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        第一篇 甲醛生產技術
         

           甲醛(HCHO)是化工基礎原料,廣泛應用於樹脂、塑料、皮革、紙張和纖維等的生產,在人們的生產生活中起著極其重要的作用。我國甲醛工業起步於1956年。經過五十多年不斷改進、完善和發展,目前已成為世界甲醛生產和消費第一大國。

         

           江蘇凱茂石化科技有限公司,依靠一大批甲醛領域知名高級工程師在生產實踐中不斷探索,大膽創新,在甲醛傳統生產工藝的基礎上,開發了尾氣循環工藝、低轉化無醇工藝、煙氣循環工藝和最新甲醛工藝(凱茂工藝),為我國甲醛工業的發展又闖出一條新路,是中國甲醛行業領跑者。

         
        第一節 甲醛生產工藝
           1.尾氣循環工藝
           甲醛生產傳統工藝由甲醇蒸發、混合氣過熱、過濾、阻火後,甲醇進行氧化、吸收,生產的甲醛濃度達37%,但隨著甲醛下遊產品的開發和節能減排工作的開展,越來越多的企業希望把甲醛濃度提高,為此開發了尾氣循環流程。其目的用.氣代替水蒸氣帶熱,減少配料蒸汽量。由於係統中水份少了,甲醛濃度就可以大幅度提高至50%左右。並且副產蒸汽量也得到了提高。
         
         
           2.低轉化無醇工藝
           在傳統的甲醇氧化生產中,甲醇氧化過程反應溫度在650℃條件下進行,反應過程伴隨著CO2、CO等副反應生成。同時,成品甲醛中殘留1%甲醇,這些都會增加甲醇的消耗。低轉化無醇工藝就是將反應溫度降低,減少副反應生成,而未轉化的甲醇通過精餾加以回收。這樣既降低甲醇消耗,又提高了甲醇濃度。
         
         

           3.煙氣循環工藝
           尾氣中除了CO2、CO、CH4、CH2OH、CH2O外還有18-20%氫氣,氫氣在氧化時有還原作用,同時還會消耗甲醇生成CH4等副反應。氫氣存在還會抑製脫氫反應的進行,增加甲醇消耗量,因此我們開發了煙氣循環工藝。

           煙氣主要成分是N2和CO2等惰性氣體,甲醇轉化時不參與反應,而且能抑製CO2、CO、CH4、HCOOH等生成,副反應產物能降至:CO2 2.2-2.8%,CO 0.1-0.3%,CH4 0.1-0.2%,合計節約甲醇8-10kg/t。同時煙氣中含有5-10%過量氧氣,能提高產量10-20%,副產蒸汽能提高10%,電耗下降4-6KWh/t。

         
        煙氣循環工藝與其他工藝比較

        序號

        名   稱

        單位

        傳統
        工藝

        尾氣循
        環工藝

        低轉化
        無醇工藝

        煙氣循
        環工藝

        最新生
        產工藝

         

        1


        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

        ≤0.01

        2


        甲醇

        Kg/t

        ≤450

        ≤445

        ≤440

        ≤440

        ≤438

        循環水

        t/t

        70

        50

        50

        50

        50

        Kwh/t

        28

        30

        27-28

        30

        30

         

        3




        氧醇比

        mol

        0.38-0.41

        0.38-0.45

        0.35-0.38

        0.38-0.43

        0.38-0.41

        氧溫

        640-660

        640-660

        600-630

        620-640

        610-640

        轉化率

         

        較好

        最低

        安全性

         

        4

        外供蒸汽

        Kg/t

        330-350

        400-550

        330-450

        500-650

        500-650

        5

        熱量綜合利用

         

        較好

        較好

         
         

           綜上所述,煙氣循環工藝各項指標均優於其他工藝,是值得推廣的一項新工藝、新技術。江蘇凱茂石化科技有限公司擁有一大批熟悉生產、懂技術又勇於創新的工程技術人員。我們也願意為各企業提供工程設計、製造、安裝、調試、開車的EPC項目總包。

         

           4.最新甲醛生產工藝(凱茂工藝)
           尾氣循環工藝和低轉化無醇工藝都是在傳統工藝基礎上發展起來的,它的工藝路線:甲醇蒸發——過熱——過濾——氧化——1#吸收塔——2#吸收塔(3#吸收塔)——尾氣焚燒。該工藝流程長、設備多、能耗高、占地麵積大。凱茂公司在多年生產實踐的基礎之上,吸收原工藝的長處,開發出一條擁有自主知識產權的專有技術——最新甲醛生產工藝。該技術將傳統的設備設計成蒸發——氧化——吸收三台設備的新工藝,大大縮短了原流程,占地麵積小、投資少,而且能夠生產低醇、高濃度甲醛。

