年产12万吨甲醛的工艺计算
1_8万吨_年甲醛生产装置工艺设计_王哲勤
王哲勤 朱铁男 王艳 华 1.8 万吨/ 年甲醛生产装置工艺设计
学术论 坛
根据生产指标得应生成的甲醛量为 :
7.06×30=211.80kg/ h 则:
主反应中的甲醛量为 :
513.89-211.80=302.09kg/ h
则副反应中的耗 O2 量为 : 302.09/ 32 ×1/ 2×32=161.12kg/ h 水生成量为 :
17 .557
21 .72
0 .009
0 .00439
0 .005 0 .184 0 .002
100
0 .00316 0 .0673 0 .00113 82 .96
出料
% 1 .983 23 .092
kmol/ h 1 .38 17 .13
1 .273 39 .868 3 .284 0 .261
0 .89 31 .69 1 .66 0 .21
Journal of Jili n Radi o and TV Universit y N o .11 , 2012(Tot al N o.131) 《 吉林广播电视大学学报》 2012 年第 11 期(总第 131 期)
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1 .8 万吨/年甲醛生产装置工艺设计
王哲勤 朱铁男 王艳华
(吉林市广播电视大学 , 吉林 吉林 132000 ;吉林石化公司炼油厂 , 吉林 吉林 132022;吉林省电力建设总公司 , 吉林 长春 130033)
摘 要 :本文结合工厂生产实际 , 对工业甲醛生产工艺进行了设计 , 对生产与反应过程 进行了物 料衡算和热 量 热量衡算 。
表 4 物料衡算一览表
CH3OH HCO H
O2 N2 CO2
CO H2O H2 HCO O H
甲醛工艺流程
甲醛工艺流程甲醛是一种常用的化工原料，广泛应用于家具、建材、纺织品等行业。
其生产工艺流程十分复杂，需要经过多道工序才能得到高纯度的甲醛产品。
下面将介绍甲醛的生产工艺流程。
首先，甲醛的生产通常采用甲醇氧化法。
在这个过程中，甲醇和空气以一定的比例进入催化剂反应器，经过催化剂的作用，甲醇氧化成甲醛。
这是甲醛生产的关键步骤，也是整个工艺流程的起点。
接着，产生的反应气体需要进行冷却和净化处理。
这个过程中，需要利用冷凝器对反应气体进行冷却，然后通过吸收剂吸收其中的甲醛，将其他杂质气体排出。
这一步骤的目的是提高甲醛的纯度，减少有害物质的排放。
随后，吸收剂中的甲醛需要进行脱附和再生。
这一过程中，通过加热吸附剂，将其中吸附的甲醛脱附出来，再经过冷却凝结成液体甲醛。
同时，再生后的吸附剂可以重新用于吸收甲醛，实现循环利用。
在甲醛的生产过程中，还需要对产生的废水和废气进行处理。
废水需要经过沉淀、过滤等工艺进行处理，以达到排放标准；废气则需要经过脱硫、脱硝、除尘等设备进行处理，减少对环境的污染。
最后，经过以上工艺步骤得到的液体甲醛需要进行精馏和脱水处理，以提高甲醛的纯度和浓度。
这样得到的甲醛产品可以直接用于各种行业的生产制造。
总的来说，甲醛的生产工艺流程包括甲醇氧化、冷却净化、吸附再生、废水废气处理和精馏脱水等多个步骤。
每个步骤都至关重要，需要严格控制工艺条件和操作参数，以确保甲醛产品的质量和生产安全。
同时，也需要重视环保措施，减少对环境的影响，实现可持续发展。
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。
12万吨每年甲醇合成工艺设计
毕业设计题目：12万吨/年甲醇合成工艺设计学院：化学与材料工程学院专业：化学工程与工艺姓名：学号：指导老师：完成时间：设计说明设计说明本设计为年产12万吨甲醇合成工艺设计，采用了鲁奇低压合成法进行合成，其中以精馏塔为主体设备，通过三塔精馏使甲醇产品质量达到设计要求，设计纯度达到99.95%。
本设计主要进行了物料衡算、热量衡算，得到进料中粗甲醇为17271.16kg/h，塔顶出料16666.67kg/h，塔釜出料5556.32kg/h，合成塔产水蒸气为441.75m³/h,每吨精甲醇冷却水用量为60.88吨。
对主要设备进行了计算与选型，计算得出精馏塔的塔径为 2.2m，塔高为24.5m，塔径为塔板为28块，其中精馏段17块，提馏段11块，最小回流比为4.53等。
精馏塔选择F1型浮阀塔，其优点是可增大气体流速而提高生产能力，增加板效率。
另外设计含有带控制点的工艺流程图、物料流程图和主要设备图，可为中小型甲醇生产装置提供形影参考。
