology was investiged.The main equipments and pipes were designed or selected.At the sane time,safely producing and dealing with”three waste “were argued and technology economic was originally estimated.
The design consists of an instruction book and a series of diagram.
The instruction book includes:1.Introduction.2.Choice and demonstration of the technological process.3.250000 tons per year 37% formaldehyde crafts for production were designde.4.It is not a selecting type of the equipment of calculation and finalizing the design of the standard device.5.Thecraft pipeline calculating.6.Security and abatement of”three waste”.7.Economic initial estimate of technoligy. The diagram include:1.The pipeline of the device and process flow sheet with controlled piot.2.Assemblage chart of the oxidator.3.Plane figure of the device.4.The blueprints of factory.
Key words:formaldehyde;Methanol;Oxidation;Technology;Electrolysis Silver
目录
前言 5
1 绪论 6
1.1 我国甲醛工业的发展过程 6
1.1.1 起步阶段 6
1.1.2 发展阶段 6
1.1.3 快速增长阶段 6
1.2 我国甲醛工业的现状 7
1.2.1 生产工艺7
1.2.2 生产能力和产量7
1.2.3 技术指标7
1. 3 影响我国甲醛价格的主要因素9
1.3.1 生产成本9
1.3.2 下游需求状况9
1.3.3 地区差异9
1.4 产品说明9
1.4.1 产品名称9
1.4.2 产品性质9
1.5 产品用途11
1.6 原材料说明11
1.7 甲醛工业的发展趋势 12
1.7.1 改进催化剂的性能 12
1.7.2 高浓度甲醛工艺发展趋势12
1.7.3 设备集约化12
1.7.4 规模大型化12
1.7.5 产品简介12
1.8 甲醛的主要技术指标 13
2 合成方法及生产技术比较13
2.1 甲醛的合成方法13
2.1 .1 银催化剂法13
2.1 .2 铁钼催化剂法13
2.1 .3 甲缩醛氧化法13
2.1 .4 二甲醚氧化法14
2.1 .5 低碳烷烃直接氧化法14
2.2 生产工艺比较14
2.2 .1 工艺技术比较15
2.2.2 银催化剂法和铁钼催化剂法的特点的比较15
2.3 国内外甲醛装置能耗比较15
3 工艺流程介绍16
3.1 流程说明16
3.2 生产工艺影响因素17
3.2.1 反应器的结构与状态17
3.2.2 催化剂的性能和状态17
3.2.3 反应温度18
3.2.4 氧醇比18
3.2.5 水醇比18
3.2.6 停留时间和空间速度18
3.2.7反应压力19
3.2.8 原料混合气的纯度 19
3.3 主要工艺指标19
4 安全与“三废”处理21
4.1工艺物料特性及防护措施21
4.2 三废处理21
4.2.1 废气处理21
4.2.2 废水处理22
4.2.3噪声防治22
结束语23
主要参考文献24
前言
甲醛是重要的有机化工基础原料，是甲醇最重要的衍生物产品之一，甲醛的用途十分广泛，主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。目前甲酴的生产均采用甲醇为原料，银催化剂，经空气氧化得到，其浓度为37%左右，其余为水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林，是常用的杀菌剂和防腐剂。
甲醛是脂肪族中的最简单的醛，化学性质十分活泼。甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。1868年，A.M.Hoffmann 使用铂催化剂，用空气氧化甲醇合成了甲醛，并且确定了它的化学特性。1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。1910年，由于酚醛树脂的开发成功，使甲醛工业得到了迅猛的发展。
随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究，其生产工艺的日渐完善，对甲醛生产设备的要求也在不断提高。工业甲醛生产典型的有机合成工艺，在我国已有近五十年的历史。我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步，其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。
从我国甲醛的生产现状看，结合毕业实习的相关内容，此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。在整个设计过程中，按照设计任务书的要求，对年产3万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算，对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算，同时也对装置的技术经济状况进行了初步估计。
由于本人能力有限，加上时间较为仓促，在整个设计中难免有错误和不足之处，敬请老师和同行批评指正。
1 绪论
1.1 我国甲醛工业的发展过程
1.1.1 起步阶段
20世纪50-60年代，以浮石银作催化剂的银法生产甲醛是我国甲醛工业的起步阶段。我国第一套甲醛生产装置是1956年9月由前苏联专家设计指导在上海溶剂厂兴建，设计能力仅为0.3万吨/年，采用浮石银作催化剂。1957年-1959年吉林化肥厂等三家企业相继建立了甲醛生产装置，上海溶液剂厂也将0.3万吨/年的装置扩大到1万吨/年。但到50年代末，我国工业甲醛的生产量仍然还不足4万吨（37%CH2O），产品主要用于生产乌洛托品等。
1965年-1969年，由于合成纤维和木材加工工业的发展，甲醛需求量增加，北京维尼纶厂、苏州助剂厂等一批采用浮石银作催化剂的甲醛生产装置先后投产，到60年代末生产厂达到10家，总生产能力扩大到10万吨/年。60年代后期由于开发聚甲醛树脂等对浓甲醛的需要，又自行开发了“铁钼氧化物”催化剂，吉林石井沟联合化工厂、安阳塑料厂先后采用“铁钼氧化物” 催化剂生产甲醛，但由于催化剂性能不佳和工艺落后以及安全性差等原因未能长期生产。1.1.2 发展阶段
上世界70-80年代的以电解银催化剂为主体的银法生产甲醛是我国甲醛工业日趋成熟的发展阶段。
20世纪70年代以后，我国甲醛工业无论在产能、生产技术还是在设备、节能和自动控制等方面都有了较大的改进和提高。随着反应热和尾气的燃烧热的利用，使甲醛生产装置由原来的“耗汽型”变成为“不耗汽型”或“外供蒸汽型”装置，至70年代末我国甲醛工业的产量接近40万吨/年。
20世纪80年代以后，由于木材加工业和甲醛下游产品发展的需要，我国甲醛工业又有了较大的发展，至80年代末生产甲醛厂家达51家，总生产能力超过80万吨/年。
1.1.3 快速增长阶段
20世纪90年代至今的银法生产甲醛和铁钼法生产甲醛同时发展是我国甲醛工业快速增长阶段。20世纪90年代，特别是90年代中后期，由于我国经济的快速发展，木材加工业、建材业、塑料工业的社会需求量的大幅度增加和小氮肥厂的转产等因素，我国甲醛工业进入快速增长时期，1990年-1999年的10年中，总生产能力翻了近3倍。在这一阶段国内多家企业从国外引进以铁钼氧化物作催化剂的铁钼催化法的甲醛生产装置，逐渐使我国铁钼催化法甲醛装置达到了国际同类装置的先进水平。与此同时，我国银催化法的甲醛装置也有了快速的发展。反应器等关键设备不断地得到改进，银催化剂的制备和应用也有了新的提高，原料甲醇单耗有了进一步的下降，生产控制技术也有了长足的进步，原料甲醛单耗又有了进一步的下降，装置规模趋向大型化，国内最大、世界第二的年产16万吨/年单套甲醛装置于2000在河北凯跃化工集团有限公司建成投产。
进入21世纪，我国甲醛工业仍保持持续发展的势头，2002年总生产能力已超过700万吨。迄今，总生产能力已超过840万吨/年（以37%HCHO计）。1.2 我国甲醛工业的现状
1.2.1 生产工艺
以甲醇为原料生产甲醛的工艺按催化剂的不同，分为银法和铁钼法两种不同的生产工艺。银法甲醛生产工艺中又有生产37%甲醛的传统银法和生产浓甲醛的废气循环法、尾气循环法及以本征控制技术为核心的大型甲醛生产新工艺等。在甲醇、水、空气所组成的原料混合气的配制工艺中又有浓甲醇蒸发后配制水蒸汽和甲醇、水配制后蒸发两种工艺；而吸收部分则有单塔吸收、双塔吸收和多塔吸收以及并流吸收等多种流程。此外，在装置的余热利用上又有多种形式的工艺流程，使装置的能量得到充分的合理利用。
1.2.2 生产能力和产量
我国工业甲醛的生产能力近十年内有很大的增长，据不完全统计，我国现有甲醛生产装置约380套，装置总能力超过720万吨，已居世界首位。目前我国银法装置的生产能力仍占绝大部分。铁钼法装置仅有10套，合计生产能力仅占国内生产能力的5%左右。从总体看，我国工业甲醛的单套装置能力较为偏小，平均仅为2万吨/套，最小的只有0.5万吨/套。其中，铁钼法中最大为8万吨/套，最小为1.5万吨/套；银法中最大为16万吨，最小为0.5万吨/套。由于我国甲醛工业总体发展较快，而下游衍生产品的发展和市场容量的扩大相对较慢，致使总体开工率却不高，现已从早期的80%左右降到50%左右，有的装置还常年处于停工状态。从表1—1中可以看出，我国甲醛生产厂家现主要集中在山东、广东、河北、江苏等地区。其中华北地区（包括山东、河北、天津、北京、山西五省市）的生产能力约占全国总生产能力的1/3，而西北地区的生产能力很小，还不到全国的1%。目前山东省是全国最大的甲醛生产地区，生产能力约117万吨/年；其次是河北地区（包括天津市和北京市），生产能力约89.5万吨/年；江苏省排名第三，生产能力约88万吨/年；第四位是广东省，生产能力约86万吨/年。
