甲醇制甲醛工序
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于 6.7 %) , 即在含有过量空气的情况下操作 ,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化总反应是一个放热反应过程,副反应较多,其副产物有CO、 CO2、 H2 、HCOOH 、HCOOCH3 等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O+156.557 KJ/molCH3OH =CH2O+H2-85.270 KJ/molH2+1/2 O2= H2O+241.827 KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O+393.009 KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O+675.998 KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH+246.73 KJ/molHCOOH=CO+H2O-10.278 KJ/mol2工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
甲醇计量高位槽过滤蒸发加热阻火器空气过滤罗茨风机氢气输送过滤废气锅炉尾气包装计量成品甲醛喷淋吸收冷却余热锅炉氧化脱氢图 1简单工艺流程图2.1 原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性2.2 蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
年产5万吨甲醇氧化制甲醛工艺生产过程设计-毕设论文
年产5万吨甲醇氧化制甲醛工艺生产过程设计The Design of Production Process of Formaldehyde byMethanol Oxidation(50kt/a)目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章甲醇氧化制甲醛工艺进展 (2)1.1甲醛简介 (2)1.2制甲醛的意义 (2)1.3甲醛生产现状及发展前景 (2)1.4工业上制备甲醛的方法 (3)1.4.1 银催化氧化甲醇制甲醛 (3)1.4.2铁钼法氧化甲醇制甲醛 (3)1.4.3 甲醇脱氢制甲醛 (4)1.5 Aspen Plus的简介 (5)1.5.1Aspen Plus的介绍 (5)1.5.2Aspen Plus的应用 (5)1.6 本课题研究的主要内容 (6)第二章甲醇氧化制甲醛生产工艺流程 (7)2.1工业生产甲醛制备方法对比 (7)2.2甲醛工艺流程 (7)2.2.1工艺条件的确定 (7)2.2.2反应原理 (7)2.2.3反应工艺过程描述 (8)第三章流程模拟 (10)3.1流程模拟概述 (10)3.1.1氧化反应工段 (11)3.1.2气液分离模块 (15)3.1.3吸收模块 (17)3.1.4精馏模块 (19)结论 (22)致谢.............................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (23)年产5万吨甲醇氧化制甲醛工艺生产过程设计摘要:甲醛是有机化工重要的基本原料,应用非常广泛。
甲醇氧化制甲醛是工业生产甲醛的主要途径。
本设计采用Aspen plus软件,对铁钼法甲醇氧化制甲醛生产工艺进行了模拟与优化。
通过Aspen plus软件,对甲醛生产工艺模拟与优化,得出的工艺条件为:反应器的反应温度285℃,压力1bar,精制塔主要条件为:进料甲醛的流量168.315kmol/h,理论板数为36块,进料位置为第16块,压力3bar,回流比 3.6。
甲醇氧化法生产甲醛生产工艺
生产 1 . 5万吨 甲醛的生产 厂为例 , 介绍 甲醇氧化法生产 甲醛的主要 1 : 艺
流程 和生产过程 中对环境 造成 的一定影响及其产生 的主要 污染物
一
、
原料及产品简介
2 . 对设备进 行检查 和维修 或足添加 催化剂银 时少量 甲醛 和甲醇n
能会逸 出。
甲醛是一种广泛运 用于化1 : 、医药等行业 的化 I 原料。甲醛最主要 足 用作生产酚醛 、 聚甲醛等树脂原 料 , 还 能够用于生产维尼纶 、 乌洛托 品等 化 l 产品 ,甲醛 还 町以用作 消 毒剂 和 防腐剂 甲醛 的分子 式为 C H O, 机构式为 H C H O , 其相对分子量 为 3 0 , 是一种最简单的脂肪醛 甲醛常温下儿色J 具有强烈刺激性气味 ,易溶于水 ,丌 J 燃 ,在空气 中易
