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        第一篇 甲醛生产技术
         

           甲醛(HCHO)是化工基础原料,广泛应用于树脂、塑料、皮革、纸张和纤维等的生产,在人们的生产生活中起着极其重要的作用。我国甲醛工业起步于1956年。经过五十多年不断改进、完善和发展,目前已成为世界甲醛生产和消费第一大国。

         

           江苏AG亚游集团石化科技有限公司,依靠一大批甲醛领域知名高级工程师在生产实践中不断探索,大胆创新,在甲醛传统生产工艺的基础上,开发了尾气循环工艺、低转化无醇工艺、烟气循环工艺和最新甲醛工艺(AG亚游集团工艺),为我国甲醛工业的发展又闯出一条新路,是中国甲醛行业领跑者。

         
        第一节 甲醛生产工艺
           1.尾气循环工艺
           甲醛生产传统工艺由甲醇蒸发、混合气过热、过滤、阻火后,甲醇进行氧化、吸收,生产的甲醛浓度达37%,但随着甲醛下游产品的开发和节能减排工作的开展,越来越多的企业希望把甲醛浓度提高,为此开发了尾气循环流程。其目的用.气代替水蒸气带热,减少配料蒸汽量。由于系统中水份少了,甲醛浓度就可以大幅度提高至50%左右。并且副产蒸汽量也得到了提高。
         
         
           2.低转化无醇工艺
           在传统的甲醇氧化生产中,甲醇氧化过程反应温度在650℃条件下进行,反应过程伴随着CO2、CO等副反应生成。同时,成品甲醛中残留1%甲醇,这些都会增加甲醇的消耗。低转化无醇工艺就是将反应温度降低,减少副反应生成,而未转化的甲醇通过精馏加以回收。这样既降低甲醇消耗,又提高了甲醇浓度。
         
         

           3.烟气循环工艺
           尾气中除了CO2、CO、CH4、CH2OH、CH2O外还有18-20%氢气,氢气在氧化时有还原作用,同时还会消耗甲醇生成CH4等副反应。氢气存在还会抑制脱氢反应的进行,增加甲醇消耗量,因此AG亚游集团开发了烟气循环工艺。

           烟气主要成分是N2和CO2等惰性气体,甲醇转化时不参与反应,而且能抑制CO2、CO、CH4、HCOOH等生成,副反应产物能降至:CO2 2.2-2.8%,CO 0.1-0.3%,CH4 0.1-0.2%,合计节约甲醇8-10kg/t。同时烟气中含有5-10%过量氧气,能提高产量10-20%,副产蒸汽能提高10%,电耗下降4-6KWh/t。

         
        烟气循环工艺与其他工艺比较

        序号

        名   称

        单位

        传统
        工艺

        尾气循
        环工艺

        低转化
        无醇工艺

        烟气循
        环工艺

        最新生
        产工艺

         

        1


        甲醛

        %

        37

        37-45

        37-45

        37-50

        37-50

        甲醇

        %

        1-2

        ≤1

        ≤0.5

        ≤0.5

        ≤0.2

        甲酸

        %

        ≤0.02

        ≤0.01

        ≤0.01

        ≤0.01

        ≤0.01

        2


        甲醇

        Kg/t

        ≤450

        ≤445

        ≤440

        ≤440

        ≤438

        循环水

        t/t

        70

        50

        50

        50

        50

        Kwh/t

        28

        30

        27-28

        30

        30

         

        3




        氧醇比

        mol

        0.38-0.41

        0.38-0.45

        0.35-0.38

        0.38-0.43

        0.38-0.41

        氧温

        640-660

        640-660

        600-630

        620-640

        610-640

        转化率

         

        较好

        最低

        安全性

         

        4

        外供蒸汽

        Kg/t

        330-350

        400-550

        330-450

        500-650

        500-650

        5

        热量综合利用

         

        较好

        较好

         
         

           综上所述,烟气循环工艺各项指标均优于其他工艺,是值得推广的一项新工艺、新技术。江苏AG亚游集团石化科技有限公司拥有一大批熟悉生产、懂技术又勇于创新的工程技术人员。AG亚游集团也愿意为各企业提供工程设计、制造、安装、调试、开车的EPC项目总包。

         

           4.最新甲醛生产工艺(AG亚游集团工艺)
           尾气循环工艺和低转化无醇工艺都是在传统工艺基础上发展起来的,它的工艺路线:甲醇蒸发——过热——过滤——氧化——1#吸收塔——2#吸收塔(3#吸收塔)——尾气焚烧。该工艺流程长、设备多、能耗高、占地面积大。AG亚游集团公司在多年生产实践的基础之上,吸收原工艺的长处,开发出一条拥有自主知识产权的专有技术——最新甲醛生产工艺。该技术将传统的设备设计成蒸发——氧化——吸收三台设备的新工艺,大大缩短了原流程,占地面积小、投资少,而且能够生产低醇、高浓度甲醛。