1.2.3 技术指标
（1）产品规格
多年来，我国生产的工业甲醛都是单一的37%（wt）浓度的水溶液，使用中存在浓度低、运输费用高和影响某些下游产品的加工性能及废水处理等问题。近年来，随着甲醛下游产品的发展和“铁钼法”生产甲醛技术的引进，甲醛产品的规格品种已开始向多种化工方向发展，现根据需要，可生产除37%（wt）浓度以外的37%-55%（wt）浓度的多种甲醛产品供应市场。
（2）产品质量
由于历史的原因，目前我国工业甲醛执行的产品标准仍是以37%（wt）浓度的产品，我国工业甲醛（37%）的质量大部分都达到优极品标准，有的还根据用户和自身的要求，严格控制酸度和甲醇含量等标准。但企业间仍存在一定的差异，少数企业优极品率低，质量波
动较大。
1. 3 影响我国甲醛价格的主要因素
近些年来我国甲醛行业发展很快，每年产销量增长速度都在10%以上，2004年我国甲醛产销量已突破了480万吨大关。脲醛树脂是甲醛行业最主要的下游产品，约占甲醛总消费量的60%以上，市场前景可观。近几年，我国甲醛市场的价
格变化比较大，总体来看，呈现一种上升走势。2001年为800元/吨，2002年为850元/吨，2003年上涨幅度很大，达到了1200元，2004年为1250元/吨。影响甲醛价格主要有以下三个因素：
1.3.1 生产成本。构成甲醛生产成本的有原料（甲醇）、电、水、催化剂、设备维护、人工及管理费用等，其中原料甲醇是最主要的生产成本，约占甲醛生产总成本的90%左右。这几年甲醛价格在不断上涨，其中一个重要原因就是甲醇价格的上涨。2001年的甲醇价格为1200元/吨，2002年不到1300元/吨，2003年2100元/吨，2004年为2200元/吨。可以看出，甲醛价格与甲醇价格基本上呈现一种线性关系。
1.3.2 下游需求状况。甲醛下游产品的需求量增长较快，拉动了甲醛产量的增大，但由于下游产品的价格相对较稳定，上升幅度小，在一定程度上制约了甲醛价格的提高。
1.3.3 地区差异。甲醛单位价值不太高，不适宜于长途运输，否则运费太贵，不合算，所以甲醛基本上是就地产销的产品，呈现明显的地域特征，各地区之间的价格差异比较大。目前来看，河北、山东等地的甲醛价格比较低，出厂价在1100~1200无左右的水平，而福建、广西、四川、重庆等地，甲醛价格相对较高，出厂价在1350~1500元左右的水平。
1.4 产品说明
1.4.1 产品名称：甲醛化学分子式：HCHO 分子量：30.03
1.4.2 产品性质
A.物理性质
甲醛又称蚁醛，是无色有强烈刺激性气味的气体，对空气的比重为1.06，略重于空气，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。其30%~40%的水溶液为福尔马林液，此溶液沸点为19℃。故在室温时极易挥发，随着温度的上升挥发速度加快。甲醛易聚合成多聚甲醛，其受热易发生解聚作用，并在室温下可缓慢释放甲醛。
表1-2 甲醛的物理性质计量单位:见表
项目数值
密度(g/cm3)
-80℃ 0.9151
-20℃ 0.8153
沸点(101.3kPa)/℃-19
熔点℃-118
汽化热(19℃)/(kj/mol)23
生成热(25℃)/(kj/mol)-116
标准自由能(25℃)/(k j/mol) -109.7
比热容J/(mol.k) 35.2
熵J/(mol.k) 218.6
燃烧热(kj/mol) 561～569
临界温度℃137.2～141.2
临界压力Mpa 6.81～6.66
空气中爆炸极限% 7.0～73
着火点℃430
B.化学性质
甲醛分子中含有醛基，具有典型的醛类的化学性质，同时又含有羰基碳原子键合的较为活泼的α-H，使甲醛的化学性质十分活泼，能参加与多种化学反应。在此只介绍几种重要的化学反应。
（1）加成反应
1）在有机溶剂中，甲醛与烯烃在酸催化下发生加成反应，通过这种反应，可由单制备双烯烃，并增加一个碳原子，例如甲醛与异丁烯反应得到异戊二烯。
2）在乙炔酮、乙炔银和乙炔汞催化剂存在下，单取代乙炔化合物与甲醛加成生成炔属醇（Reppe反应）。对乙炔来说，加上2mol甲醛，生成2-丁炔-1，4-二醇，2-丁炔-1，4-二醇进一步加氢生成重要的化学1，4-丁二醇。
3）在碱性溶液中，甲醛和氰化氢反应生成氰基甲醇。
（2）缩合反应
甲醇除自身外，能各多种醛、醇、酚、胺等化合物发生缩合反应。缩合反应是甲醛最重要的化学反应。
1）甲醛能发生自缩合反应，生成三聚甲醛或多聚甲醛。60%浓甲醛溶液在室温下长期放置就能自动聚合成三分子的环状聚合物。
2）在NaOH溶液中，甲醛自身缩合生成羟基乙醛。HOCH3CHO它能进一步快速与甲醛缩合生成碳水化合物，俗称Formose反应。
3）甲醛聚糖反应是已知的唯一一步合成碳水化合物的方法，它在生成物多元醇和甲醛生物工程利用中具有潜在的重要意义。在RhCl(Ph3P)和叔胺催化体系的作用下，在120℃3~12Mpa的条件下甲醛与合成气反应生成贩丙糖、戊糖和己糖。
4）在碱性催化剂作用下，甲醛和酚首先发生加成反应。生成多羟基苯酚，生成多羟基苯酚受热后，可进一步缩合脱水，生成酚醛树脂。
5）甲醛很容易和氨及胺发生缩合反应，生成链状或环状化合物。甲醛和氨在20~30℃条件下缩合生成六亚甲基四胺，俗称乌洛托品。
（3）分解反应
纯的、干燥的甲醛气体能在80~100℃的条件下稳定存在，在300℃以下时，中醛发生缓慢分解为CO和H2，400℃时分解速度加快，达到每分钟0.44%的分解速度。
300℃
HCHO→CO＋H2
（4）氧化还原反应
甲醛极易氧化成甲酸、进而氧化为CO2和H2O
O2 O2
HCHO→HCOOH→CO2＋H2O
（5）羰基化反应
在钴或铑催剂作用下，于110℃ 和13-15Mpa条件下，甲醛与合成气
（H2/CO=1-3）
能进行羟基化反应生成乙醇醛，进一步加氢可以生成乙二醇，该反应也称甲醛氢甲酰化反应。
CH2O＋CO＋H2→HOCH2CHO
在羰基铑催化剂和卤化物促进剂的作用下，甲醛与合成气能进行同系化反应生成乙醛，进一步加氢生成乙醇。
1.5 产品用途
甲醛属于用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品，是甲醇下游产品中的主干，世界年产量在2500万吨左右，30%左右的甲醇都用来生产甲醛。但甲醛是一种浓度较低的水溶液，从经济角度考虑不便于长距离运输，所以一般都在主消费市场附近设厂，进出口贸易也极少。甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外，主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药等行业，其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛树酯、氨基树酯及乌洛托产品。
1.6 原材料说明
原材料名称：甲醇
A.物理性质
甲醇是最简单的饱和脂肪酸，分子式CH3OH，相对分子质量32.04，常温常压下，纯甲醇是无色透明、易挥发、可燃、略带醇香味的有毒液体。甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等许多有机液体无限互溶，但不能与脂肪烃类化合物相互溶，甲醇蒸气和空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限为6.0%~36.5%（体积）。
B.化学性质
甲醇是最简单的饱和脂肪醇，具有脂肪醇的化学性质，即可进行氧化，酯化、羰基化、胺化、脱水等反应；甲醇裂解生CO和H2，是制备CO和H2的重要化学方法。在此只介绍几种重要的化学反应。
（1）氧化反应
甲醇在电解银催化剂下可被空气氧化成甲醛，是重要的工业制备甲醛的方法；
（2）酯化反应
甲醇可与多种无机酸和有机酸发生酯化反应。甲醇和硫酸发生酯化反应生成硫酸氢甲酯，硫酸氢甲酯经加热减压蒸馏生成重要的甲基化试剂硫酸二甲酯；
（3）羰基化反应
甲醇和光气发生羰基化反应生成氯甲酸甲酯，进一步反应生成碳酸二甲酯；
（4）裂解反应
在铜催化剂上，甲醇可裂解成CO和H2。
1.7 甲醛工业的发展趋势
1.7.1 改进催化剂的性能
研制开发新型催化剂是加快甲醛工业大发展最有效的方法之一，现在各国都在加快催化剂的开发。
1.7.2 高浓度甲醛工艺发展趋势
国外在聚甲醛、MDI和炔属化学品（如1，4-丁二醇）的发展最快，处增长率在5%以上。这些产品均需高浓度甲醛，从而刺激了以铁钼法为主的高浓度甲醛工艺的快速发展。由甲醇催化脱氢制备无水甲醛，产物甲醛和氢气很容易分离，避免了甲醛水溶液的浓缩蒸发，能耗可大幅度降低，成为最具有工业前途的无水甲醛制备方法。制备高浓度甲醛溶液的另一方法是甲缩醛氧化法。
1.7.3 设备集约化
为了防止甲醛浓度氧化，达到最佳动态平衡控制，国外开发了许多因素程序控制法。如：以蒸汽压力来调节氧醇比、混合气温度和反应状态，从而达到低甲醇消耗额的目的。
1.7.4 规模大型化
甲醛已成为大宗化工产品，其需求量不断增加。现在国外兴建的甲醛生产装置，起码规模3.5~6万吨/年。
1.7.5 产品简介
表1—3 产品简介
产品名称甲醛
CA登记号50-00-0
标准GB9009-1988
英文名Formaldehyde
别名福尔马林
分子式HCHO
分子量30.03
熔点-92℃
沸点-19.5℃
相对密度0.815(-20℃)
溶解度易溶于水乙醇乙醚丙酮
1.8 甲醛的主要技术指标
表1—4 甲醛的主要技术指标计量单位：见表
项目优等品一等品二等品
色度(铂-钴),≤10 ————
甲醛含量，%≤37.0-37.4 36.7-37.4 36.5-37.4
甲醇含量，%≤12 12 12
酸度，%≤0.02 0.04 0.05
铁含量，10-6≤1(槽装）3(槽装）5(槽装）
5(槽装）10(槽装）10(槽装）
灰分，%≤0.005 0.005 0.005
2 合成方法及生产技术比较
2.1 甲醛的合成方法
目前，国内外由甲甲醇生产甲醛主要有以下几种方法：
2.1 .1 银催化剂法
用银铺成薄层的银粒为催化剂，控制甲醇过量，反应温度在600-700℃之间。银法工艺路线心德国BASF公司为代表。
2.1 .2 铁钼催化剂法：