行 简单介绍,对 甲醛生产工艺流程进行 分析 ,并 分析 工艺流程 中主要 污
染工序及其对环境产生的影响 日前我罔生产甲醛的土要 方法就足利用 甲醇氧化 法。 本文将 以每年
成熟 的地步 , 1 一 艺流程 中化学反应基本上都足在密 闭容器 内进行的 , 因
此在鹪个生产流程 中不会 造成较大的污染 。 1 . 吸 收塔排 出的尾 气 ,主要 还有 甲醇、甲醛 、甲烷等有机物 ,经过 回收再利用排放到锅炉 中进行 燃烧发热。
度 标准表。 二 、生 产 工 艺 及 流 程
收塔排 出的尾气 ( 已排入锅炉进行燃 烧供热 ) 和逸 出的甲醇和甲醛 。 对 于 住设 备进行检查 和维修或 是添加催化 剂银时逸 出的少量甲醇和 甲醛 气体 , 可 以在进行 榆修 或添加前 , 用泵将设备 内遗 留的液体转移到 液 槽 内, 用水对生 产过程中用到 的设备 和管道进行 冲洗 , 在确保气体成分 合格的前提下 , 再对设备进行检修 或添加催化剂 . . 利用这种方式 , 不仅 可 以保障相关人员 的生命 安全, 还能将操作过程 中对环境的污染降到最
甲醇氧化法生产甲醛生产工艺及环境
境 允许 的 甲醛 浓度 为 0 . 7 5 m g / L,l 5 mi n工作 环 境 允 许 的 甲醛 浓 度 为
2mg / L
生 产 甲醛 的主要 原料为 甲醇 ,甲醇的 分子式为 C H O,其 机构式 为 C H O H,其相对 分子 量为 3 2 ,是一 种 易挥发 的无色 液体 。纯 度高 的 甲 醛 带酒精 气味 ,纯 度低 的 甲醛散 发 出刺 鼻气 味 。甲醇 具有 毒性 ,能够 与水 、苯等有 机溶 剂进 行 混合 。 甲醇和 甲醛 一样 能够 在空 气 中形 成爆
四 、环 境 影 响 分 析
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持续接触时问 许 浓度』理 ) 一 持鐾毽 『 日 ]l — 可錾熙 ( g )
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目前 我 国 甲醛 制造 工 艺主 要采 用铁 钼法 ,化 学反 应均 在密 闭 容器 内进行 ,并 且 采取 了很 多种环 保措 施 ,因此 生 产工 艺过 程 中产生 的 废 水废气 等对 环境 不会 造 成较 大的 影响 。当保 证 整个 甲醛 制造 工 艺正常 进行的前 提下 ,其对 环境产 生的影 响主要 有 : 1 . 大气污染 利 用 甲醇氧 化法 生 产 甲醛 工 艺流程 中产生 的发 起污 染物 主 要有 吸 收塔 排 出 的尾 气 ( 已排 入 锅 炉进 行燃 烧 供热 )和 逸 出 的 甲醇 和 甲醛 。 对 于在设 备进 行检 查和 维修 或 是添 加催 化剂 银 时逸 出的 少量 甲醇 和 甲 醛 气体 ,可 以在进 行检 修或 添 加前 ,用 泵将 设 备内 遗留 的液体 转 移到 贮 液槽 内 ,用水对 生产 过程 中用到 的设 备和 管道 进 行冲 洗 ,在 确 保气 体 成分 合格 的前 提下 ,再对 设 备进 行检 修或 添 加催化 剂 。利 用这 种方 式 ,不 仅可 以保 障相 关人 员 的生 命安全 ,还 能 将操 作过 程 中对 环境 的 污 染降 到最低 。 2 . 固体废 弃物 在 该工 艺 流程 中 ,甲醇经 过 多次 高 温蒸 发 会 留下 一些 固体 残 渣 , 这些 固体废 弃 物主 要是 一些 有机 油状 物和 蜡 状物 。这些 有机 残 渣可 以 排入 锅 炉 内进 行燃 烧处 理 ,处 理 过后 的排 放 物 主要 是 二氧 化碳 和水 , 大大 降低 了对 环境 的影 响。 3 . 废水 甲醇 氧化 法生 产 甲醛工 艺流 程 中产 生的 废水 主要 是生 产工 厂 内洗 地 用水 ,其 中主 要的 污染 物 为固体 悬浮 颗粒 ,在 经 过沉 淀后 可 以大 大 降低 其浓 度 ,沉 淀后 的废水可 以用于 厂 区绿化 工 作。
甲醛生产原理
甲醛生产原理
甲醛是一种有机化合物,其化学式为CH2O。
它常用于制造化
学产品、家居用品和合成材料。
甲醛的生产原理基于甲醇的氧化反应。
甲醇是一种无色液体,化学式为CH3OH。
在催化剂的作用下,甲醇可以与氧气反应
生成甲醛和水。
这个反应可以用以下的化学方程式来表示:
2 CH3OH + O2 → 2 CH2O + 2 H2O
在这个反应中,甲醇经历了部分氧化,生成了甲醛和水。
通过控制反应条件和催化剂种类,可以控制甲醛的产率和纯度。
甲醛的生产通常在工业规模上进行。
反应的原料是甲醇和空气,它们在反应器中进行混合并加热。
