生产9万t-年质量分数为37%的甲醛水溶液的初步工艺设计--毕业设计

摘要

此次设计为生产9万t/年质量分数为37%的甲醛水溶液的初步工艺设计。对甲醛和甲醇的分子性质、用途、发展等相关信息做简要阐述。根据设计的要求绘制了带控制点的车间流程图、过热器装配图、装置的平面图及装置的立面图。此次设计采用银法，根据设计的要求对工艺流程进行了计算、选择与验算。此次设计主要分为：物料衡算、热量衡算和设备计算。通过对物料衡算和热量衡算，也计算主设备以及管道设计和选型，并对本套设计的生产过程和“三废”的处理作出相应安全方案，又作了初步甲醛的经济效益核算。此次设计依照国内甲醛生产工业现状和成熟的生产工艺，选99%银为催化剂进行甲醇氧化制甲醛工艺设计，并采用99.9%的甲醇为原料使甲醇的转化率提高、对甲醛的选择性增强等。

关键词：甲醛；甲醇；氧化；电解银；

Abstract

This design is to produce 90 thousand t/ years, the formaldehyde content of 37% is the initial process design of formaldehyde aqueous solution. The molecular properties, uses and developments of formaldehyde and methanol are briefly discussed. According to the design requirements, the workshop flow chart with the control point, the superheater assembly drawing, the floor plan of the device and the elevation of the device are drawn. The design of silver method, according to the requirements of the design process of the calculation, selection and checking. The design is divided into: material balance, heat balance and equipment calculation. Based on the material balance and heat balance, also made the design and selection of main equipment and pipelines, and governance of this set of devices for safety production and "three wastes" to make the corresponding implementation plan, and made a preliminary economic accounting of formaldehyde. This design is based on the current situation of the development of domestic production of formaldehyde and relatively mature technology, with 99% silver catalyst for methanol oxidation process design, and using 99.9% methanol as raw material of the methanol conversion rate increased, the selectivity to formaldehyde enhancement.

Keywords: formaldehyde; methanol; oxidation; electrolytic silver;

1-1甲醛性质以及用途

甲醛（化学式：O CH 2）,又名蚁醛，是最简单的醛，通常情况下是可燃的，而且

无色和伴有刺激性气味。易溶于醚、醇和水。。甲醛是一种有用的有机物，在塑料制造业以及合成纤维业中有重要作用。

图1-1甲醛结构

1.1.2甲醛基本性质

甲醛为无色的甲醛水溶液或无色的气体，并具有刺激性气味。甲醛可以和水、乙醇之类的有机溶剂互溶。其长时间在低温状态下储存易浊，在低温下也易生成三聚甲醛

沉淀物。甲醛水溶液在蒸发发有部分甲醛会生成气体逸出，大量甲醛将转换为三聚甲醛。其具有强还原剂。在无密封情况下甲醛则能渐渐氧化成甲酸。

化学性质：纯甲醛具有强还原性，在碱性溶液中表现更强。甲醛自身能够发生缩合反应，还能发生非常简单的聚合反应。

1.1.3甲醛产品指标

表1-1甲醛产品指标—GB/T 9009-2011《工业甲醛》

福尔尔马％的甲醛的甲醛水溶液40

～

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1.1.4甲醛的重要性

1.甲醛使用用途

2005年，中国在全球甲醛产量以及消耗量方面成为最大的国家。在2007年时，我国的甲醛出产量共计1341万t，达38%的全球甲醛生产总量。并我国甲醛出口每年以4的加速度上升。我国甲醛出口经过多年整改，至今，中国甲醛产业与消费结构也％

9．

发生巨大变化。

甲醛醛是十分重要的有，甲醇的衍生产物之一。甲醛用途也十分宽广，

化工原材料

还能生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，在医药品生产、农药、染料、消毒剂、杀菌剂以及防腐剂等都有使用。

甲醛已为化工基础原料之一，其化学性质活泼，且能与许多材料有反应产生，能获得许多种高价值下游产品，比如合成树脂、合成农药及医药等许多有价值的合成有机中间体等。过去，工业业甲绝大部份用于生产脲醛树脂和酚醛树脂，至今，甲醛消费构发生变化，对生产聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚甲醛（POM）以及二苯甲烷二异氰酸酯）

（的甲醛用量不断上升，特别是PBT和POM在电工业和汽车工业的用量增长迅MDI

猛。除此，工业甲醛在工农业生产中直接使用用途宽广。

1.3 至今我国甲醛发展现状

1 生产工艺

目前90%以上甲醛是从甲醇氧化得到，也可从烃类直接氧化得到的。八十年代日本首先成功地开发出用稀甲醛与醇作原材料的甲缩醛制法，能生产高浓度无醇甲醛溶液，配套开发的聚甲醛装置，目前该工艺任然不断发展完善中。

以甲醇为原材料生产甲醛的方法，按其利用的催化剂与生产工艺原理不同，可分为两种差异性的工艺路线。第一种是在过量甲醇条件下，甲醇气、蒸汽和水汽混合物在金属型催化剂上进行脱氢氧化反应，一般采取催化Ag作催化剂，故称为“银法”，第二种是过量空气条件下，甲醇气直接与空气混合在金属氧化物型催化剂上进行氧化反应，催化剂以Fe2O3-MoO3系最为常见，故称“铁钼法”。银法和铁钼法都在不断地完善中。

2 生产能力与产量

近年来，国内甲醛生产装置及重要下游产品生产装置（如聚甲醛树脂、MDI、1,4-丁二醇、多聚甲醛等）发展迅速，使我国甲醛总生产能力迅猛增长。2007年9月调查统计，国内现有甲醛生产企业354家，总产能力1539.3万吨/年，在不足的三年内，我国甲醛总产能力净增量510万吨/年，年平均增长率是13.6％。

3产品标准