关键词：甲醇、鲁奇低压工艺、工艺设计、甲醇精馏Design NotesDesign NotesThe design for the annual production capacity of 120000 tons of methanol synthesis process design, adopting Lurgi low pressure synthesis method ofsynthesis, the distillation tower as the main equipment, through three tower distillation methanol to make product quality reach the design requirements,design the purity reached to 99.95%.The design for the main material balance, heat balance, to obtain the crude methanol feed is 17271.16kg/h, the discharge of 16666.67kg/h, a tower kettle discharging 5556.32kg/h, synthetic tower water vapor as 441.75m ³/h, per ton of refined methanol cooling water consumption is 60.88 tons.The main equipment for the calculation and selection, calculation of distillationtower diameter is 2.2m, height is 24.5m, the diameter of the column as thecolumn plate into 28 pieces, including rectifying section 17 block, 11 block in the stripping section, minimum reflux ratio is 4.53. Distillation column select F1 type float valve tower, which can increase the gas flow rate and increase production capacity, increase the efficiency of board. The design contains the process flow chart with control points, the material flow chart and the map of major equipment,can provide reference for production equipment in the shape of small methanol.Key words: methanol, Lurgi low-pressure technology, process design, methanol distillation目录1 绪论 (1)1.1合成方法 (1)1.1.1甲醇的用途及在化学工业中的地位 (1)1.1.2甲醇市场的状况及建厂的可行性 (1)1.1.3甲醇的性质 (1)1.1.4甲醇的合成方法 (2)1.2合成路线 (2)1.2.1 本设计选择的合成路线 (2)1.2.2 甲醇的合成 (3)1.3设计目的及意义 (4)2 精甲醇生产工艺计算 (6)2.1 甲醇生产的物料平衡计算 (6)2.1.1 合成塔物料平衡计算 (6)2.1.2 粗甲醇精馏的物料平衡计算 (12)2.2 甲醇生产的能量平衡计算 (15)2.2.1 合成塔能量计算 (15)2.2.2 常压精馏塔能量衡算 (16)3 主要设备计算及选型 (20)3.1合成系统的设备选型 (20)3.1.1 甲醇合成反应器 (20)3.1.2 出塔气冷凝器 (20)3.1.3 甲醇分离器 (20)3.1.4 粗甲醇贮槽 (20)3.1.5 压缩机 (20)3.2精馏系统设备选型及计算 (20)3.2.1 常压塔冷凝器 (20)3.2.2 常压精馏塔计算 (21)3.2.3 初估塔径 (22)3.2.4 理论板数的计算 (24)3.2.5 进料板位置的确定： (27)3.2.6 塔内件设计 (28)3.2.7 塔板流体力学验算 (31)3.2.8 塔板负荷性能 (33)3.2.9 常压塔主要尺寸确定 (34)4主要符号说明 (37)5设计结果 (38)6参考文献 (40)7致谢 (41)8附录 (42)1 绪论1.1合成方法1.1.1甲醇的用途及在化学工业中的地位甲醇俗称“木精”，是重要的有机化工产品，也是重要的有机化工原料，其分OH,是碳化工的基础。