用FeO、MO做催化剂，还经常加入铬和钴的氧化物做助催化剂，甲醇与过量的空气混合，经净化，预热，在320-380℃温度下反应生成甲醛。铁钼催化剂法工艺路线以瑞典PERSTORP公司为典型。
2.1 .3 甲缩醛氧化法：
甲缩醛氧化法制取高浓度甲醛由三步进程完成：甲缩醛的合成、甲缩醛氧化和过浓度甲醛吸收与处理。甲缩醛氧化法是制备高浓度甲醛溶液的另一种方法。日本旭化成公司于20世纪80年代开发成功的这一生产方法，是将甲醛和甲醇在阳离子交换树脂的催化作用下，采用反应精馏的方法先合成甲缩醛，然后将甲缩醛在铁钼氧化催化剂的作用下，用空气氧化生产甲醛。
2.1 .4 二甲醚氧化法：
将二甲醚气体与空气混合，预热后通过多管式固定床反应器，管内装有金属氧化物催化剂，管外用液体导热法移走反应热量。反应器结构与铁钼法相同。反
应压力为常压，温度450-500℃，空速为1000-4000m/h，催化剂为金属氧化钨，也有氧化铋-氧化钼催化剂的专利发表。反应气体速冷后进入二段吸收系统，用离子交换法脱去甲酸，制得37-44%（wt%）的甲醛水溶液。
2.1 .5 低碳烷烃直接氧化法：
用低碳烃，例如天然气或瓦斯气体中甲烷及丙烷，丁烷等在No催化剂作用下，直接用
空气氧化而得到甲醛。其反应式如下：
CH4＋O2=HCHO＋H2
2.2 生产工艺比较
目前，工业上几乎所有的甲醛生产方法都是用银催化剂法、铁钼催化剂法。
2.2 .1 工艺技术比较
银法是以甲醇为原料以一定配比的甲醇和空气、水蒸气经过过热器，过滤器进入氧化器，在催化床层使甲醇脱氢成甲醛。甲醛气体和水蒸气经冷却，冷凝由吸收塔吸收，制成37%的甲醛溶液成品。在银法过程中也能做到适当的浓度。铁钼法用二元气生产，银法用三元气生产，两法所用催化剂不同。铁钼法所进行的反应为完全氧化反应，而银法是氧化脱氢反应。故银法选择是甲醇与空气混合的爆炸上限操作（混合比37%以上，醇过量），为保持脱氢反应进行，反应温度为650℃左右。反应热量靠加入水蒸气等带走。铁钼法选择的是下限操作（混合比7%以下，氧过量），即与过量的空气中的氧气反应。反应温度控制在430℃左右，而反应的热量靠惰性气体带走，所以在反应过程中需引入尾气塔，由于吸收系统中加水少，从而能制取高浓度甲醛。但由于采用了尾气循环和足够量的空气，增加了动力的消耗，且由于气体量的加大而使装置能力相对减小了约25%。根据最新统计，美国铁钼法、银法生产装置各占50%，而国内银法占95%以上。
甲醇
→蒸发器→过热器→三元过滤器→氧化器→吸收一塔→吸收二塔
空气
图2—1 电解银法制甲醛工艺流程图
说明
（1）用两种方法生产的甲醛作为商品，铁钼法也有它的局限性，因为浓甲醛在常温下容易聚合，高浓甲醛在贮存和运输上很难处理。在制胶工业中客户一般不喜欢用铁钼法制取的低醇含量的甲醛。如作为有些需要脱水的下游产品的原料，则有它的可取之处。
（2）铁钼法一次性投资费用大，投资回收期长。与银法相比其投资风险大，而随着科学技术的不断进步，近几年银法甲醛工艺也已有了很大的进步（如单耗、能耗等），单耗已接近铁钼法水平。
（3）银法工艺上用的电解银催化剂，其制法简单，成本较低，并可重复使用。铁钼法由供应商提供，价格昂贵且受到一定的制约。
（4）用两种工艺路线生产甲醛，银法的运行成本在设备折旧费、能耗、催化剂消耗费用以及副产蒸汽等方面都优于铁钼法；铁钼法在单耗，甲醛浓度上也有它的明显优点。
2.2.2 银催化剂法和铁钼催化剂法的特点的比较：
表2—1 电解银催化剂法和铁钼催化剂法的特点计量单位：见表
项目银催化剂法铁钼催化剂法
反应温度（℃）600～720 320～380
反应器绝热式管式绝热流化床
催化剂寿命3～6 12～18
收率（%）89～91 91～94
甲醇单耗(Kg/t) 470～480 420～470
甲醛浓度（%）37～55 37～55
产品中甲醇含量（%）4～8 0.5～1.5
产品中甲酸量（104）100～200 200～300
甲醛中混合气体中浓度（%）＞37 ＜7
投资相对低相对高
催化剂失活原因原料中铁、硫引起中毒M升华
对毒物敏感程度敏感不敏感
2.3 国内外甲醛装置能耗比较
表2—2 国内外甲醛装置能耗比较单位：m3/t、t/t、kwh/t
项目国外国内
银法铁钼法银法铁钼法
先进一般先进一般先进一般先进一般
冷却水20-30 30-50 20 28-42 15-20 35-45 20 30-40
蒸汽－0.2-0.5 －0.3-0.1 －0.6 －0.3-0.5 －
0.3-0.5 －0.3-0 －0.6 －0.3-0.5
电20 25-30 70 85-90 18-20 30-40 80 85-98 注：以生产1吨37%的甲醛消耗量统计
通过以上分析，我们认为银法甲醛生产线具有投资小，能耗低，能生产高浓度甲醛，物耗又接近铁钼法水平等优点，因此，将它推广为首选的甲醛生产路线，应比较适合中国的国情。
3 工艺流程介绍
3.1 流程说明
热水蒸汽工艺补水尾气
甲醇
→蒸发器→过热器→三元过滤器→氧化器→吸收一塔→吸收二塔
空气冷却水甲醛产品
图3—1 电解银法制甲醛工艺流程图
原料气的供给：
原料甲醇用泵连续从甲醇贮槽送至高位槽，一部分甲醇流回甲醇贮槽，另一部分自高位槽能过甲醇过滤器过滤羰基铁等到杂质后，控制一定的流量进入蒸发器；同时，空气经空气过滤器过滤灰尘等到杂质后由罗茨鼓风机在蒸发器底部送入，并通过空气放空来控制一定的量。
空气经过滤器由鼓风机鼓入蒸发器。空气鼓泡经过0.8~1m的45℃甲醇液，被甲醇蒸发所饱和，蒸发器顶部装有阻雾设施，分离夹带的甲醇液滴。按照配料要求补加水蒸气。
用热水或蒸气调节蒸发器温度后，控制在45~52℃（依据氧醇比和平衡浓度来定）。甲醇在蒸发器中经空气鼓泡蒸发后，形成均匀混合的二元气体，再通
过喷嘴加入不定期定量的水蒸气（即配料蒸气）以调节水醇比，形成配比的二元反应气。
甲醇-水蒸气-空气经过过热器加热到120℃，以保证反应混合气中甲醇全部气化。因为甲醇液滴进入反应区，会剧烈蒸发，使催化剂床层翻动，造成床层厚度不均，发生短路，而且甲醇蒸发吸热，会降低反应温度，甚至发生熄火不反应。
过热的反应混合气进入阻火器，阻火器起安全隔离作用，当反应器中发生燃烧反应时，不会涉及到前部的蒸发器。再进入过滤器以除去五羰基铁等含铁杂质。最后于120℃左右进入氧化反应器。
原料所转化为甲醛：
在氧化器的的氧化室中，三元反应气在电解银触媒的作用下发生氧化和脱氢反应生成甲醛，反应温度控制在650℃绝大部分甲醇转化成甲醛，同时会有一些副反应发生。为控制副反应的发生并防止甲醇的分解，转化后的气体经废热锅炉被聚冷到230℃以下，再经冷却段冷却到80~100℃，然后进入第一吸收塔。
反应气体的吸收：
吸收采用双塔循环，二塔用软水作吸收剂，一塔用二塔来的甲醛溶液的稀溶液（二补一）作吸收剂。具体流程：
自氧化器出来的甲醛从一塔底进入，向塔顶流动；二塔来的稀甲醛溶液（二补一）从塔顶加入，一塔循环液从塔顶和塔中部加入，向下流动，气流逆向流动；在此运行过程中大部分甲醛被吸收，并放出大量的热；为控制一定的一塔循环温度以保证吸收效果，一塔出来的循环液经泵送入塔顶和塔中部前，必须经一塔第一冷却器和一塔第二冷却器冷却后，才能送入形成自塔循环。未补吸收的气体由塔顶引出，进入第二吸收塔的底部，由塔顶引出尾气锅炉或支真空系统。
吸收用水由泵经冷却器打到第二吸收塔顶，在二塔内吸收甲醛后，用泵经第二冷却口头冷却后，打到第一吸收塔顶，在一塔内进一步吸收甲醛后，由一塔底引出冷却器流入甲醛贮槽。
产品含甲醛36.7%~37.4%，甲醇6%左右，密度1.1Kg/L。
铁会促使甲醛分解，为了避免铁接触，反应器以后的设备、管路采用铝或不锈钢制成。
3.2 生产工艺影响因素
影响甲醇转化为甲醛反应过程的主要因素有：反应器的结构与状态、催化剂的性能状态、反应温度、氧醇比、停留时间和空间速度、反应压力及原料混合气的纯度，先分析如下：
3.2.1 反应器的结构与状态
反应器的结构与状态将直接关系到甲醇转化成甲醛的主反应能否顺利进行和减少与防止副反应的发生等问题。设计反应器的结构时应考虑诸如能否气固两相间很好接触，横否保持良好的催化层状态，反应物在反应器中的流动是否有死角，反应气的速度分布和反应在床层中的阻力是否能均匀，以及反应后的气体能否迅速离开高温区以快速冷却等问题。
3.2.2 催化剂的性能和状态
催化剂在化工生产中被广泛使用，其活性的高低，直接决定着转化的效果的好坏。一般对催化剂的性能要求是要有较高的催化活性，良好的选择性，较强的机械强度，较好的热稳定性和具有一定的抗毒能力。要想有效的发挥催化剂的性能，设计中必须考虑催化剂的铺装方法，考虑床层的严密、平整和均匀性，以使
气体能均匀的流经催化剂床层，特别在床层的边缘，热电偶插入等部位要避免和防止沟道旁路，否则这些部位易发生局部反应过热，引起床层烧结和破裂。
3.2.3 反应温度
反应温度的高低会影响物料的反应程度。温度过高，物料会剧烈氧化，生成一些副产品，降低甲醛含量；温度过低，甲醛不能被氧化，达不到生产目的。
对吸热反应的甲醇脱氢反应来说，升温是有利的。醇脱氢反应的平衡常数随温度的升高而增大。自发进行的最低温度为481.6℃，实际生产的反应温度应高于这一温度。
3.2.4 氧醇比
氧醇比是甲醛生产中氧气和甲醇的摩尔比值。氧醇比过高，氧气过量，甲醇会被深度氧化而降低甲醇的转化率；氧醇比过低，甲醇过量，浪费原料。
氧醇比是一个非常重要的参数，它关系到甲醛生产反应过程中的转化率，选择性和安全性等问题，其数学表达式为：
V氧气：V甲醇=（0.21×P空气）/P甲醇
式中：V氧气——三元混合气中氧气的浓度，%；
V甲醇——三元混合气中甲醇的浓度，%；
P空气——三元混合气中空气的分压，%；
P甲醇——三元混合气中甲醇的分压，%；
影响氧醇比的重要因素有三：
（1）甲醇蒸发器上部空间的总压力（若甲醇蒸发器液层上面的总压力升高，则氧醇比增大）；
（2）蒸发器温度（升高蒸发器温度会使氧醇比降低）；
（3）蒸发器中甲醇浓度（甲醇浓度降低会使氧醇比降低）。
3.2.5 水醇比
增加反应器的水醇比，既有利于控制反应的温度，又能使反应在较低的温度下进行，还可以提高进料中氧的浓度而不发生过热，从而能改善转化率和提高收率。但是，提高水醇比要受到产品浓度和塔吸收效率的限制。如果水醇比过大，又要维持二塔有一定的加水量，势必造成产品的浓度下降；而要保持产品的浓度，又势必会减少二塔的加水量，使二塔的吸收效率下降。因此，水醇比必须控制得当。
3.2.6 停留时间和空间速度
停留时间也称接触时间，是指原料混合气通过催化床层所需要的时间，其单位用秒表示。停留时间和空间速度呈倒数关系。