         

           甲醛新工艺流程和特点:
           ⑴此工艺配置了空气洗涤塔,这对于净化空气确保原料气的清洁起到了至关重要的作用。洁净的空气会降低系统阻力,提高电解银的转化率,十分有利于甲醛的生产。
           空气经过洗涤后由鼓风机送入蒸发器。蒸发器为集蒸发、混合、过热、过滤于一体的组合式蒸发设备。甲醇、空气、配料蒸汽、尾气(烟气)按比例在蒸发器内混合均匀后送入氧化器。
           ⑵甲醇、空气、水蒸气、尾气在氧化器银催化剂作用下转化成甲醛。氧化器设一段换热段,其目的:
           ①增大产气量、回收更多蒸汽。
           ②提高氧化器出口温度,生产低醇高浓度甲醛。
           ⑶吸收塔设一台,塔内设精馏、吸收段使塔内形成浓度、温度梯度;既能防止甲醛聚合、又能生产高浓度甲醛并能回收甲醇。
           ⑷最终尾气由塔顶送入焚烧炉焚烧,焚烧后烟气经冷却后可返回蒸发器参与移热。
           ⑸热量综合利用率高。
           ①组合式蒸发器可以补加脱盐水,减少配料蒸汽消耗量。
           ②利用吸收塔循环甲醛的热量来加热蒸发甲醇,节约蒸汽。
           ③“组合式蒸发器”可以大大缩短蒸发器至氧化器的距离,使设备更加紧凑、热损少。
           ④焚烧炉排放气可以预热锅炉水或空气。副产蒸汽外送,整个装置热量得到综合利用。

         

        最新甲醛工艺(AG亚游集团工艺)流程图 

        第二节 铁钼法制甲醛

           铁钼法甲醛生产是在甲醇-空气的爆炸下限以外操作,即在空气过量的条件下操作,故也称之为“空气过量法”。该反应在常压和250-400℃下进行,从而能使副反应减少、转化率增高、消耗降低。
           1.铁钼法工艺流程
           铁钼法甲醇氧化反应按如下反应进行:
           主反应
           CH3OH + 1/2O2 → CH2O + H2O - 159KJ/mol
           副反应
           CH3OH + 3/2O2 → CO2 + 2H2O
           CH3OH + O2 → CO + 2H2O
           CH3OH + O2 → HCOOH + H2O
           2CH3OH → CH3OCH3 + H2O

           铁钼法甲醛生产有空气压缩、反应、蒸汽发生和甲醛吸收等工序组成。
           空气通过消音器与吸收二塔顶部循环尾气混合进入循环风机,加压后送到甲醇预蒸发器。
           原料甲醇由罐区,通过甲醇泵打到蒸发器加热气化,同时与空气混合成原料气。蒸发器由二塔甲醛循环溶液提供热量。原料气再经过蒸发器过热后进入反应器。原料气在固定床反应器装有铁钼催化剂上发生反应。反应温度由导热油加热控制,反应过程中导热油冷凝时能副产蒸汽。生成的甲醛气体经过甲醇蒸发器盘管与原料气换热后冷却,然后进入吸收塔。循环液部分采出即为成品。

           吸收二塔顶部出来的尾气,一部分返回风机入口,另一部分进入催化焚烧系统,副产蒸汽外送。

           2.铁钼法与银法的比较
           (1)投资:铁钼法的投资比银法高50%
           (2)甲醇单耗:由于银法为甲醇过量的条件下制得的,银法的甲醇单耗比铁钼法的单耗高5-10kg。
           (3)能耗:铁钼法动力消耗比银法大2.3倍,而副产蒸汽量与AG亚游集团的银法甲醛几乎差不多。
           (4)催化剂寿命:银法在650℃以上高温反应,银催化剂寿命一般在3个月左右,铁钼催化剂活性高,一般使用期为6-12个月。
           (5)产品质量:银法与铁钼法都能得到低醇高浓度甲醛。甲醛浓度可达50%,甲醇含量≤0.5%。

         
        铁钼法消耗指标

        序号

        名称

        单位

        消耗定额

        1

        甲醇(99.5%)

        Kg/t

        430-435

        2

        电耗

        kwh/t

        70

        3

        脱盐水

        kg/t

        400

        4

        外供蒸汽

        kg/t

        600-700

        注:消耗定额折合成37%甲醛计