催化剂通常是金属氧化物,如铑、钌或铑钌合金。
这些催化剂能够加速反应速率并提高产量。
甲醛生产的过程中,需要控制反应的温度、压力和催化剂的投入量。
反应的温度通常在200°C到400°C之间,压力在1到3
兆帕之间。
反应器通常采用连续式操作,以确保持续的甲醛产量。
甲醛生产的副产物是水,需要通过冷凝和蒸汽分离的方式进行处理。
同时还需要对废气进行处理,以减少对环境的污染。
总的来说,甲醛的生产原理是通过甲醇的氧化反应而实现的。
此反应需要催化剂的参与,同时需控制反应条件来获得高产量和纯度的甲醛。
甲醛操作规程
甲醛操作规程(总13页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除甲醛生产操作规程?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。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程The manuscript was revised on the evening of 2021甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于 %) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化总反应是一个放热反应过程,副反应较多,其副产物有CO、CO2、H2、HCOOH、HCOOCH3等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O + KJ/molCH3OH =CH2O+H2 KJ/molH2+1/2 O2= H2O + KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O + KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O + KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH + KJ/molHCOOH=CO+H2O KJ/mol2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
图1 简单工艺流程图原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
甲醛生产工艺流程
甲醛生产工艺流程具体工艺流程如下:原料甲醇由甲醇计量槽经甲醇泵输送至甲醇高位槽,保持一定流量经过滤后进入甲醇蒸发器,同时由罗茨鼓风机将经过滤后的空气送入甲醇蒸发器底部。
甲醇经加热*后气化及空气夹带,与空气形成二元混合气;再和通入一定流量的蒸汽相混合,形成三元混合气,三元混合气经过热器过热后,逐进入阻火过滤器,再次过滤后三元混合气进入氧化器,在氧化室加热元件的高温与电解银催化剂的作用下,发生氧化脱氢反应。
反应气体快速经过氧化器急冷段并在急冷段的冷却下,进入1#吸收塔循环吸收,循环液部分采出即为成品甲醛溶液(浓度37%左右),并送入甲醛计量槽及甲醛成品槽。
经1#吸收塔循环吸收后的尾气进入2#吸收塔,以脱盐水作为吸收剂,经2#吸收塔循环吸收后的尾气*,经尾气液封槽,最终进入尾气处理装置作为燃料燃烧,燃烧后的尾气直接进入大气,达到零污染排放。
尾气处理装置所副产蒸汽可并网外供。
氧化器总的来讲, 不论什么样的工艺路线, 先进的也好不那麽先进的也罢, 只要是以甲醇为原料,总是离不开甲醇的输送、蒸发、原料气( 空气、配料、甲醇气) 的净化, 过滤阻火, 转化反应, 冷却吸收,产品贮运等环节。
各环节手段不同以及不同的组合方式形成不同的工艺路线。
下面先按操作单元的异同作一介绍.首先来看原料的计量 , 它是统计单耗高低的一个手段 , 因不同厂家统计方法的不同可以表现出相当悬殊的单耗差别 . 一般的计量用计量罐 , 靠事先标示好的刻度,计量出甲醇、甲醛的重量。
实际上它得到的是体积数 , 受气温和介质含量影响较大 , 冬夏的单耗就可能有很大不同 . 有些厂家有各种各样的流量计好一些的还带有压力、温度补偿 , 可靠性也就高一些。
计量好的甲醇进系统有两种方法。
一种用泵将甲醇打入高位槽 , 然后依靠位差压入蒸发系统。
另一种用泵直接进料 , 前一种易受系统压力影响 , 也有一定的挥发损失 , 后一种需要上料泵不停运转 , 如泵出现故障 , 则处理要及时果断,防止断料造成的蒸发器低液位引发安全事故 .在蒸发器中甲醇受热蒸发 , 其热源有水蒸气、热水、热甲醛溶液等 . 水蒸气来自系统自产或外管网 , 一般为低压蒸气。
甲醛生产工艺