可表示为：停留时间=HF/V
H——催化剂的填装高度：
F——反应器横断面积：
V——气流速度M3/S。
停留时间过长，原料气会被剧烈氧化，降低转化率：停留时间过短，会有很多原料气未被氧化。一般银法的时间取0.02~0.05s,即空速3600~7200h。时间越长则副反应越强烈。
3.2.7反应压力
由于甲醇氧化和甲醇脱氢这两个反应都是反应后增加体积的反应，因此，降低压力将使反应向着生产甲醛的方向移动，所以减压对主反应有利。但在实际
生产中由于减压将增加设备投资和能耗，并带来上些其它不稳定的因素，故现在甲醛的生产已由早期的负压操作改为常压操作。
3.2.8 原料混合气的纯度
原料混合气的纯度将影响催化剂的活性与寿命。另外，在催化剂的表面如覆盖了氧化铁，还会加快甲醇燃烧等副反应。因此，原料混合气的纯度也是影响反应的重要因素，生产中应尽可能使原料气得以净化。
3.3 主要工艺指标
表3—1 主要工艺指标计量单位：见表
指标名称单位指标
流量
湿空气Kg/h 3234.760
配料蒸汽Kg/h 1294.019
工艺补水Kg/h 530.064
工艺甲醇Kg/h 1892.005
甲醛成品液Kg/h 4167.000
一塔循环量m3/h 1351.219
二塔循环量m3/h 1174.973
压力(绝)
一塔底mmHg 795
一塔顶mmHg 785
二塔顶mmHg 775
氧化器Mpa 800
蒸汽分配缸Mpa 0.28±0.02
汽包Mpa 0.282
蒸发室Mpa 12月21日
温度
蒸发器℃42-50
过热器℃100-120
氧化器触媒层℃610-660
气体出一塔℃≤55
吸收一塔底℃≤60
续表3—1
指标名称单位指标
吸收二塔顶℃≤35
吸收二塔底℃≤35
蒸发器加热热水进口℃85
蒸发器加热热水出口℃55
氧化器废热锅炉出口℃150
氧化器水冷段气体出口℃100
成品液℃42
尾气℃32
液位
一塔% 25-35
二塔% 25-35
蒸发器% 60-80
汽包% 45
含量
成品液甲醛质量% 37.2
成品液甲醇质量% 1.2
尾气中甲醛含量体积% 0.2
尾气中水含量体积% 5.7328
尾气中二氧化碳含量体积% 3.3
尾气中一氧化碳含量体积% 0.3
尾气中氧气含量体积% 0.42
尾气中氢气含量体积% 15
尾气中氮气含量体积% 74.84
尾气中甲烷含量体积% 0.2
尾气中甲醇含量体积% 0.0072
蒸汽配料浓度%
氧醇比0.37-0.42
甲醇单耗Kg 57.5
工业甲醇浓度% 98
湿空气含水量% 1.9
4 安全与“三废”处理
4.1工艺物料特性及防护措施
甲醛是易燃易爆的液体，沸点64.45℃，自燃点400℃。在空气中爆炸范围6~36.5%，有毒，车间空气中最大允许浓度50mg/m3，设计中应考虑放火、防爆、毒等
（1）建筑物的耐火等级为一级；
（2）应将甲醛、甲醛泵安装在通风良好的场所；
（3）厂房各层均应布有放毒工具箱及一定数量的防毒面具；
（4）厂房各层均应布有必要的消防器材；
（5）本装置电气设备属Ⅱ级防爆；
（6）设备、导管各容器安装可靠的接地设备，采用环行接地网；
（7）槽应有静电措施，包括良好的接地与导流管；
（8）车间内应有利于消防车环行的通道；
（9）开四点火时，氧醇比保持在0.24~0.26，既必须在爆炸范围外点火；（10）所有设备、管道应按规定进行试压试漏。
甲醛有毒，吸入其蒸汽后会引起眼部灼痛、咽痛、头痛、恶心、呕吐等，还会造成鼻
炎、支气管、结膜炎和肺气肿。甲醛直接接触会造成皮肤灼伤。
本品用内色橡胶或内涂沥青防锈漆的铁桶盛装。第桶净重200kg，也可用槽四装运，应贮存在通风干燥处，远离火种热源，不与碱类、氰化物同运，不存贮过久，贮所温度以21-25℃为宜。
4.2 三废处理
甲醛工业生产中，生产污染环境的主要污染源有废气、废水和噪声。
甲醛生产中，工业“三废”的治理方法如下：
4.2.1 废气处理
在甲醛生产中所产生的废气，采用燃烧法。因为甲醛尾气燃烧后既消除了尾气对大气的污染，又可产生蒸汽。这些蒸汽既可供甲醛装置使用，也可供外界使用。从而达到节约能源，化害为利的目的。对于甲醛槽中的蒸汽的控制，采用冷凝法，既用冷水喷洒甲醛贮槽，使贮槽的温度下降。另外在甲醛贮槽顶部加呼吸阀，亦可减少甲醛蒸发量。
甲醛生产车间在生活区大气中有害物质的最高允许浓度见表7—1。
4.2.2 废水处理
甲醛行业中的工业废水处理：
（1）在生产中尽量减少跑，冒、滴、漏。甲醛循环泵容量漏甲醛循环液，一般采用内冷式机械密封泵，以减少泄露。车间废水一般要经过处理滤池进行处理。多余的料液集中送入吸收塔作吸收液使用。
（2）甲醛生产中形成的中控分析残液可集中起来处理，多余的样液集中送入吸收塔作吸收液使用。
（3）设备清洗应首先用水进行循环清洗，洗液可用作甲醛的吸收液。不能用作吸收液的废液将其送入污水处理站处理，以免直接排污造成污染。
（4）甲醛蒸发器底部和残液放出后可集中进行蒸馏，回收其甲醛。这种回收甲醛既可作为配料甲醛阻聚剂和溶剂。如果残液数量少可进行燃烧处理，以消除环境污染。
（5）对于一般设备出垢产生的残液可先用碱中和，然后排入污水池进行处理。
表7—1 有害物质浓度计量单位：见表
物料名称车间居住区
一次日平均
甲醇50 3.0 1.0
甲醛 3 0.05 ——
乙醛——0.01 ——
一氧化碳30 3.0 1.0
氨30 0.2 ——
二氧化碳 5 0.15 ——
飘尘10 0.5 0.15
4.2.3噪声防治
对于甲醛生产系统来说，噪声的主要来源是罗茨鼓风机，它发出的声响可达100分贝以上，减少罗茨鼓风机的噪声，一般采用的方法包括单独设立一个隔音房间；在鼓风机的墙壁上加吸音器材和隔疸门窗，在鼓风机的进出口管道上加消音器；选用低速转风机。有的工厂将风的转速由1450转/分改为570转/分，这些措施都可以减少罗茨鼓风机发出的噪声，起到降低环境噪声的污染，保护环境卫生的目的。
致谢语
随着毕业日子的到来，毕业设计从选题到查找资料，再到动手制作，足足花了好2个多月的时间。经过这些日子的努力毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计是对前面所学知识的一种全面地
结合，是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己看着人家做就会了，但是既不是这样，只有通过自己亲自做一做，才能做到真正的明白，才能知道自己的不足在哪。通过这次毕业设计，我明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。此外，还得出一个结论，知识必须通过应用才能得到最大的效用。有些东西以为会了，但真正到用的时候才发现是自己知道的是模凌两可，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
在此要感谢我的指导老师袁芹对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
参考文献
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甲醛工艺流程
内部资料注意保存甲醛工艺规程 临沂宇恒机械化工有限公司 二O一一年六月修订
前言 近年来，经过各生产厂家的实践探索和科学技术人员的技术攻关，国内甲醛生产工艺水平迅速提高。为规范本公司甲醛生产的工艺操作，提高调控水平，降低生产成本，加强安全生产管理、质量管理和三废治理，在总结经验教训的基础上，重新修订了《甲醛生产工艺规程》。 二O一一年六月
甲醛生产工艺规程 一、主题内容与适用范围 本规程介绍产品概况，甲醛生产的原料及要求，生产原理及工艺流程，生产控制指标、消耗定额、环境保护、设备一览表、安全技术、中间控制、甲醛生产定员、生产周期。 本规定适用于甲醛生产操作人员的规范操作、技术管理工作的考核。 二、产品概况 1，产品名称：(1)化学名：甲醛水溶液 (2)通用名：福尔马林 (3)英文名：Formaldehyde 2，分子式： (1) CH2O (2)结构式：HCHO (3)分子量：30.03 3，甲醛的性质： (1)物理性质： 在通常条件下，纯甲醛是一种无色、有强刺激性气味的气体，易自聚为白色固体状的多聚甲醛。气体的相对密度为1.067（空气=1）,沸点（-19.5℃），易燃，与空气混合时具有爆炸性，爆炸极限为6.7-73%（体积）。甲醛气体易溶于水，水溶液比较稳定。36.5-37.4%甲醛水溶液在20℃时密度为1.1，在通常条件下为无色透明液体，但在较低温度下储存可能产生白色沉淀。 (2)化学性质：
A:有强还原作用，特别是在碱性溶液中。 B:易聚合。甲醛在较低温度下非常容易聚合，重金属氧化物及酸性介质存在能促进甲醛聚合，聚合体为三聚或多聚甲醛。 C:可氧化为甲酸并在高温下进一步分解为CO和H2O CH3O+1/2O2=CO+H2O D:与氨作用：一般情况下，醛极易与氨作用，生成环状的六亚甲基四氨即乌洛托品。 6CH2O+4NH3 -----(CH2)6N4 +6H2O E:甲醛水溶液与亚硫酸钠起加成反应。 F:有固定蛋白质作用。 4，甲醛的用途： 主要用于生产脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、乌洛托品、维尼纶、季戊四醇、羟甲基尿、异戊烯、1.4-丁炔二醇、聚缩醛等产品，在林产品加工、轻纺、军工、机电、医药、农业、燃料助剂、皮革加工助剂等方面有广泛用途。还广泛用于防腐、消毒行业。近几年在精细化工领域的应用发展很快。 5，包装运输： 工业甲醛有大包装（槽车运输）和小包装(桶装)。包装上有明显的＂有毒品＂及＂腐蚀性物品＂标志。 储运注意事项：应储存在阴凉通风的库房中。库温最好保持在常温，容器密封。长期储存，部分甲醛会发生聚合作用，产生浑浊。应避免日光暴晒。不可与氧化剂共储混运。装卸人员应穿戴工作服、戴防护手套、口罩等防护用品。失火时可用水、沙土扑救。 6，甲醛的质量标准：
年产12万吨甲醛的工艺计算