年产10万吨甲醛的生产工艺设计
年产10万吨甲醛的生产工艺设计摘要甲醛作为为人熟知且用途广泛的基础化学品，一直以来都是人类化学生产工艺中不可或缺的部分。
本次设计主要通过银化法制备甲醛的生产工艺进行年产量十万吨的甲醛制备设计，通过对工艺技术的优化寻求最大利益效应的甲醛成品的生产。
最终得到主要为37％等浓度的不同甲醛产品以满足不同下游需求。
本次设计主要通过对目标的各类物料，热量衡算以及对生产工艺流程的各项设备的相关设计，其中也包括对车间的厂房的布置内容。
最后是对工艺的三废处理等问题进行研究。
综合经济考虑估算大致收益以得出该设计思路的可行性。
详细均在文中有述。
关键词：甲醛生产工艺；银化法；尾气循环法；铁钼法制甲醛；工艺优化第1章生产工艺1.1 生产工艺介绍在甲醛生产工艺技术中以甲醇作为主要的原料进行生产，其中又按催化剂的不同，对该技术分为银法和铁钼法两大不同的生产工艺。
其中银法甲醛生产工艺作为世家采用占达70%的工艺技术作为本次设计的主要研究对象，同时其工艺技术也较为成熟。
该方法主要由以下类型构成，如甲醛生产工艺、废气循环法、传统银法等等，其中，前者对本征控制技术的要求较高，在新兴工艺的范畴之内。
以原料配置工艺为例，包括空气、甲醛等等，其主要分为配制后蒸发、蒸发后配制等类型，两者之间存在显著差异。
从吸收层面来说，形式也呈现出多样化的特点，包括并流吸收、双塔吸收等等，步骤各不相同。
除此之外，站在装置的角度上，在余热利用过程中，随着利用形式的改变，工艺步骤也会产生相应的变化，可以有效避免能量浪费等现象。
1.2 银化甲醛工艺的对比（1）甲醇过量氧化法甲醇过 量氧化法就是银催化氧化法，在使用该方法的过程中，需要借助银网丝的功能实现催化的目的，从而确保甲醛含量达到要求，与此同时，反应温度也可以控制在六百摄氏度到七百二十摄氏度之间。
（2）空气过量氧化法该方法也具备铁钼催化氧化法的称呼，若甲醛没有达到标准，而空气含量已经超过既定要求，才会形成相应的化学反应。
甲醛生产物料与能量平衡及生产技术探讨
甲醛生产物料与能量平衡及生产技术探讨1五万吨/年甲醇制甲醛物料平衡及其单吨消耗年产5万吨甲醛装置，年生产日按330天计。
1-1进料量序号甲醇量（0.9965）ch3ohkg/h2807.2086h2okg/h合计kg/ho2nm3/h空气量（φ=0.8）n2nm3/hh2onm3/h合计nm3/h配蒸汽量kg/h备注9.85972817.0683798.64912934.46569.97693803.09122533．31511-2产出量序号甲醛溶液（0.3743）kg/h6313.1313尾气量(二吸塔出口)nm3/h3869.8047产蒸汽量（尾锅及汽包）kg/h(0.4mpaa蒸汽)备注2617.68001-3单吨消耗及产汽量序号甲醇量空气（φ乏蒸汽产蒸汽电耗生水量(不含蒸汽)循环水(25℃)kg65000催化剂附注（0.9965）=0.8）kg446.2236nm3602.4096kg401.2771kg391.61kw*h27kg849.2389g9本物料平衡据国内某大型厂实际查定数据测算，其演算过程示意见附件1；2国内银催化剂水解法生产甲醛技术深入探讨银催化氧化法，此法所采用的催化剂分为浮石银催化剂和电解银催化剂。
这两中催化剂国内均采用。
银催化是在空气的甲醇含量高于爆炸极限（37%）的条件下，以浮石-银作催化剂，在半绝热反应器中同时进行脱氧化反应生成甲醛，其反应式如下：ch3oh+1/2o2→hcho+h2och3oh→hcho+h2工艺过程为：用泵将甲醇送入气化器，甲醇在气化器蒸气盘管加热下气化，甲醇出口汽46.2~50℃，压力~30kpa;气化后的甲醇和空气混合物从气化器顶部流出，并加入水蒸汽，使甲醇、空气和水蒸汽的配比为1：1.8～2.0:1.185～1.646,此混合气经过热器和阻火器,在温度115～120℃时进这入氧化反应器,氧化反应在600～650℃,～0.02mpa条件下进这行。
年产4万吨甲醛装置的初步工艺设计
一、项目概况
1、工艺介绍
甲醛（CH2O）是由甲醇（CH3OH）和氧气（O2）反应制备的一种卤化物，通常采用两步法制备。