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,生产的甲醛浓度可达37%。
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。
其目的用尾气代替水蒸气带热,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。
尾气循环法流程图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。
这样即降低甲醇消耗,又提高了甲醇浓度。
低转化无醇工艺流程图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,因此我们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:CO2能降至2.2-2.8%,CO能降至0.1-0.3%,CH4能降至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4-6KW.h/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 质量甲醛% 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≤0.012 消耗甲醇Kg/t ≤450≤445≤440≤440≤440循环水t/t 70 50 60 50 50 电kwh/t 28 30 27-28 26 253 工艺指标氧醇比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 转化率低较好最低高高安全性好好好好好4 外供蒸汽Kg/t 330-350 400-500 330-400 500-600 500-7005 热量综合利用差较好较好好好6 投资较高高高较高低7 生产能力% 100 100 90 120 110烟气循环法流程图综上所述,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。
年产5万吨甲醇氧化制甲醛工艺生产过程设计
年产5万吨甲醇氧化制甲醛工艺生产过程设计The Design of Production Process of Formaldehyde byMethanol Oxidation(50kt/a)目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章甲醇氧化制甲醛工艺进展 (2)1.1甲醛简介 (2)1.2制甲醛的意义 (2)1.3甲醛生产现状及发展前景 (2)1.4工业上制备甲醛的方法 (3)1.4.1 银催化氧化甲醇制甲醛 (3)1.4.2铁钼法氧化甲醇制甲醛 (3)1.4.3 甲醇脱氢制甲醛 (4)1.5 Aspen Plus的简介 (5)1.5.1Aspen Plus的介绍 (5)1.5.2Aspen Plus的应用 (5)1.6 本课题研究的主要内容 (6)第二章甲醇氧化制甲醛生产工艺流程 (7)2.1工业生产甲醛制备方法对比 (7)2.2甲醛工艺流程 (7)2.2.1工艺条件的确定 (7)2.2.2反应原理 (7)2.2.3反应工艺过程描述 (8)第三章流程模拟 (10)3.1流程模拟概述 (10)3.1.1氧化反应工段 (11)3.1.2气液分离模块 (15)3.1.3吸收模块 (17)3.1.4精馏模块 (19)结论 (22)致谢................................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 (23)年产5万吨甲醇氧化制甲醛工艺生产过程设计摘要:甲醛是有机化工重要的基本原料,应用非常广泛。
甲醇氧化制甲醛是工业生产甲醛的主要途径。
本设计采用Aspen plus软件,对铁钼法甲醇氧化制甲醛生产工艺进行了模拟与优化。
通过Aspen plus软件,对甲醛生产工艺模拟与优化,得出的工艺条件为:反应器的反应温度285℃,压力1bar,精制塔主要条件为:进料甲醛的流量168.315kmol/h,理论板数为36块,进料位置为第16块,压力3bar,回流比 3.6。
甲醛操作规程
甲醛操作规程一、甲醛生产工艺流程简述:●甲醇为生产甲醛的原料,含量一般为98%以上,液态。
甲醇由库存的甲醇大罐,经甲醇进出料泵至甲醇中间计量槽。
计量槽经甲醇泵到调节阀、转子流量计进入蒸发器。
蒸发甲醇是用蒸汽加热到甲醇再沸器使甲醇气化。
此加热需要控制甲醇蒸发器液位,甲醇蒸汽压力温度。
气化后的甲醇经孔板流量计计量后进入混合器。
