铁钼法甲醛培训1-工艺简介

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：CH3OH•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CHHHOH甲醇的特性分子式CH3OH，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％铁钼催化剂：KH26/KH44ECS催化剂：PPt47/PPd472、催化剂：3、甲醛产品：纯度：50±0.25wt％甲醇：≤1.5wt％甲酸：≤0.05wt％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CH3OH（g）+1/2O2（g）==CH2O(g)+H2O(g)ΔH=-157KJ/mol•2、副反应CH3OH+O2→CO+2H2OΔH=-393kJ/mol一氧化碳CH3OH+O2→COOH+H2OΔH=-420kJ/mol甲酸2CH3OH→CH3OCH3+H2OΔH=-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：离心风机的特点•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5——21层是带盘冷却的泡罩塔盘，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H5502ECS预热器H5504ECS开车加热器R5506ECS反应器H5508ECS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+1/2O2→CO2ΔH=-283KJ/molCH3OCH3+3O2→2CO2+3H2OΔH=-1324KJ/molCH2O+O2→CO2+H2OΔH=-520KJ/molCH3OH+3/2O2→CO2+2H2OΔH=-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；17cm65%（体积分数）催化剂，33cm50%体积分数）催化剂，25cm磁环，22cm空管。本节结束谢谢大家！