年产12万吨甲醛的工艺计算 1. 计算依据 （1） 产量：120000t/a （2） 年工作日：以300天计（7200h ） （3） 甲醛分子量：30.03 （4） 尾气组成及产品质量见下表： 尾气组成及产品质量 （5） 装置所用蒸汽压力为：0.4Mpa(表压) （6） 氧醇比：以0.400计，技术单耗按0.430 （7） 原料甲醇浓度：98%（质量比）；配料后甲醇浓度：58% （8） 空气相对湿度为80%：其中含O 2：21%；N 2：77%；H 2O ：2% 2. 物料衡算 原料及产物的衡算 （1） 产量： 67.1624 300120000 =? (t/h)＝16670 (kg/h) 其中： HCHO ：16670×37.3%=6217.91（kg/h)=207.06（kmol/h ） CH 3OH ：16670×1.2%=200.04（kg/h ）=6.24（kmol/h ） HCOOH ：16670×0.01%=1.67（kg/h ）=0.04（kmol/h ） H 2O ：16670×61.49%=10250.38（kg/h ）=569.47（kmol/h ） 总物质的量：207.06＋6.24＋0.04＋569.47＝782.81（kmol/h ） 产品组成
（2） 原料甲醇投入量 设投入量为Y ，尾气中含有甲醇量为X ，则Y ＝ X +?32 43 .016670 根据氧醇比和空气中氧气百分含量得：0.4Y/21%＝N 空气 77%N 空气/78.856%＝N 尾气 0.0072%N 尾气＝X 解得：X ＝0.03（kmol ）；Y ＝224.03（kmol ）； N 尾气＝416.67（kmol ）；N 空气＝426.72（kmol ） （3） 空气投入量 空气投入量＝426.72（kmol ） 其中：O 2：426.72×21%＝89.61（kmol ）＝2867.52（kg ） N 2：426.72×77%＝328.58（kmol ）＝9199.96（kg ） H 2O ：426.72×2%＝8.53（kmol ）＝153.54（kg ） （4） 尾气量＝416.67（kmol ） 其中：CO2：416.67×2.6%＝10.83（kmol ）＝476.52（kg ） CO ：416.67×0.2%＝0.83（kmol ）＝26.324（kg ） H2：416.67×15%＝62.50（kmol ）＝125.00（kg ） HCHO ：416.67×0.2%＝0.83（kmol ）＝24.90（kg ） CH4：416.67×0.4%＝1.67（kmol ）＝26.72（kg ） CH3OH ：416.67×0.0072%＝0.03（kmol ）＝0.96（kg ） H2O ：416.67×2.5368%＝10.57（kmol ）＝190.26（kg ） N2：416.67×78.856%＝328.57（kmol ）＝9199.96（kg ） O2：416.67×0.2%＝0.83（kmol ）＝26.56（kg ） （5） 甲醛量： CH 3OH ＋1/2O 2→HCHO ＋H 2O (1) CH 3OH ＋3/2O 2→CO 2＋2H 2O (2) CH 3OH ＋O 2→CO ＋2H 2O (3)
甲醛操作规程分解
甲醛生产操作规程 1. 工艺简述 甲醇在催化剂的作用下, 在一定条件下, 通过部分氧化, 部分脱氢的途径转化为甲醛.具体步骤如下: 甲醇经甲醇泵送至甲醇中间计量槽。计量槽甲醇经过滤后再次用泵进入蒸发器和再沸器。蒸发器和再沸器内甲醇经加热气化，气化后的甲醇经孔板流量计计量后进入混合器。 空气由空气过滤器吸入，经罗茨鼓风机送出（变频器控制流量），有孔板流量计计量、再经空气预热器加热后进入混合器。 配料蒸汽由氧化炉及尾锅炉循环汽包通过分层蒸汽调节阀进入蒸汽分配器，经蒸汽过滤器、孔板流量计计量后进入混合器。 尾气为吸收塔末排出的气体，尾气一部分经尾气水封器进入尾气锅炉燃烧产生蒸汽，另一部分经尾气气液分离器到尾气罗茨鼓风机（变频器控制流量）升压，再经尾气预热器加热及孔板流量计计量后进入混合器。循环尾气投入的作用：生产浓甲醛。甲醇、配料蒸汽、空气和尾气四元混合气体经混合器加热到100℃左右（目的为防止液体进入银层）再经混合气体过滤器以进一步清除四元气中夹带的杂质进入氧化器，在600～650℃电解银催化剂作用下，经氧化、脱氢反应，生成甲醛等气体。该高温气体在氧化器废热锅炉段急冷至180℃左右，形成气、液混合体进入1#吸收塔，废热锅炉产生蒸汽至蒸汽分配器。含甲醛的混合气体有吸收塔来吸收的，吸收塔装有填料和泡罩。吸收塔底部的甲醛水溶液大部分经循环泵、板式换热器冷却至塔顶作自身循环吸收液，未吸收的气体与吸收液相对流动，即气体由下往上，吸收物液由上而下，使汽液能够充分接触，气体溶解至液体中。另一部分作为成品经调节阀进入甲醛中间计量槽。塔中未吸收的气体进入2#吸收塔继续吸收。2#吸收塔底部淡甲醛水溶液，一部分打至塔中作自身循环吸收液，一部分通过转子流量计控制到1#吸收塔作为浓度的调配液。2#吸收塔中未吸收的气体作尾气排出。为保护环境和利用能源，未被吸收的微量甲醇、甲醛和其它废气自第二吸收塔顶部排出后，引入尾气锅炉作为燃料，制取所需压力的蒸气，经燃烧后的尾气，已符合环保要求，可排入大气中。 软水由2#吸收塔顶部加入软水，用调节阀或转子流量计控制，作成品浓度调配用。 2.生产管理检查内容及各岗位开、停车顺序注意要点：（一）巡回岗位 １．工艺设备操作控制指标（生产现场, 根据实际修改确定）１．１鼓风机：电流≤110Ａ，风压＜０．０５ＭＰａ， 油温≤６０℃，风温≤７０℃。 尾气鼓风机：电流≤90Ａ， 风压＜０．０５ＭＰａ， 油温≤６０℃，风温≤７０℃。 1．2泵：一塔循环泵压力：0.2～0.4ＭＰａ， 二塔循环泵压力：0.2～0.4MPa 三塔循环泵压力：0.2～0.4MPa 汽包给水泵压力：0.4～0.8mpa 反应器锅泵压力：0.3～0.5 mpa 冷却水泵压力： 0.20～0.35 mpa 甲醇进料泵压力：0.1～0.3 mpa, 1．3贮槽：甲醇贮槽贮存量１０～450ｍ3 。
甲醛的基本知识
甲醛的基本知识
甲醛 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，35～40％的甲醛水溶液叫做福尔马林。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。 基本信息 别称：蚁醛（formaldehyde） 产品别名：福尔马林(35～40％的甲醛水溶液) 英文名称：Formaldehyde 英文别名：Formalin; Methanal 化学式：CH2O, HCHO 结构简式：HCHO 分子量：30.03 CAS登录号：50-00-0 EINECS登录号：200-001-8
密度： 1.083 折射率： 1.3755-1.3775 闪点：60 ℃ 水溶性：soluble 沸点：-19.5 ℃ 熔点：-118 ℃ 性质 物理性质 一种无色，有强烈刺激性气味的气体。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，35～40％的甲醛水溶液叫做福尔马林。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。福尔马林具有杀菌和防腐能力，可浸制生物标本，其稀溶液(0.1—0. 5％)农业上可用来浸种，给种子消毒。工业上常用催化氧化法由甲醇制取甲醛。甲醛可与银氨溶液产生银镜反应[1]，使试管内壁上附着一
甲醛操作规程
甲醛生产操作规程 1.工艺简述 甲醇在催化剂的作用下,在一定条件下,通过部分氧化,部分脱氢的途径转化为甲醛.具体步骤如下:甲醇经甲醇泵送至甲醇中间计量槽。计量槽甲醇经过滤后再次用泵进入蒸发器和再沸器。蒸发器和再沸器内甲醇经加热气化，气化后的甲醇经孔板流量计计量后进入混合器。 空气由空气过滤器吸入，经罗茨鼓风机送出（变频器控制流量），有孔板流量计计量、再经空气预热器加热后进入混合器。 配料蒸汽由氧化炉及尾锅炉循环汽包通过分层蒸汽调节阀进入蒸汽分配器，经蒸汽过滤器、孔板流量计计量后进入混合器。 尾气为吸收塔末排出的气体，尾气一部分经尾气水封器进入尾气锅炉燃烧产生蒸汽，另一部分经尾气气液分离器到尾气罗茨鼓风机（变频器控制流量）升压，再经尾气预热器加热及孔板流量计计量后进入混合器。循环尾气投入的作用：生产浓甲醛。甲醇、配料蒸汽、空气和尾气四元混合气体经混合器加热到100℃左右（目的为防止液体进入银层）再经混合气体过滤器以进一步清除四元气中夹带的杂质进入氧化器，在600～650℃电解银催化剂作用下，经氧化、脱氢反应，生成甲醛等气体。该高温气体在氧化器废热锅炉段急冷至180℃左右，形成气、液混合体进入1#吸收塔，废热锅炉产生蒸汽至蒸汽分配器。含甲醛的混合气体有
吸收塔来吸收的，吸收塔装有填料和泡罩。吸收塔底部的甲醛水溶液大部分经循环泵、板式换热器冷却至塔顶作自身循环吸收液，未吸收的气体与吸收液相对流动，即气体由下往上，吸收物液由上而下，使汽液能够充分接触，气体溶解至液体中。另一部分作为成品经调节阀进入甲醛中间计量槽。塔中未吸收的气体进入2#吸收塔继续吸收。2#吸收塔底部淡甲醛水溶液，一部分打至塔中作自身循环吸收液，一部分通过转子流量计控制到1#吸收塔作为浓度的调配液。2#吸收塔中未吸收的气体作尾气排出。为保护环境和利用能源，未被吸收的微量甲醇、甲醛和其它废气自第二吸收塔顶部排出后，引入尾气锅炉作为燃料，制取所需压力的蒸气，经燃烧后的尾气，已符合环保要求，可排入大气中。软水由2#吸收塔顶部加入软水，用调节阀或转子流量计控制，作成品浓度调配用。 2.生产管理检查内容及各岗位开、停车顺序注意要点：（一）巡回岗位 １．工艺设备操作控制指标（生产现场,根据实际修改确定）１．１鼓风机：电流≤110Ａ， 风压＜０．０５ＭＰａ， 油温≤６０℃，风温≤７０℃。 尾气鼓风机：电流≤90Ａ， 风压＜０．０５ＭＰａ， 油温≤６０℃，风温≤７０℃。
国内外聚甲醛技术特点比较