●空气为反应中氧气的来源,氧气占空气为21%。
此工序需控制空气流量,空气由空气过滤器经罗茨鼓风机,变频器控制水洗塔过滤到孔板流量计、空气预热器后进入混合器。
●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后进入混合器。
配料蒸汽的作用为移走反应热,同时扩大甲醇在空气中的爆炸极限,起到安全生产,控制反应温度的作用。
●尾气为吸收塔未吸收的气体,主要成份为N2、H2、O2、CO2、CO及未吸收的甲醛、甲醇。
尾气由2#吸收塔顶来,一部分经尾气水封进入尾气锅炉燃烧产生蒸汽,一部分经尾气气液分离器到尾气罗茨鼓风机经变频器升压,尾气预热器及孔板流量计计量后进入混合器。
循环尾气的作用:同配料蒸汽,通过反应器中增加尾气减少配料蒸汽,可以提高甲醛浓度,生产浓甲醛。
●甲醇、配料蒸汽、空气和尾气混合气体经混合预热器加热到120℃左右(目的为防止液体进入银层)经混合气体过滤器进入氧化器,在600~670℃电解银催化剂作用下转化为甲醛气体。
氧化器下段为废热锅炉段,高温甲醛在此急冷至140℃左右进入1#吸收塔,废热锅炉产生蒸汽至蒸汽分配器。
●含甲醛的混合气体是经过吸收塔来吸收的,吸收塔装有填料和泡罩。
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。
自1#吸收塔底部出来的甲醛液经循环泵、板式换热器冷却,一部分打至塔顶作自身循环,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#吸收塔底部,一部分打至塔中作自身循环,一部分通过转子流量计控制到1#吸收塔作为浓度的调配,塔中未吸收的气体进入2#吸收塔顶部循环,如循环液不够用软水经过调节阀、转子流量计自动/手动补充至塔顶。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于 %) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化总反应是一个放热反应过程,副反应较多,其副产物有CO、CO2、H2、HCOOH、HCOOCH3等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O + KJ/molCH3OH =CH2O+H2 KJ/molH2+1/2 O2= H2O + KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O + KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O + KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH + KJ/molHCOOH=CO+H2O KJ/mol2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
图1 简单工艺流程图原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
甲醇氧化制甲醛热量计算
甲醇氧化制甲醛热量计算
【最新版】
目录
1.甲醇氧化制甲醛的背景和意义
2.甲醇氧化制甲醛的化学反应方程式
3.甲醇氧化制甲醛的热量变化
4.甲醇氧化制甲醛的热量计算方法
5.结论
正文
一、甲醇氧化制甲醛的背景和意义
甲醇氧化制甲醛是一种重要的化学反应,具有广泛的应用。
甲醇和甲醛是重要的化工原料,可用于制造塑料、树脂、染料、涂料等。
甲醇氧化制甲醛的反应简单,产率高,是一种理想的化工过程。
二、甲醇氧化制甲醛的化学反应方程式
甲醇氧化制甲醛的化学反应方程式如下:
CH3OH + 1/2 O2 → CH2O + H2O
三、甲醇氧化制甲醛的热量变化
甲醇氧化制甲醛的反应是放热反应,也就是说,在反应过程中会释放热量。
这是因为在反应中,甲醇和氧气的化学能转化为甲醛的化学能,同时放出热量。
四、甲醇氧化制甲醛的热量计算方法
要计算甲醇氧化制甲醛的热量,需要知道反应物的质量和反应的热效应。
反应物的质量可以通过实验测量得到,反应的热效应则需要查阅相关的化学手册或文献。
例如,如果甲醇的质量为 1g,氧气的质量为 0.5g,反应的热效应为-44kJ/mol,那么甲醇氧化制甲醛 1mol 所释放的热量为:
Q = n ×ΔH
= (1/32) × (-44) kJ
= -1.375 kJ
其中,n 为反应物的摩尔数,ΔH 为反应的热效应。
五、结论
甲醇氧化制甲醛是一种放热反应,可以通过测量反应物的质量和查阅反应的热效应来计算反应的热量。
甲醇制甲醛工序