（一步法制备甲醛，利用催化剂发生甲醇氧化
反应，得到甲醛，但反应效率低，不能满足实际生产要求）。
本工艺采用
的是两步法制备甲醛，包括甲醇脱氢和甲醇氧化两个反应过程。
2、生产能力
本装置的年产能力为4万吨。
二、工艺流程
1、甲醇脱氢过程
甲醇通过管道输入反应器，加入氢气，由反应器内脱氢催化剂催化，
在550℃～650℃的高温环境下进行反应，脱氢产物和副产物经冷凝器冷
却分离，得到混合气体。
2、甲醇氧化过程
混合气体由反应器进入氧化塔，在顶部添加氧气，由氧化催化剂催化，反应温度为300℃～350℃，利用氧化塔内温度上升、压降和氧化催化剂
触发剂的作用，在塔内发生反应，甲醇氧化为甲醛，得到的甲醛混合物经
氧化塔下部的冷凝器冷却进行分离，得到甲醛产品。
三、关键设备
1、甲醇脱氢反应器
用于反应甲醇和氢气，把甲醇转化为混合气体。
反应器选用重（稀）
铬酸钾催化剂，反应器的反应温度为550℃～650℃，压力维持在 2.0MPa。
2、氧化塔
用于反应混合气体，把甲醇氧化为甲醛。
年产3万吨甲醛工艺设计
一、总体技术经济指标
1.实施单位：XXXXX
2.发电量：最小3×10^4千瓦时
3.甲醛产量：3×10^4吨/年
4.厂用电率：90%
5.气体消耗量：3.7×10^4立方米/年
6.酸性废水负荷：1.5×10^3立方米/年
7.固体废物负荷：6×10^3吨/年
二、工艺流程
1.原料准备
本工艺采用聚氯乙烯（PVC）作为原料，其初始质量分数为99.9%以上。
原料经过筛分、破碎处理后运至入料口，经过磨机、碎料机破碎处理后，再经过型料机后分成片状物，备用。
2.反应
a.预处理
将片状物材料经过前处理反应器，加入磷酸、四氟乙烷酸钠及抗氧剂，在130-150℃、压力1.5Mpa的条件下，反应1~2小时，使原料材料颗粒
度细化，其中磷酸发生水解反应，产生磷酸根和氢氧化钾，以及氢氧化钙
的混合液，产生的磷酸根可促使实现分子链氧化，从而降低了氧化反应的
温度，从而达到改变材料分子结构的目的。
b.甲醛氧化反应
将处理后的原料材料运至氧化反应釜，加入相应的磷酸根及氢氧化钙储存液，以及氢氧化钾及硫酸，在220-240℃、压力2.5MPa的条件下，反应6~8小时，使原料聚氯乙烯和氢氧化钾发生氧化反应，生成甲醛、水及其他副产物，从而实现甲醛制备的目的。
3.产物回收。
年产13万吨甲醛的生产工艺设计开题
北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY毕业设计开题报告设计题目年产13万吨甲醛的生产工艺设计指导教师孙双月学生姓名阳万荣学号120120068年级1203专业高分子材料与工程日期: 二○一四年十月十二日甲醛概述甲醛是一种有广泛用途、简单的生产工艺、充足的原料供应的大众化工产品，甲醛的用途有合成树脂、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，甲醛是甲醇下游产品中的主干，世界年产量为2500万吨左右，30%左右的甲醇都用来生产甲醛。
甲醛是一种浓度较低的水溶液，从经济角度的方面是不便于远距离运输的，所以厂址大多在主消费市场附近，进出口贸易也极少。
第1节甲醛概况工业甲醛是含甲醛３７～５５％（重量）的水溶液，是以甲醇为原料生产的一种重要的基本化工原料产品，在世界基础有机化工原料中，它是一种很重要的大宗化工产品。
作为有机化工原料，甲醛主要用于生产热固性树脂，以及丁二醇、ＭＤＩ（甲苯二异氰酸酯）和聚甲醛等有机化工产品。
广泛应用于化工、医药、纺织、木材加工等行业，其中最大用途是用于制造粘合剂而使用于木材加工和家具生产。
根据专家对未来的预测，甲醛下游产品的开发会进一步促进甲醛工业的发展。
O)是无色、具有强烈气味的刺激气体，略重于空气,易溶于水，其甲醛（CH235%〜40%的水溶液通称福尔马林，此溶液沸点为19℃。
甲醛是一种挥发性有机化合物，是室内环境的主要污染物之一，污染源多，污染浓度也较高。
甲醛是一种原浆毒物，能与蛋白质结合。
人吸入高浓度甲醛后，会出现呼吸道严重刺激、水肿、眼睛痛、头痛，也可发生支气管哮喘。
皮肤直接接触甲醛，可引起皮炎、色斑、坏死。
经常吸入少量的甲醛，能引起慢性中毒，出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛等。
全身症状有头痛、乏力、胃纳差、心悸、失眠、体重减轻以及植物神经紊乱等。
年产万吨甲醛