国内外聚甲醛技术特点比较 一、聚甲醛产品用途概述 聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酯（PBT）和聚苯醚（PPO）被合称为五大工程塑料。工程塑料和通用塑料相比，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面能达到更高的要求，而且加工更为方便，可替代金属等材料，因而在汽车、通讯设备、建筑材料、家用电器乃至航空航天等方面有着广阔的用途，受国家一系列拉动内需政策和下游汽车、家电等销售不断攀升影响，PC、PBT、PA、POM、PPO工程塑料已成为塑料工业中最为活跃的领域。工程塑料已占轿车总重量的20%。 1.聚甲醛是以上五大工程塑料中仅次于PA和PC居第三位，聚甲醛具有较高的弹性模量、刚性和硬度，且摩擦系数小，耐磨耗，尺寸稳定性好。POM常用来代替铜、锌、锡、铅等有色金属，有“夺钢”、“超钢”之称。 与聚甲醛同其他工程塑料(PA、PC、PBT)相比，它具有优良的耐疲劳性能和耐磨耗性，较小的蠕变性能被广泛地应用于汽车、军工、电器、建材和日用行业。 2. 电器行业 由于聚甲醛介电强度和绝缘电阻较高，具有耐电弧性等性能，使之被广泛的应用于电子电器领域。聚甲醛在办公设备用于电话、无线电、录音机、录像机、电视机、计算机和传真机的零部件、计时器零件，录音机磁带座。在家用电器行业用来制造电源插头、电源开关、按钮、继电器、洗衣机滑轮、空调曲柄轴、微波炉门摇杆、电饭锅开关安装板、电冰箱、电扳手外壳、电动羊毛剪外壳、煤钻外壳和开关手柄等。 3.汽车行业 聚甲醛在汽车工业中的应用量较大，用来制造汽车泵、汽化器、输油管、动力阀、万向节轴承、刹车衬套、车窗升降器、安全带扣、门把手、门锁、滑块、负荷指示器外齿轮、钢板弹簧减震衬套、推力杆球座、散热器水管阀门、散热器箱盖、冷却液的备用箱、水阀体、燃料油箱盖、水本叶轮、气化器壳体、油门踏板等零件。 4．国防军工 用来制造自行式迫击炮、坦克装甲车辆中聚甲醛用于制造水散热器、排水管、散热风扇、坦克操纵转动开关、转动轴轴套等。5.建材和日用行业水龙头、窗框、洗漱盆、水箱、门帘滑轮、水表、壳体和水管接头等。聚甲醛还可用于消防水龙头、滑雪板、溜旱冰鞋、渔具滑轮、木梳、衣服拉链、密封圈等。 6.聚甲醛的改性 聚甲醛改性技术近几年有很大发展，聚甲醛改性可以使聚甲醛性能大幅度提高，进一步拓宽聚甲醛的应用领域，提高了聚甲醛的应用价值
甲醛装置工艺流程简述
（1）甲醛装置工艺流程简述 从甲醇缓冲罐来的甲醇用泵送入本装置，先进入甲醇预蒸发器，在此与风机出口侧的新鲜空气以及吸收塔顶来的循环气进行混合、预热。甲醇预蒸发器提高了进入反应器的甲醇-空气混合气的温度，也增加了（导热油冷凝器）所产生的热量。 预热后的气体进入甲醇蒸发器，在此与主反应器出来的产品进行换热，甲醇/空气混合气被进一步加热后的进入主反应器。反应器类似一个管壳式的换热器，管程是催化剂，壳程是为用于撤热的导热油。气体混合物进入反应器流经催化剂管时，反应式如下：少量甲醇被进一步氧化生成一氧化碳，发生如下副反应： 此外，少量的甲醇脱水生成二甲醚： 这些反应为放热反应，混合气通过催化剂管时，温度升高。大部分甲醇反应完毕后，温度降低，催化剂管出口气体的温度接近导热油的沸点温度。每根催化剂管内的最高温度称为“热点”温度，“热点”温度时甲醇反应控制过程中的一个重要参数。 为保持最佳反应温度条件和限制副产品生成，在反应期间通过壳程导热油蒸发而将热移出反应器，气-液导热油在导热油冷凝器中冷凝，冷凝热产生的蒸汽并减压至0.8送出界外。导热油回路设计成一个热虹吸系统，一旦反应开始，循环开始，不需要泵。 工厂开车时，通过导热油泵将导热油从贮槽经电加热器升温送入反应器。一旦稳定状态的条件达到后，停下导热油循环泵和加热器，依靠热虹吸作用维持导热油自身循环。 反应器出口气在甲醛蒸发器中与甲醇-空气混合器进行热交换
后被冷却，然后进入吸收塔和，在吸收塔内，甲醛气体与工艺水逆流接触，二台吸收塔串联操作。工艺气从吸收一塔底部进入，从顶部出来后进入吸收二塔底部，脱盐水从吸收二塔顶部加入。从底部抽出所要求浓度的甲醛溶液，部分甲醛循环使用，余下的送入甲醛贮罐。产品管线上安装有质量流量计，自动控制甲醛浓度。产品甲醛在板式换热器中冷却。 离开顶部的气体一部分通过循环风机和进行循环进入反应工段，一部分经过催化焚烧系统处理后排入大气。排放控制系统将尾气中有机物质的浓度降至环保要求的排放指标之内。 进入排放控制系统的尾气先在预热器中预热，再进入装有贵金属催化剂的ESC反应器，使尾气中的可燃混合物与尾气中的进行催化焚烧，焚烧尾气在中先对来自吸收塔的尾气进行预热，然后再经烟囱排入大气。 在反应器后，设置有气体冷却器，将反应器的热进行回收，用来生产蒸汽，与导热油冷凝器中产生的蒸汽一起送出界外供其它装置使用。 （2）聚甲醛装置工艺流程简述 聚甲醛装置工艺流程较长，主要由甲醛浓缩单元、三聚甲醛单元、二氧五环单元、丁缩醛单元、聚合后处理单元、包装单元等组成。分述如下： 甲醛浓缩单元 本单元由甲醛真空浓缩工序，甲醛回收工序和稀甲醛加压浓缩工序组成。来自甲醛装置的新鲜甲醛与回收甲醛混合进入甲醛蒸发
甲醇氧化生产甲醛)..
醇氧化生产甲醛 摘要 该甲醇氧化生产甲醛的设计采用银催化剂的“甲醇过量法”也称“银催化法”制甲醛的工艺，甲醇氧化生产甲醛工艺的计算包括去除硫、氯等有害杂质、氧化脱氢工段进行设计计算，从最初的可能出现的过程到甲醛生产的开工和产品，其制造过程的资料信息，比如说设备参数，生产原材料的材料的介绍，花费消耗，物化性质都需要进行设计。并且绘制了工艺流程图，设备布置图。他们给出了过程的完整的技术描述。 说明书中对甲醛生产的过程的操作说明和设备设计给出了一步接一步的详细说明。设计过程包括三个部分：即物料衡算、热量衡算、设备计算。在物料衡算的基础上，对整个装置进行了能量衡算，并通过衡算得出了装置加热蒸气量，软水耗量，入网蒸气富余蒸气量以及吸收工段各塔自身的循环量和冷却水耗量。其中对蒸发器、过热器、吸收塔、氧化器作了详细的热量衡算。在物料衡算和热量衡算的基础上，对设备进行了选型，及经济分析核算，安全问题与市场消费情况进行一定程度的讨论。 第一章总述 1.1概述 1.1.1.甲醛的物理性质 甲醛：福尔马林;Formalin; Methanal;Formaldehyde 性质：气体的相对密度1.067（空气=1）。液体的相对密度0.815(-20℃)。 熔点-92℃。沸点-19.5℃。易溶于水和乙醇。水溶液的浓度最高可 达55％，通常是40％，称作甲醛水，俗称福尔马林（formalin）， 是有刺激气味的无色液体。保藏于冷处时，生成仲甲醛而变浑浊。 蒸发时也生成仲甲醛。加入8%-12%甲醇，可防止聚合。有强还原作 用，特别是在碱性溶液中。能燃烧。蒸气与空气形成爆炸性混合物， 爆炸极限7%-73%（体积）。着火温度约300℃。 1.1. 2.甲醛的化学性质 甲醛分子结构中存在羰基氧原子和2-氢原子，化学性质活泼，能与许多化合物进行反应，声称许多化学产品。 1加成反应
年产2465万吨甲醛生产工艺设计毕业论文设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 中国矿业大学银川学院 本科毕业设计 （2015 届） 题目年产2.5万吨甲醛生产工艺设计 系别化学工程系 专业煤化工 年级 11级2班 学生姓名魏杰 指导教师张霞 年月日
摘要 本设计为年产2.5万吨37%甲醛水溶液的生产工艺设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置安全生产与“三废”治理作了相关讨论。 关键词: 甲醛: 甲醇: 氧化: 工艺: 电解银:
前言 甲醛是重要的有机化工基础原料，是甲醇最重要的衍生物产品之一，甲醛的用途十分广泛，主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。目前甲酴的生产均采用甲醇为原料，银催化剂，经空气氧化得到，其浓度为37%左右，其余为水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林，是常用的杀菌剂和防腐剂。 甲醛是脂肪族中的最简单的醛，化学性质十分活泼。甲醛最早由俄国化学家 A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。1868年，A.M.Hoffmann使用铂催化剂，用空气氧化甲醇合成了甲醛，并且确定了它的化学特性。1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。1910年，由于酚醛树脂的开发成功，使甲醛工业得到了迅猛的发展。 随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究，其生产工艺的日渐完善，对甲醛生产设备的要求也在不断提高。工业甲醛生产典型的有机合成工艺，在我国已有近五十年的历史。我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步，其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。 从我国甲醛的生产现状看，结合毕业实习的相关内容，此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。在整个设计过程中，按照设计任务书的要求，对年产2.5万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算，对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算。由于本人能力有限，加上时间较为仓促，在整个设计中难免有错误和不足之处，敬请各位老师批评指正。
甲醛质量控制点操作规程
发放号： 受控状态： 文件持有人： 鱼台县甲醛化工厂作业文件 YJ/JS-02-2006 甲醛质量控制点作业指导书 编制： 审核： 批准： 发布实施日期：年月日 鱼台县甲醛化工厂发布
目录 1、氧化工序---------------------------------------------3 2、吸收工序---------------------------------------------5
一、氧化工序 1、本工序任务 原料混合气经净化后，按一定的线速度进入氧化器，在电解银催化作用下进行原料气的氧化、脱氢反应，由甲醇转化为甲醛并产生少量的副产物，在这一工序操作中，氧化温度控制的高低、四元气体的摩尔组成及催化剂活性的高低，都直接影响甲醇转化率。 2、工序流程 四元混合气净化后进入氧化器，在600℃左右的高温下和银催化剂接触。甲醇被氧化为甲醛，并放出大量的反应热。生成的产物气体迅速通过氧化器的余热段，放出的热与来自氧化器汽包的软水交换，间接产生的饱和水蒸汽进入蒸汽分配器供生产使用，骤冷后的生成产物再经氧化器余热段冷却后，送入一级吸收塔进行吸收操作。 3、主要工艺条件 氧化过程： 1、甲醇、空气加入一定比例的蒸汽后进入过热器，控制过热器温 度在100—125℃除去三元气中的液体，使三元气完全净化，经 过滤器除去气体中的杂质及铁离子，使洁净的三元气进入氧化 炉，严格按工艺要求调节比和水醇比，使反应处于优质、低耗、