第一章工序说明1、《尾气循环法》工艺规程说明1.1 概述在工艺说明中给出的工艺参数值,如工艺过程中不同部位的压力、温度、组成,在实际生产中是可能稍有偏差。
引起偏差的原因可能有:负荷波动,仪表误差,非最佳工艺操作条件,进料组成的微小变化等,在一定范围之内的偏差是允许的,偏差范围因参数本身在装置的不同位置而异。
在给定范围之内的允许偏差,不需要进行调整、工艺上把这个偏差范围称为“操作范围”在正常生产中,应严格在“操作范围”内进行操作,对于超出给定范围的指示值,应及时查找原因,进行精心的调节,使其恢复正常。
下面的工艺说明指出了操作范围的极限值,主要的工艺流程及各岗位的关系。
1.2 工艺流程说明1.2.1 工艺流程叙述甲醇从甲醇计量槽由甲醇泵打入再沸器。
从甲醇计量槽出来的甲醇由调节阀控制流量后进入再沸器底部;同时再沸器壳程加热蒸汽由调节阀调节加热甲醇气进甲醇蒸发器内的甲醇从甲醇蒸发器顶经丝网分离器除雾滴后,经有蒸汽加热套管甲醇气进混合器,甲醇液回流再沸器。
空气从空气过滤器由罗茨风机送入空气加热器,预热后进混合器,蒸汽从蒸汽分配器经蒸汽过滤器,由调节阀调节流量进混合器,生产正常后,尾气系统用氮气置换合格后,开启尾气风机送入部分尾气通过加热器预热后进混合器,四元气体在混合器内均匀混合,经阻火过滤器进一步过滤后送入装有催化剂的氧化器中,自上而下通过触媒层,在高温下发生甲醇的氧化和脱氢反应,生成甲醛气体,为防止反应产物的热分解,生成的气体应迅速通过氧化器的急冷段进行骤冷,然后送入吸收塔内进行吸收操作。
甲醛成品由一级吸收塔采出,吸收用补充工艺水由二级吸收塔顶加入,二级吸收塔底的稀醛液,用泵打出后,部分塔内自循环吸收,部分送入一级吸收塔顶作一级吸收塔补充吸收液;二级吸收塔顶未被吸收的尾气经湿气分离器一路送入尾气处理器中燃烧。
放出的热量用于间接产生蒸汽,蒸汽供给系统外使用,另一路进入尾气风机经尾气加热器预热后再进系统进行尾气循环。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
For personal use only in study and research; not for commercialuse甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于6.7 %) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化总反应是一个放热反应过程,副反应较多,其副产物有CO、CO2、H2、HCOOH、HCOOCH3等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O +156.557 KJ/molCH3OH =CH2O+H2 -85.270 KJ/molH2+1/2 O2= H2O +241.827 KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O +393.009 KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O +675.998 KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH +246.73 KJ/molHCOOH=CO+H2O -10.278 KJ/mol2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
图1 简单工艺流程图2.1原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性2.2蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
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第一章工序说明
1、《尾气循环法》工艺规程说明
1.1概述
在工艺说明中给出的工艺参数值,如工艺过程中不同部位的压力、温度、组成,在实际生产中是可能稍有偏差。
引起偏差的原因可能有:负荷波动,仪表误差,非最佳工艺操作条件,进料组成的微小变化等,在一定范围之内的偏差是允许的,偏差范围因参数本身在装置的不同位置而异。
在给定范围之内的允许偏差,不需要进行调整、工艺上把这个偏差范围称为“操作范围”
在正常生产中,应严格在“操作范围”内进行操作,对于超出给定范围的指示值,应及时查找原因,进行精心的调节,使其恢复正常。
下面的工艺说明指出了操作范围的极限值,主要的工艺流程及各岗位的关系。
1.2工艺流程说明
1.2.1工艺流程叙述
甲醇从甲醇计量槽由甲醇泵打入再沸器。