1.1 概述1.甲醛简介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。
2.性质甲醛气体的相对密度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℃。
3. 我国甲醛工业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达到国际上同类生产工艺先进水平。
甲醛几乎都采用甲醇空气氧化法制得，按所用催化剂的不同类型，可分为铁钼催化剂法和银催化剂法。
国外现有甲醛生产装置中约70％使用银法工艺，近几年新建甲醛装置大部分采用铁钼法。
甲醛的物料衡算
3 工艺流程介绍3.1 流程说明原料气的供给：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。
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甲醛是一种重要的有机化工原料，在化工、农药、合成树脂、纤维等行业中广泛应用。
本文旨在设计一种年产3万吨甲醛的生产装置工艺，以满足市场需求并提高生产效益。
1. 原料准备：甲醇是生产甲醛的重要原料，需选用高纯度、低杂质的甲醇。
同时需要准备用于催化剂的载体材料，如钢筋、球形活性炭等。
2. 反应系统设计：甲醇气相催化氧化是生产甲醛的主要反应过程。
因此，需要设计一个先进的氧化反应系统。
该系统应包括气相催化反应器、冷凝器和分离装置。
3. 催化剂的选择：银盐催化剂在甲醛生产中具有较高的选择性和催化活性。
通过合理配置银盐催化剂并结合载体材料，可以提高甲醛的产率和催化反应的稳定性。
4. 反应条件控制：甲醛气相催化氧化反应需要一定的温度、压力和氧化剂浓度控制。
通常，反应温度设置在300-400摄氏度之间，压力为0.1-0.2MPa，氧气浓度为2-5%。
5. 产品分离和纯化：在甲醛生产过程中，需要对甲醛和副产物进行分离和纯化。
一种常用的方法是通过冷凝器将反应后的气体冷却成液体，然后经过分离装置将甲醛纯化。
6. 废气处理：甲醛生产过程中会产生大量有机废气，其中含有甲醛和其他挥发性有机物。
这些废气需要通过废气处理装置进行处理，降低对环境的污染程度。
7. 自动化控制系统：为了提高生产效率和生产过程的安全性，应设计一个完善的自动化控制系统。
该系统可以自动监测和调整反应条件，同时实现仪表数据的远程监控和报警功能。
综上所述，设计一种年产3万吨甲醛的生产装置工艺，需要注意原料准备、反应系统设计、催化剂选择、反应条件控制、产品分离和纯化、废气处理以及自动化控制系统等方面的问题。
通过科学合理的设计和优化，可实现高效、安全和环保的甲醛生产。
8. 能源优化：在甲醛生产过程中，能源的利用对降低生产成本和环境影响至关重要。
可以采用热回收技术，将废热再利用，如回收冷凝器中的热量，用于加热反应系统中所需的流体。
9. 安全措施：甲醛是一种有毒的化学品，容易引发爆炸和火灾。
年产12万吨甲醛工业设计
目录目录 (i)摘要： (I)Abstract: (II)第一章概论 (1)1.1 甲醛的性质 (1)1.2 甲醛的用途 (3)1.3 我国甲醛工业的现状 (4)1.4 我国甲醛工业的发展趋势 (5)第二章工艺流程介绍 (6)2.1 甲醇氧化制甲醛反应原理 (6)2.2 工艺流程 (6)2.2.2.1反应器的结构与状态 (8)2.2.2.2催化剂的性能和状态 (8)2.2.2.3反应温度 (8)2.2.2.4氧醇比 (8)2.2.2.5水醇比 (9)2.2.2.6停留时间和空间速度 (9)2.2.2.7反应压力 (9)2.2.2.8原料混合气的纯度将影响催化剂的活性与寿命 (9)第三章工艺计算 (10)3.1 物料衡算 (10)3.2 热量衡算 (23)第四章主要非定型设备的计算及选型 (34)4.1蒸发器 (34)4.2过热器 (35)4.3 氧化器 (36)4.4 吸收一塔 (38)4.5 吸收二塔 (42)4.6 主要非定型设备一览表 (46)4.7 主要定型设备选型 (46)第五章主要工艺管道计算及选型 (48)5.1 主要工艺管道计算及选型 (48)5.2 主要工艺管道汇总表 (52)第六章安全措施与“三废”处理 (53)6.1 物料特性及安全防范措施 (53)6.2“三废”处理 (54)第七章甲醛市场分析与经济估算 (56)7.1 产品甲醛及原料甲醇市场价格分析 (56)7.2 经济效益估算 (57)第八章总结与展望 (59)8.1 总结 (59)8.2 展望 (59)致谢 (60)参考文献： (61)年产12万吨甲醛生产工艺设计学生：吴芳（指导老师：周晶晶）（淮南师范学院化学与化工系）摘要：本设计为年产12万吨37 %（wt）甲醛水溶液的生产工艺初步设计。