高产的状态，减少副反应的生成，严格控制氧化温度580—650℃，严禁超温现象的发生，反应过程也就是实现其化学转化的过程，在这里，甲醇转化为甲醛，反应过程是甲醛生产的中心环节，是最重要的生产过程。 2、氧控岗位为甲醛的生产的心脏，主要任务是严格控制各项工艺 指标，密切察视各点温度、压力波动情况，正确调配三元气体以达到最佳状态，实现优质低耗高产的目的。正常操作查实接班后所有仪表、指标是否正常、记录数据是否相符，集中精力，谨慎操作，严格控制氧温稳定，严格执行工艺指标，保持三元配比稳定，每小时记录一次工艺参数，保持原始数据的真实性，听取班长安排，安定生产。 3、氧化生产中异常现象和处理方法。超温：现象：反应温度持续 上升，已超过规定的范围，长此下去，会发生事故的危险，原因： （1）空气鼓风机的旁路放空阀突然失控，致使空气流量骤升。（2）总蒸汽压力突降，致使配料蒸汽流量骤减。 （3）蒸发液位过低。 （4）热水泵突然停止运转或热水阀控制失灵。 处理： （1）降低空气流量，使氧温下降。 （2）先适当降低风量，降氧温，再提高蒸汽压力。 （3）适当补充配料蒸汽量，提蒸温并逐渐恢复蒸发液位。
POM材料特性复习过程
POM材料特性 POM（又称赛钢、特灵）。它是以甲醛等为原料聚合所得。POM-H（聚甲醛均聚物），POM-K（聚甲醛共聚物）是高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。具有良好的物理、机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能。 POM属结晶性塑料，熔点明显，一旦达到熔点，熔体粘度迅速下降。当温度超过一定限度或熔体受热时间过长，会引起分解。 铜是POM降解催化剂，与POM熔体接触的部位应避免使用铜或铜材料。 1、塑料处理 POM吸水性小，一般为0.2%-0.5%。在通常情况下，POM不需干燥就能加工，但对潮湿原料必须进行干燥。干燥温度80℃以上，时间2小时以上，具体应按供应商资料进行。 再生料使用比例一般不超过20-30%。但要视产品的种类和最终用途而定，有时可达100%。 2、塑机的选用
POM除了要求螺杆无滞料区外，对注塑机没有特别要求，一般注塑即可。 3、模具及浇口设计 常见模具温度控制为80-90℃，流道直径有3-6mm，浇口长度为0.5mm，浇口大小要视胶壁厚度而定，圆形浇口直径至少应制品厚度的0.5-0.6倍，长方形浇口的宽度通常是厚度的2倍或以上，深度为壁厚的0.6倍，脱模斜度40′-130′之间。 排气系统 POM-H 厚度0.01-0.02mm 宽3mm POM-K 厚度0.04mm 宽3mm 4、熔胶温度 可用空射法量度 POM-H 可设为215℃（190℃-230℃） POM-K 可设为205℃（190℃-210℃） 5、注射速度 常见为中速偏快，过慢易产生波纹，过快易产生射纹和剪切过热。 6、背压 越低越好，一般不超过200bar
八、POM注塑工艺特性与工艺参数的设定 1、POM也是典型的热敏性塑料，240℃下会严重分解。在210℃下，停留时间不能超过20min；即使在190℃下，停留时间最好也不能超过1h。因此注塑时，在保证物料流动性的前提下，应尽量选用较低的成型温度和较短的受热时间。 2、POM具有明显的熔点，均聚POM为175℃、共聚POM为165℃。成型时，料筒温度的分布：前段190～200℃，中段180～190℃，后段150～180℃，喷嘴温度为170～180℃。对于薄壁制品，料筒温度可适当提高些，但不能超过210℃。 3、POM吸湿性小，加工前树脂可不干燥。必要时，可在90～100℃下，干燥2～4h。 4、POM的熔体粘度对剪切速率敏感。因此，要提高熔体流动性，不能单用提高温度，也要从提高注射速率和注射压力着手。大浇口、厚壁短流程、小面积的制品，注射压力为40～80MPa；一般制品为100MPa左右。小浇口、薄壁长流程、大面积的制品，注射压力较高，为120～140MPa 。 5、模具温度通常控制在80～100℃，对薄壁长流程
多聚甲醛生产工艺及技术进展
多聚甲醛的生产工艺及技术进展 2.1 多聚甲醛生产工艺 2.1.1 甲醛聚合原理 甲醛水溶液在长期存放或浓缩操作过程中能发生聚合，生成多聚甲醛----白色粉状线性结构的聚合体。 生成的平衡反应受 H+浓度的影响较大，微量极性物质的存在，如酸、碱和水等都会加速聚合反应的进行。温度也有影响，温度低时反应向生成聚合物的方向移动，温度升高时则向反向移动。温度很高时甚至会完全解聚生成单体，尤其是有酸存在时加热更易使其解聚成气态甲醛单体。 目前工业上基本采用催化聚合的方法制备多聚甲醛。通过加助剂，如碱 （NaOH）、酸（H 2SO 4 ）、碱性碱土金属及其氧化物（MgO）、金属离子（铁、钴、 镍金属）及其盐、胺类（二乙胺、三乙胺、三乙醇胺等）等等，可以促进甲醛迅速催化聚合.其中某些有机胺类能在多聚甲醛聚合度达到一定程度时封铸聚合物的端基，使残余的水游离出来，迅速蒸发干燥。以胺为助剂甲醛聚合机理如下: … 2.1.2 多聚甲醛生产工艺路线 目前，国内外应用较成熟的多聚甲醛生产工艺路线主要有以下几种： 2.1.2.1 真空耙式干燥器干燥制多聚甲醛… 2.1.2.2 金属传送带干燥制多聚甲醛… 2.1.2.3 喷雾法 78-85%浓甲醛加助剂后，在干燥室 30-40℃惰性气体（N 2 ）条件下喷雾造粒
得到细颗粒、水溶性好、具有流动性的多聚甲醛。要制得高含量多聚甲醛，可再转入流化床两段干燥，第一段控温 45-70℃可得醛含量 90-91%多聚甲醛；第二段控温 70-100℃强化干燥后醛含量达 95%以上。喷雾干燥法干燥时间短，制得的多聚甲醛颗粒大小可调，具有流动性，操作灵活。缺点：气固分离困难，细颗粒粉尘回收难，热效率不高，设备容积大。 2.1.2.4 共沸精馏法 甲醛浓缩后的浓醛导入装有惰性有机液的反应釜，共沸脱水，最后过滤有沉淀的釜液，将固体干燥，蒸去低沸点有机液，可制得醛含量 91-99%的多聚甲醛产品。共沸精馏法制备工艺尽管也可以制备较好的产品，由于共沸剂的种类、回收以及工艺放大等问题，目前只有少数厂家生产。 2.1.3 影响多聚甲醛制备的因素 由甲醛溶液为原料制备多聚甲醛，影响因素很多，归纳起来有以下几方面。 2.1. 3.1 进料浓度 下表是以三乙胺作助剂，加入质量分数0.44%时, 甲醛溶液不同进料浓度对产品甲醛收率的影响，结果如下表。结果表明甲醛溶液进料浓度越高，产品收率越高。 表2.1甲醛进料浓度对多聚甲醛收率的影响 2.1. 3.2 冷却固化温度、干燥温度… 图2.1甲醛和水的液固相图 2.1. 3.3 加热干燥的介质… 2.1. 3.4 助剂的种类和用量 酸、碱、碱性碱土金属氧化物及其盐、金属离子、有机碱（胺类、含氨基的
甲醛生产工艺设计1
摘要 甲醛是一种重要的有机化工原料，主要用于生产酚醛树脂(PP)、脲醛树脂(UF)等，还可用作杀菌剂、消毒剂、防腐剂、溶剂、还原剂以及尿素—甲醛型缓效肥料等，在农业、水处理、涂料、医药以及染料等方面具有广泛的用途。本套设计是根据国内甲醛工业现状、产品要求，采用铁、钼、钒等金属氧化物作为催化剂，在“铁钼法”传统生产工艺的基础上，设计出具有创新性“铁钼法”工艺，反应原理简单，所得产品纯度高，污染少的一套装置。 关键词：铁钼法，原理方法，工艺设计，尾气循环，物料衡算
引言 甲醛用途非常广泛，合成树脂、表面活性剂、塑料、橡胶、皮革、造纸、染料、制药、农药、照相胶片、炸药、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐过程中均要用到甲醛，可以说甲醛是化学工业中的多面手，但任何东西的使用都必须有个限量，有一个标准，一旦使用超越了标准和限量，就会带来不利的一面。国外甲醛衍生产品多达近百种。甲醛生产企业应根据本地区的原料及产品供求情况，不失时机和因地制宜的发展一些附加值更高的甲醛衍生产品，加快甲醛衍生产品的品种及其生产技术的发展进程。与此同时，应重点关注催化剂性能的改进和提高工作，大力加强业已成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料的推广应用，不断提高装置的技术含量，加大技术进步力度。本次设计在“铁钼法”传统生产工艺的基础上，设计出“尾气循环工艺”、“热量循环工艺”等多种改良创新性节能、环保的新型“铁钼法”工艺，解决了实际生产中尾气、热量的再次利用。 由于甲醛是有毒有害气体，生产过程中一定要注意环保，尾气和废碱，废酸必须经过处理达排放标准后才能排放。 这次设计有成功也有不足。对所需的各种参数都做到了有据可查，计算过程有理有据。从铁钼催化法甲醛生产工艺设计流程出发，系统的进行了物料衡算，但是，由于此设计资料有限，反应器的动力学模型无法建立，不能进行反应器设备设计，又因为自身水平的限制，尽管已尽最大努力，最终不足之处仍然存在,希望大家批评指正。 一、甲醛生产的目的及意义 甲醛是脂肪族等系列中最简单的醛,化学性质十分活泼,可合成多种化合物,是重要的大宗基本化工原料之一,广泛应用于化工、医药、染料和农业等领域,大部份用作脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺—甲醛树脂的原料，还可用作生物合成香料、合成炸药、合成螯合剂、合成助剂以及合成重要的中间体等，甲醛的用途分布为图1所示。
甲醛工艺流程
甲醛工艺规程 一、概述 1、产品名称： 37% ~37.4%工业甲醛溶液（重量法），其商品名成为福尔马林。 英文名称：Formaldehyde。 2、甲醛的物理化学性质： 分子式：CH2O 结构式： 分子量：30.03 (1)物理性质： 纯甲醛在常温下为具有强烈刺激性气味的无色液体，易挥发、有毒、对眼、鼻、喉粘膜有强烈的刺激性。成品甲醛为无色透明易流动的有毒液体。 纯甲醛的沸点为-210C，溶点为-920C，能溶于水、醇、醚中。 甲醛气属于易燃易爆气体，在空气中的爆炸极限为7—73%（0.1MPa 200C）。 低温下甲醛易发生聚合作用，反应如下： CH2O＋H2O → CH2(OH)2 甲二醇 nCH2(OH)2 → HO(CH2O)nH ＋(n—1）H2O HO(CH2O)nH → n(CH2O) ＋H2O 该聚合作用，在甲醛含量高于42%或低于7%时极易进行，在
酸性介质中或有重金属氧化物存在时，聚合可能性增大. 加热和稀释有利于解聚，加入阻聚剂可适当阻止聚合。 （2）化学性质： 甲醛是最低级醛，化学性质非常活泼。 加成反应： NaHSO3 ＋HCHO →CH2OHSO3Na Na2SO3＋HCHO →CH2OHSO3Na 卡尼查罗反应： 2HCHO ＋NaOH → CH3OH－HC00Na 与氧作用生产乌洛托品： 6HCHO ＋4 NH →（CH2）6N4 ＋6H20 受热分解：CH20 →C0 ＋H2 （加热4000C） 氧化生成甲酸：CH20 ＋1\2O2 → HCOOH 甲醛还能与苯酚，尿素作用生成酚醛树脂和尿醛树脂。 3、产品应用范围： 甲醛是重要的有机化工原料之一，广泛应用于溶剂、还原剂、防腐剂、燃料、炸药、农药、合成树脂和工程塑料等。 4、国内外生产工艺及本厂工艺简介： 目前国内外生成甲醛的方法主要有以下几种： （1）以烷烃为原料（一步法） a、甲烷氧化法：CH4＋O2 → CH20 ＋H20 b、乙烯氧化法：C2H4＋O2 → 2CH20