从甲醇计量槽出来的甲醇由调节阀控制流量后进入再沸器底部;同时再沸器壳程加热蒸汽由调节阀调节加热甲醇
气进甲醇蒸发器内的甲醇从甲醇蒸发器顶经丝网分离器除雾滴后,经有蒸汽加热套管甲醇气进混合器,甲醇液回流再沸器。
空气从空气过滤器由罗茨风机送入空气加热器,预热后进混合器,蒸汽从蒸汽分配器经蒸汽过滤器,由调节阀调节流量进混合器,生产正常后,尾气系统用氮气置换合格后,开启尾气风机送入部分尾气通过加热器预热后进混合器,四元气体在混合器内均匀混合,经阻火过滤器进一步过滤后送入装有催化剂的氧化器中,自上而下通过触媒层,在高温下发生甲醇的氧化和脱氢反应,生成甲醛气体,为防止反应产物的热分解,生成的气体应迅速通过氧化器的急冷段进行骤冷,然后送入吸收塔内进行吸收操作。
甲醛成品由一级吸收塔采出,吸收用补充工艺水由二级吸收塔顶加入,二级吸收塔底的稀醛液,用泵打出后,部分塔内自循环吸收,部分送入一级吸收塔顶作一级吸收塔补充吸收液;二级吸收塔顶未被吸收的尾气经湿气分离器一路送入尾气处理器中燃烧。
放出的热量用于间接产生蒸汽,蒸汽供给系统外使用,另一路进入尾气风机经尾气加热器预热后再进系统进行尾气循环。
1.2.2各工序的说明及主要工艺控制参数
1.2.2.1蒸发、制气工序
①工序任务
本工序的任务就是给氧化工序提供符合工序工艺要求的四元混合气体,包括甲醇、空气、尾气、水蒸气的输送及混合气的制备与气体的过热、过滤、阻火等操作过程。
a.甲醇的输送
甲醇输送的目的是为了连续、稳定的供给甲醇蒸发器甲醇,甲醇的输送靠离心泵来实现。
b.空气的输送
空气的输送目的是为了甲醇氧化反应连续、稳定的提供所需的氧气,同时利用空气中的氮气等组分,移走部分反应热。
空气由鼓风机提供。
c.尾气输送
尾气输送的目的有三个,一是代替水蒸气起载体的作用,二是缩小了甲醇在空气中的爆炸范围,有利于安全生产,三是由于尾气的成分独特,可生产浓甲醛,抑制脱氢反应,降低氧温,减少副反应,从而降低物耗。
d.水蒸气的输送
水蒸气输送的目的主要有三个,一是起热载体的作用,二是缩小了甲醇在空气中的爆炸极限,有利于安全生产,三是可防止结碳反应的发生,洁净催化剂,
延长其使用寿命。
水蒸气大多是由氧化器自产蒸汽供给,也可由外部蒸汽管网提供。
e.原料混合气的配制
由甲醇——空气——水蒸气按工艺要求配成一定比例的原料气的目的是为了确保甲醇、空气和水蒸气的组成比,以满足反应过程和安全生产的要求。
f.过热操作
过热操作的任务是控制四元混合气在进入氧化器前的温度,防止产生液滴,以保护催化剂的活性。
过热温度的控制是用蒸汽间接加热四元气体的方式实现的。
g.四元混合气的净化
四元混合气的净化的目的是要除去原料中的有害物质,防止催化剂中毒而失去活性。
四元混合气的净化手段是将四元混合气体通过过滤器,除去气体中夹带的固体杂质。
另外,装置(包括设备和管道)的清洁状态对原料气的纯度有着重要的影响。
②工序流程
甲醇从甲醇计量槽用甲醇泵输送经过调节阀控制流量后进入再沸器蒸发器组。
通过蒸汽加热后,汽
化甲醇进混合器,空气由鼓风机送入预热器进混合器,然后经过过滤器过滤后送至氧化器
③主要工艺指标
1.2.2.2氧化工序
①本工序任务
原料混合器经净化后,按一定的线速度进入氧化器,在电解银催化剂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
四元混合器净化后进入氧化器,在1atm和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。
生产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气进入蒸汽分配器供生产使用,骤冷后的生成产物再经养护期余热段冷却后,送入一级吸收塔进行吸收操作。
③主要工艺条件
1.2.2.3吸收工序
①工序任务
本工序的任务是将转化后的甲醛气体,在填料吸收塔中,以水为吸收剂,经连续逆流吸收制成工业甲醛溶液。
在这个操作单元中,吸收塔的效率高低以及冷却系统的性能好坏,将直接影响甲醛产品的产量、质量和消耗定额。
②工序流程
来自氧化器的甲醛混合气,进入一级吸收塔的底部。
甲醛气体被塔内自上而下的循环液吸收剩余的甲
醛气体由塔顶排出,送入尾气处理器中燃烧,燃烧后的气体高空排入大气,放出的热量被软水吸收,用于产生0.4MPa的饱和水蒸气。
气水在汽包内分离,吸收所需的工艺软水由外管送入经转子流量计计量后由二级吸收塔塔顶加入,并通过调节加水量控制成品浓度。
一级吸收塔和二级吸收塔的吸收液均用循环泵打出,经板式换热器冷却后进行塔内连续循环喷淋吸收,其中的二级吸收塔多余部分稀甲醛溶液经支路进入一级吸收塔,作为一级吸收塔的补充吸收液,一级吸收塔产品部分则经支路送入甲醛中间槽。
③主要工艺条件。