并且绘制了带控制点的工艺管道及工艺流程图、氧化器装配图、装置平面图及装置立面图。
本设计采用银催化法，根据设计要求对工艺流程进行了计算、选择与论证。
甲醛的生产工艺流程
甲醛的生产工艺流程甲醛的生产工艺流程包括以下几个步骤：1. 选择原料：甲醛的主要原料是甲烷，可以通过天然气、煤炭和生物质等不同来源提取。
在选择原料时，需要考虑成本、供应稳定性以及环境影响等因素。
2. 催化氧化反应：催化氧化是甲醛生产的核心步骤。
首先，甲烷与空气（氧气）在合适的温度和压力下进入催化剂床层，通过催化剂的作用，发生氧化反应。
反应式如下所示：CH4 + O2 -> HCHO + H2O这个反应是一个放热反应，需要控制反应温度和催化剂的选择以保证反应的顺利进行。
3. 分离和纯化：反应产物中同时包含甲醛、水蒸气和其他副产物。
为了获得纯度高的甲醛产品，需要将产物进行分离和纯化。
常用的分离方法有蒸馏、吸附、凝固和结晶等。
其中，蒸馏是最常用的方法。
通过控制温度和压力的变化，将甲醛和水蒸气分离，并得到纯度较高的甲醛产物。
4. 储存和包装：纯化后的甲醛产物需要进行储存和包装，以便运输和销售。
甲醛是一种有毒易燃液体，因此储存和包装必须严格符合相关的安全规定。
常用的容器材料有不锈钢罐和钢筒，通过加装密封和保温装置，确保甲醛的稳定性和安全性。
5. 废水处理和废气处理：甲醛生产过程中会产生大量的废水和废气。
废水中含有甲醛以及其他有机物和杂质，需要进行处理后方可排放，常用的方法有生物降解、化学处理等。
废气中含有甲醛、氧化物和其他有害气体，在排放前要进行净化处理，以保护环境和人身安全。
总结来说，甲醛的生产工艺流程包括原料选择、催化氧化反应、分离和纯化、储存和包装，以及废水处理和废气处理等步骤。
通过合理的控制和操作，可以生产出纯度高、质量稳定的甲醛产品。
同时，在生产过程中，还需要严格遵守相关的环保和安全规定，确保生产过程的安全性和环境友好性。
年产25万吨甲醛生产工艺设计
一、工艺概述
本工艺以一氧化碳为原料，采用催化氧化反应将一氧化碳氧化为甲醛
的工艺流程，设计产能为25万吨/年，综合考虑设备、技术和操作方面的
因素，采用空心管冷凝法+加热沸腾法的工艺流程。
二、主要工艺流程
1、原料准备。
一氧化碳按照国家标准提供，经过进料组件、压缩机
和换热器的一系列净化处理后，达到原料要求的标准。
2、反应塔。
反应塔主要由反应器、冷凝器、回流池、混合池和溴化
锂搅拌仪组成，采用空心管冷凝法，将一氧化碳氧化为甲醛，形成甲醛溶液；
3、加热沸腾工艺。
甲醛溶液经一系列的换热器，进入加热沸腾装置，加热沸腾，将溶液浓缩，同时去除残余水分，形成所需的甲醛；
4、蒸馏工艺。
甲醛凝结物经过蒸馏塔进行分离，将甲醛蒸馏出，同
时去除一些氯及杂质；
5、检验与包装。
经过检验合格后，用瓶装或吨瓶装的方式进行包装后，装箱出库，以满足用户的需求。
三、重要参数
1、反应温度：250~280℃
2、反应压力：2~5MPa
3、催化剂用量：2~4%
4、搅拌速率：30~50r/min
5、结晶温度：-1~2℃
四、主要设备
1、原料进料组件：压缩机、换热器、管线和其他配套设备；。
甲醛工艺规程中文
甲醛生产工艺规程1 总则1.1产品说明产品名称：化学结构、理化性质、甲醛含量产品名称：甲醛水溶液（重量比=37%；俗称福尔马林）化学结构式：H—C—H 分子式：CH2OO理化性质: 无色透明液体，遇冷聚合变浑，具有刺激性气味使眼流泪，能和水和乙醇任意混合，在空气中能逐渐被氧化为甲酸，是强还原剂。
相对密度：ρ：1.100由于结构关系，即羰基上连接着二个氢原子，因此和其他醛相比有一定的特殊性。
a.聚合作用：甲醛非常容易聚合，气体甲醛在常温下就能聚合成多聚体，甲醛水溶液，易形成H(CH2O)nOH的聚合物，特别是在醛含量较高，不加稳定剂和贮存期较长的情况下。
b.与氨作用:一般的醛极易和氨作用，生成六亚甲基四胺，俗称为乌洛托品：6 CH2O+4 NH3= （CH2）6N4+6H2Oc.甲醛水溶液能与亚硫酸钠起加成反应d.原材料，产品质量规格，技术标准，包装运输，贮存期限e.原料甲醇应符合GB338-85 优极品f.软水：符合低压锅炉水质标准GB1576-85g.空气: 生产上需要的氧气来源于空气，要求空气干净，无化学污染和尘土。
h.催化剂：用99.99%的银子经电解，制得一定目数颗粒结晶银。