年产4万吨甲醛工艺设计[1]
年产3万吨甲醛生产工艺设计 专业：化学工程与工艺设计人：谢强指导老师：罗道成 摘要：本设计为年产3万吨37.2%甲醛水溶液的生产工艺初步设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置的安全生产与“三废”治理作了相关讨论并进行经济的初步核算。 本设计配有设计说明书一本，附图4张。说明书包括1：总论；2：工艺流程的选择及论证；3：年产3万吨37.2%甲醛水溶液工艺计算；4：非标准设备的计算及定性设备的选型；5：工艺管道计算；6：安全以及“三废”治理；7：技术经济初步核算。图纸包括：1 带控制点的工艺管道及工艺流程图；2 氧化器装配图；3 装置平面图；4 装置立面图。 关键词：甲醛；甲醇；氧化；工艺；电解银 The manufacturing process of Formaldehyde 30000 tons per year Speciality:chemical engineering and technology designer:Xie Qiang director:Luo Dao Cheng Abstrac t:The design is primary for the manufacturing process of formaldehyde 30000 tons per year,and adopts Ag as catalyst According to the design,the craft production way of formaldehyde was selected and the technology was investiged.The main equipments and pipes were designed or selected.At the sane time,safely producing and dealing with”three waste “were argued and technology economic was originally estimated. The design consists of an instruction book and a series of diagram. The instruction book includes:1.Introduction.2.Choice and demonstration of the technological process.3.30000 tons per year 37.2% formaldehyde crafts for production were designde.4.It is not a selecting type of the equipment of calculation and finalizing the design of the standard device.5.Thecraft pipeline calculating.6.Security and abatement of”three waste”.7.Economic initial estimate of technoligy. The diagram include:1.The pipeline of the device and process flow sheet with controlled piot.2.Assemblage chart of the oxidator.3.Plane figure of the device.4.The blueprints of factory. Key words:formaldehyde;Methanol;Oxidation;Technology;Electrolysis Silver
甲醛生产工艺操作规程
甲醛生产工艺操作规程 一、开车前准备 系统检查： 1、转动设备检查：将罗茨鼓风机、一塔泵、二塔泵等机泵的连轴器进行手动盘车，注意转动是否灵活，是否有摩擦、碰撞等异常声音。检查各机泵润滑油是否符合要求。地脚螺栓等固定螺栓是否有异常。 2、管道检查：包括空气管道、蒸汽管道、物料管道及其相关的管道阀门有无泄漏，是否启闭灵活。 3、检查化验器具、药品、标准溶液是否齐备。 4、供电、供水检查:检查电源电压表指针是否指示准确，各指示灯是否正常工作，水处理器的进水压力和水量、软水硬度是否符合要求。 5、仪表检查：检查气源压力是否符合要求，调节阀是否调节正常，各仪表指示是否正常。 系统的吹除和置换 为防止铁锈、灰尘、油等杂质进入氧化器影响催化剂的活性、寿命和产品质量，开车前必须对系统装置的设备和管道进行吹除，并且对设备管道进行脱脂处理，保持设备和管道的清洁。 吹洗：设备和管道清洗组装完毕后，要先用蒸汽和空气的混合气吹洗再用热风吹干。 催化剂的铺装： 1、花板要求平整干净，装入氧化炉后要求四周间隙均匀，没有晃动缝隙。
2、热电偶要求敷设平直，安装时不要露出花板沟槽，顶部留有10mm 缝隙。 3、花板上铺的合金铜丝网需要经过退火处理，网分布均匀大小适合，要 求平整。 4、催化剂按照先新后旧、先粗后细的原则分层分布，要做到均匀、平整、 严实的要求，进行模平处理后才能进行铺装后一层催化剂，尤其是四周填充充分压实。 5、试点火器：催化剂铺装完毕后，安装点火器，并进行试验合格。 6、上述工作结束后，将氧化炉的封头，清理干净在吊装密封。 尾锅炉的点火 1、检查水封罐水位，确保二塔与尾气炉的隔离。 2、打开气包水进口阀门，关闭废热锅炉的排水阀门，启动软水泵。 加水进气包，如需换水，可开启排污阀到水质合格，保持规定水位。 3、启动尾气锅炉的鼓风机，吹炉五分钟。 4、在炉外点燃调整好燃烧器，在将其装入炉内固定好，视炉温和燃烧情 况调节供油和风量，保证炉温在700－800℃。 5、尾气锅炉在正常运行时，要按锅炉运行的操作法进行控制，要定期分 析水质情况和炉膛内尾气的燃烧情况，尾气压力、引风机电流，炉膛温度、气包的液位和产汽的压力，做好排污和液位计的冲洗工作，做好操作记录。 6、尾气废热锅炉运行时，如遇到停电或引风机发生故障，应迅速打开水 封联箱的尾气放空阀门，将尾气放空，然后在将尾气入炉阀门关闭，
年产3万吨甲醛生产装置工艺设计
年产3万吨甲醛生产装置工艺设计 摘要：本设计为年产3万吨37.2%甲醛水溶液的生产工艺初步设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置的安全生产与“三废”治理作了相关讨论并进行经济的初步核算。 本设计配有设计说明书一本，附图4张。说明书包括1：总论；2：工艺流程的选择及论证；3：年产3万吨37.2%甲醛水溶液工艺计算；4：非标准设备的计算及定性设备的选型；5：工艺管道计算；6：安全以及“三废”治理；7：技术经济初步核算。图纸包括：1 带控制点的工艺管道及工艺流程图；2 氧化器装配图；3 装置平面图；4 装置立面图。 关键词：甲醛；甲醇；氧化；工艺；电解银 The manufacturing process of Formaldehyde 30000 tons per year Speciality:chemical engineering and technology designer:Xie Qiang director:Luo Dao Cheng Abstrac t:The design is primary for the manufacturing process of formaldehyde 30000 tons per year,and adopts Ag as catalyst According to the design,the craft production way of formaldehyde was selected and the technology was investiged.The main equipments and pipes were designed or selected.At the sane time,safely producing and dealing with”three waste “were argued and technology economic was originally estimated. The design consists of an instruction book and a series of diagram. The instruction book includes:1.Introduction.2.Choice and demonstration of the technological process.3.30000 tons per year 37.2% formaldehyde crafts for production were designde.4.It is not a selecting type of the equipment of calculation and finalizing the design of the standard device.5.Thecraft pipeline calculating.6.Security and abatement of”three waste”.7.Economic initial estimate of technoligy. The diagram include:1.The pipeline of the device and process flow sheet with controlled piot.2.Assemblage chart of the oxidator.3.Plane figure of the device.4.The blueprints of factory. Key words:formaldehyde;Methanol;Oxidation;Technology;Electrolysis Silver