铁钼法甲醛培训1工艺介绍

甲醛培训1
朱永宏
甲醛及其下游产品简介
甲醛、甲醇的物化性质
工艺流程图简介
甲醛生产所需设备名称及作用
甲醛及其下游产品简介
•甲醛
–是一种重要的基本有机化工原料；–是甲醇最重要的衍生产品之一, 主要
用于生产脲醛、酚醛、季戊四醇、三
聚氰胺，聚甲醛树脂、聚甲醛、多元
醇、异戊二烯、乌洛托品、维纶等。

–用于生产医药产品、农药和染料, 以及用作消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。

甲醛的物化性质
•化学结构式：
•工业甲醛水溶液
（重量百分比37%）
俗称福尔马林
•分子量：30.03
•工业甲醛为无色透明
的液体，遇冷聚合变
混。

具有刺激性气味，
与人体接触皮肤会变硬，眼睛会流泪。

能和水、醇以任意比例混合，在空气中能被氧化生成甲酸，是强还原剂。

沸点101℃，闪点50℃，自燃点403℃，爆炸极限：下限7%，上限73%。

比重ρ20=1.11 •有毒，在很低浓度时，就能刺激眼、鼻黏膜，浓度大时甚至对呼吸道黏膜有刺激作用。

甲醛的化学性质
加成反应
与乙炔加成生产丁炔二醇；与尿素溶液加成生产脲醛树脂中间体
缩合反应
与苯酚合成生产酚醛树脂；与氨合成生成乌洛托品；与甲醇缩合生产甲缩醛；
聚合反应
生产多聚甲醛
氧化还原反应
氧化反应；康尼扎罗反应；银镜反应
甲醇
•1、化学结构式：
•2、分子式：CH 3OH
•3、分子量：32（按1997年国际原子量） •4、化学性质
氧化反应 工业制甲醛
脱氢反应 银法工艺制甲醛
缩合反应 与醛类缩合，制备甲缩醛或醚
C H H H OH
甲醇的特性
分子式 CH 3OH ，分子量 32.04，无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。

相对密度0.792。

能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多有机溶剂混溶。

熔点 -97.8℃，沸点64.5℃，闪点12.2℃，自燃点463.9 ℃。

遇热、明火或氧化剂燃烧，爆炸极限6.5∽36.5%。

甲醇有毒，摄入量超过4g 就会出现中毒反应，超过10g 可致双目失明，超过30g 致人死亡。

•工艺流程简述：
1、甲醛反应：
原料甲醇在甲醇蒸发器中与来风机的过量空气混合，同时吸热气化，甲醇/空气混合气进入甲醛反应器，在催化剂的作用下生成甲醛，同时利用其反应热副产蒸汽。

2、甲醛吸收：
反应生成的粗甲醛进入吸收塔，在这里，甲醛产品和杂质得以分离，合格甲醛进入产品贮罐，吸收塔工艺液和部分尾气循环回反应系统，部分尾气进入ECS （催化焚烧系统）系统进行净化处理，处理达标后排放。

主要原料、催化剂和产品规格：
1、主要原料：
甲醇：纯度99.85％
2、催化剂：
铁钼催化剂：KH26/KH44 ECS催化剂：PPt47/PPd47 3、甲醛产品：
纯度： 50±0.25wt％
甲醇：≤1.5 wt％
甲酸：≤0.05 wt％
色度：10
•铁钼法优点：
在空气过量的条件下使甲醇催化反应生成甲醛，甲醇转化率高，可以达到92~94％，不需设甲醇蒸馏回收系统。

反应温度在250~400℃，反应温度低，易于控制。

以低含量甲醇生产高浓度甲醛，甲醇单耗低。

甲醛产品浓度可以灵活控制，浓度从37~50％均可根据需要调节。

甲醛反应副产蒸汽，有效节能。

催化剂转化率选择性高，对有害物质不太敏感，催化剂寿命长。

对下游产品生产的适应性高，可直接用于生产BDO、尿醛浓缩液等产品。

•铁钼法缺点：
•相比其他生产工艺如银法工艺，设备相对较大，投资略高。

反应方程式：•1、主反应
CH
3OH（g）+ 1/2 O
2
（g）==CH
2
O(g)+H
2
O(g)
ΔH=-157KJ/mol
•2、副反应
CH
3OH + O
2
→ CO + 2H
2
O ΔH=-393kJ/mol 一氧化碳
CH
3OH + O
2
→ COOH + H
2
O ΔH=-420kJ/mol
甲酸
2CH
3OH→ CH
3
OCH
3
+ H
2
O ΔH=-24kJ/mol
二甲醚
甲醛工艺流程简图
本装置生产主要设备及其作用
•1、增压风机F2108，F2109
由2台并联的罗茨风机为装置提供稳定的新鲜空气，来维持系统稳定的氧含量。