i.硝酸银: 硝酸银是供制作电解银用的原料，试剂规格标准号:GB670-77分析纯。
j.产品标准：工业甲醛溶液应符合GB9009-98尾气循环法制甲醛质量标准尾气循环法制甲醇工艺制得的甲醛水溶液质量符合下列要求。
1.2 包装运输：工业甲醛溶液应用干燥、清洁、具有耐腐蚀衬里的铁桶（每桶200公斤）或槽车包装。
1.3 主要用途：工业甲醛溶液是制造医药，合成纤维酚醛树脂，脲醛树脂，三聚氰胺，乌洛托品，季戊四醇。
三羟甲基丙烷等产品的原料。
2.生产概况2.1 甲醛的生产工艺工艺流程简介甲醇通过泵打入蒸发器，经加热蒸发甲醇气体进入混合器；空气由罗茨风机送入空气预热器经预热后进入混合器；适当加入蒸汽进入混合器；生产正常后，尾气系统用惰性气体将空气置换，然后由尾气风机循环部分尾气使之通过预热器后进入混合器。
甲醛生产操作规程
5．１发现风机、泵、马达震动大，油温升高等反常现象即汇 报班长及氧化岗位，作调机，调泵处理。并通知主管修理检 修。 5．２马达、盘根、轴承严重超温、冒烟、着火，应迅速作停 车处理，并及时汇报，扑灭火种，开启备用设备。 5．３泵跳闸，应立即按停车按钮，关闭跳闸泵出口阀，及时汇报，开 启备用泵。
5．４鼓风机跳闸，应立即紧急停车，作好开车准备。汇报 班长，视情况决定是否开车。 6、甲醛尾气处理器运行操作 6．1尾气处理器的设计、制造、安装、运行、检修、检验等均应 符合《压力容器安全技术监察规程》规定。 6．2操作人员应经过有关部门的操作培训和学习本操作规程后，考 试合格方可上岗。 6．3根据尾气处理器岗位情况，制定《岗位安全责任制》，每个 操作人员应达到“三懂三会”（即懂本岗位的火灾危险性、懂预 防火灾的措施、懂扑救方法：会使用灭火器材、会处理不正常情 况、会报警）。 6．4应经常检查水位：压力等，并确保安全附件的可能性。 6．5操作过程中注意不使本设备骤冷、骤热，以防发生爆炸：避 免尾气处理器内满水、断水、汽水共腾等情况发生。 6．6本设备用水应使用软化水，以防在管壁上结水垢，影响热量 的传导，导致管壁温度升高、强度降低，出现受热面变形、鼓 泡、暴裂等现象，甚至发生爆炸事故。故应经常检查管壁结垢情 况，要定期清理。 6．7本设备在开车前，无甲醛废气时，先用甲醇燃烧。 6．8本锅炉要求在甲醛系统开车正常后投入使用 6．9尾锅开车准备：
3、2当氧化温度低于150℃ ，空气频率减到10赫时，停空气鼓风 机。
3．3停止甲醇汽加热，关闭甲醇汽流量操作阀。 3．4停止吸收塔之循环，将所有转动设备停止。 3．5停尾气处理器，开启放空阀门，关闭尾气阀门。 3．6关闭配料蒸汽阀。 3．7全面检查所有的阀门，泵是否该关的都关，该开的都开。 4．泵的开停及切换（离心泵） 4．１开泵 4．１．１盘连数转确认正常。并检查油位。 4．１．２打开进口阀。 4．１．３启动马达，视运转和压力正常后，渐渐打开出口阀。 4．１．４全面检查运转情况。 4．２停泵 4．２．１关闭出口阀。 4．２．２停马达。 4．２．３关闭进口阀。 4．３泵的切换。 4．３．１备用泵盘车数转确认正常后并检查油位。 4．３．２开备用泵进口阀。 4．３．３启动马达，视运转和压力正常后渐开出口阀。 4．３．４渐关运转泵出口阀至全关。 4．３．５全面检查运转情况。 4．３．６确认无问题后停运转泵马达，关死进口阀。 5．异常情况的处理及注意事项：
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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)
CH
3OH＋O
2
→HCOOH＋H
2
O (4)
CH
3OH＋H
2
→CH
4
＋H
2
O (5)
CH
3OH→HCHO＋H
2
(6)
根据氧的衡算，由（1）式和上列有关反应式得甲醛量为：
［89.61－(10.83×3/2＋0.83＋0.04＋0.83)］×2=143.33(kmol)
由反应式（2）、（5）（因为（5）式消耗了（2）式的H
2）根据尾气中H
2
和CH
4
量
得脱氢反应生成的甲醛量为：62.50+1.67=64.17(kmol/h)
甲醛总产量为：143.33+64.17=207.50(kmol/h)=6225.00(kg/h)
而尾气带走的甲醛量为：0.83（kmol/h）
则实际甲醛产量为：207.50-0.83=206.67(kmol/h)=6200.10(kg/h)
折算成37.0%甲醛水溶液：6200.10/37.0%=16622.25(kg/h)
产量与设计要求基本一致。
(6)甲醇量：甲醇消耗量/kmol·h－1
据甲醛量计算：反应式（1）消耗甲醇 143.33(kmol/h)
根据尾气中H
2
计算：反应式（2）消耗甲醇 62.5(kmol/h)
根据尾气中CO
2
计算：反应式（3）消耗甲醇 10.83(kmol/h) 根据尾气中CO计算：反应式（4）消耗甲醇 0.83(kmol/h)
根据尾气中CH
4
计算：反应式（5）消耗甲醇 1.67(kmol/h) 根据产品中HCOOH计算：反应式（6）消耗甲醇 0.04 (kmol/h) 尾气带走甲醇 0.03 (kmol/h)
产品带走甲醇 6.24(kmol/h)
甲醇总消耗量为：143.33+62.50+10.38+0.83+1.67+0.04+0.03+6.24
=225.47（kmol/h）=7215.04(kg/h)
技术单耗：7215.04/16670=4.33(t/t)
实物单耗：7215.04/16670/98%=4.42(t/t)
（7）水量
尾气带出的水：10.57(kmol)=190.26(kg/h)
产品带出的水：569.47(kmol)=10250.38(kg/h)
空气中带入的水：8.53(kmol)=153.62(kg/h)
原料中甲醇带入的水：7215.04×2%/98%=147.25(kg/h)=8.18(kmol/h)
反应生成的水：143.33+2×(10.83+0.83)+0.04+1.67=168.36(kmol/h)
按配料浓度58%计，应加入的配料水蒸汽是：
7215.04/58%-(7215.04+153.54+147.25)=4923.89(kg/h)=273.55(kmol/h)
吸收塔水量：10.57+569.47－(8.53+8.18+168.36+273.55)=218.556(kg/h)
=121.42(kmol/h)
（8）转化率、选择性及收率
甲醇总转化率=甲醇总耗量/（甲醇总耗量+产品中甲醇量+尾气中甲醇量）×100% =7215.04/（7215.04＋0.96＋200.04）×100%
= 97.39%
甲醛选择性=（生成甲醛总量/甲醇总耗量）×100%
=（207.50/225.47）×100%
= 92.03%
甲醛收率=甲醇总转化率×甲醛选择性=97.39%×92.03%=89.63%
（9）吸收系统的计算
一塔吸收甲醛量为：207.50×89.63% = 186.00（kmol/h）=5580.00（kg/h）
二塔吸收甲醛量为：207.50－186.0－0.83 = 20.67（kmol/h）=620.1（kg/h）设二塔循环液中甲醛浓度为15%，并设未转化甲醇除尾气外，均在二塔被吸收，则二塔循环液入一塔量为：620.1/15% = 4134.00（kg/h）；
其中，甲醇量：6.24（kmol）=200.04（kg/h）
水量：4134.00－200.04－620.1 = 3313.86（kg）=184.10（kmol）
3.各主要单元设备的物料衡算（按小时计）
（1）蒸发器物料衡算
工业甲醇浓度为98%，则工业甲醇量为：7215.04/98%=7362.29（kg）=230.07（kmol）
H 2O 量为：7362.29×2%=147.25（kg ）=8.18（kmol ）
出料H 2O 量为工业甲醇中水与湿空气中水相加：147.25+153.54=300.79（kg ） = 16.71（kmol ）
蒸发器物料衡算表格
（2）过热器物料衡算
出料中H 2O 量为配料蒸汽与原料气水量相加：300.79+4923.89=5224.68（kg ） =290.26(kmol)
（3）氧化器物料衡算 出料量计算：
甲醛量=产品中甲醛量+尾气中甲醛量=0.83+207.06=207.89（kmol）=6236.7(kg) 甲醇量=产品中甲醇量+尾气中甲醇量=6.24+0.03=6.27（kmol）=20.064(kg)
甲酸量=产品中甲酸量（已在物料衡算中求得）
水量=进料中水量+反应生成的水量 = 168.36+8.18+153.62 = 330.16（kmol）
氧化器物料衡算表格
（4）吸收一塔物料衡算
进料的转化气量已求得，来自二塔液相的各组分量已在物料衡算中求得，出料中的成品量已在物料衡算中求出。
塔顶气相各组分量=对应进料组分量－对应成品组分量（具体数据见下表）
（5）吸收二塔物料衡算
进料的进塔气相量在上表中已求得，塔顶加水量已在物料衡算的水量中求得，出料的尾气在物料衡算中已求出。