同时也是增压系统，提高了工艺气的密度，从而将产生更多的甲醛。

•2、循环风机F2110，F2111
有2台串联的离心风机组成，为工艺气顺利的通过装置提供足够的动力。

1、风机的类型及对比
•F2108和F2109是罗茨风机，其工作原理如下：
罗茨风机的结构
•由机壳和腰形转子组成。

•两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。

•改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。

罗茨风机的特点
•风量恒定，输出的风量跟转速成正比。

•输出压力随管道和负载的变化而变化。

•出口压力过高，泄漏量增加，效率降低。

•噪音大。

F2110,F2111属于离心风机，其工作原理同离心泵，如下图：
•风量大
•压力小，但压力恒定
•输出风量随管道和负载的变化而变化
吸收塔C5002
•甲醛吸收塔顶不断的加入工艺水，与工艺气体逆向接触，穿过17层带有冷却水盘管的泡罩塔板和三段填料层以及4层塔盘，甲醛吸收液由P-5008从填料层底下采出打入甲醇预热器壳程换热后，经过板换H-5010循环到填料层的上面。

塔底采出液一部分作为产品采出，另一部分由P-5006循环回一段填料的上方来吸收甲醛。

吸收塔C5002
•结构：
•由三段乱
堆填料层，
两段浮阀
塔盘和带
冷却盘管
的一段泡
罩塔盘组
成
带冷却盘管的泡罩塔盘
冷却的泡罩塔盘，
进一步降低工艺
气温度，促进甲
醛的吸收；同时
也降低了水蒸气
随循环气回到反
应器的风险。

填料段
•一、二、
三段为
填料段，
填料为
不锈钢
大号拉
西环
请在此处添加标题
•1,2,3,
4层为
浮法塔
盘
常见板式塔盘对比
1、泡罩塔盘
•优点：弹性大，操作稳定可靠
•缺点：结构复杂，成本高，压降大，对于大直径塔，塔板液面落差大，导致塔板操作不均匀
2、筛孔塔板
•1830年问世。

塔板上均匀分布许多小孔（多呈正三角形分布）
•根据孔径大小分为：
小孔筛板（3-8mm）
大孔筛板（10-25mm）
•优点：结构简单，制作方便，成本低，压降小，处理量大，清洗和修理业比较容易。

•缺点：操作弹性小，筛孔容易堵塞，安装要求高。

3、浮阀塔盘
•结构：在开口处多安装一个可以上下浮动的阀片。

•优点：对负荷波动的适应强，弹性大，压降较低，结构比泡罩塔盘简单。

•缺点：阀片容易松动或生锈卡住，多用不锈钢制作，造价高。

ECS系统
•ECS系统也叫尾气排放控制系统，包括 H5502 ECS预热器
H5504 ECS开车加热器
R5506 ECS反应器
H5508 ECS汽包
ECS系统
•ECS工艺简述
•进入ECS的气体首先在ECS预热器内与放空气体进行热交换得以升温，然后进入ECS反应器R-5506，在这里气体穿过贵金属催化剂床层时发生氧化反应并放热，使气体温度增加，并在ECS蒸汽发生器H-5508内通过与锅炉给水进行热交换后冷却放空。

•催化剂组成和装填：
PPd催化剂装填120kg；PPt催化剂装填360kg。

其中PPd在上层，中间用丝网隔离，下层铺装PPt。

反应方程式
CO+1/2O 2→CO 2 ΔH=-283KJ/mol CH 3OCH 3+3O 2 →2CO 2+3H 2O
ΔH=-1324KJ/mol CH 2O+O 2 → CO 2+H 2O
ΔH=-520KJ/mol CH 3OH+3/2O 2→CO 2+2H 2O ΔH=-676KJ/mol
甲醇氧化反应器
•R-3106为列管式反应器，列管中装载着指定高度的铁钼催化剂。

列管的底部和顶部区域充满惰性瓷环来提高传热效果。

反应器R-3106壳体充满导热油（HTF）用其自身相变来移除部分反应热。

•导热油通过热虹吸自身循环
导热油
•组成：联苯 26.5%
联苯醚 73.5%•沸点： 257℃
•凝固点：12℃
•导热油一般呈棕色•导热油有一种强烈的十分令人讨厌的气味，
在浓度远低于7-
10ppm时就能刺激眼
睛和鼻子。

反应器催化剂的装填方案
顶部 22cm 空管 25cm 磁环 33cm50%催化剂 17cm65%催化剂 53cm 纯催化剂 10cm 磁环 底部 铁钼催化剂装填方案：本装置采用FORMOX 公司2.0催化剂装载方案，从列管底部到顶部依次为：10cm 磁环；53cm 纯催化剂；17cm 65%（体积分数）催化剂，33cm 50%体积分数）催化剂，25cm 磁环，22cm 空管。

本节结束
谢谢大家！。