         

           甲醛新工藝流程和特點:
           ⑴此工藝配置了空氣洗滌塔,這對於淨化空氣確保原料氣的清潔起到了至關重要的作用。潔淨的空氣會降低係統阻力,提高電解銀的轉化率,十分有利於甲醛的生產。
           空氣經過洗滌後由鼓風機送入蒸發器。蒸發器為集蒸發、混合、過熱、過濾於一體的組合式蒸發設備。甲醇、空氣、配料蒸汽、尾氣(煙氣)按比例在蒸發器內混合均勻後送入氧化器。
           ⑵甲醇、空氣、水蒸氣、尾氣在氧化器銀催化劑作用下轉化成甲醛。氧化器設一段換熱段,其目的:
           ①增大產氣量、回收更多蒸汽。
           ②提高氧化器出口溫度,生產低醇高濃度甲醛。
           ⑶吸收塔設一台,塔內設精餾、吸收段使塔內形成濃度、溫度梯度;既能防止甲醛聚合、又能生產高濃度甲醛並能回收甲醇。
           ⑷最終尾氣由塔頂送入焚燒爐焚燒,焚燒後煙氣經冷卻後可返回蒸發器參與移熱。
           ⑸熱量綜合利用率高。
           ①組合式蒸發器可以補加脫鹽水,減少配料蒸汽消耗量。
           ②利用吸收塔循環甲醛的熱量來加熱蒸發甲醇,節約蒸汽。
           ③“組合式蒸發器”可以大大縮短蒸發器至氧化器的距離,使設備更加緊湊、熱損少。
           ④焚燒爐排放氣可以預熱鍋爐水或空氣。副產蒸汽外送,整個裝置熱量得到綜合利用。

         

        最新甲醛工藝(凱茂工藝)流程圖 

        第二節 鐵鉬法製甲醛

           鐵鉬法甲醛生產是在甲醇-空氣的爆炸下限以外操作,即在空氣過量的條件下操作,故也稱之為“空氣過量法”。該反應在常壓和250-400℃下進行,從而能使副反應減少、轉化率增高、消耗降低。
           1.鐵鉬法工藝流程
           鐵鉬法甲醇氧化反應按如下反應進行:
           主反應
           CH3OH + 1/2O2 → CH2O + H2O - 159KJ/mol
           副反應
           CH3OH + 3/2O2 → CO2 + 2H2O
           CH3OH + O2 → CO + 2H2O
           CH3OH + O2 → HCOOH + H2O
           2CH3OH → CH3OCH3 + H2O

           鐵鉬法甲醛生產有空氣壓縮、反應、蒸汽發生和甲醛吸收等工序組成。
           空氣通過消音器與吸收二塔頂部循環尾氣混合進入循環風機,加壓後送到甲醇預蒸發器。
           原料甲醇由罐區,通過甲醇泵打到蒸發器加熱氣化,同時與空氣混合成原料氣。蒸發器由二塔甲醛循環溶液提供熱量。原料氣再經過蒸發器過熱後進入反應器。原料氣在固定床反應器裝有鐵鉬催化劑上發生反應。反應溫度由導熱油加熱控製,反應過程中導熱油冷凝時能副產蒸汽。生成的甲醛氣體經過甲醇蒸發器盤管與原料氣換熱後冷卻,然後進入吸收塔。循環液部分采出即為成品。

           吸收二塔頂部出來的尾氣,一部分返回風機入口,另一部分進入催化焚燒係統,副產蒸汽外送。

           2.鐵鉬法與銀法的比較
           (1)投資:鐵鉬法的投資比銀法高50%
           (2)甲醇單耗:由於銀法為甲醇過量的條件下製得的,銀法的甲醇單耗比鐵鉬法的單耗高5-10kg。
           (3)能耗:鐵鉬法動力消耗比銀法大2.3倍,而副產蒸汽量與凱茂的銀法甲醛幾乎差不多。
           (4)催化劑壽命:銀法在650℃以上高溫反應,銀催化劑壽命一般在3個月左右,鐵鉬催化劑活性高,一般使用期為6-12個月。
           (5)產品質量:銀法與鐵鉬法都能得到低醇高濃度甲醛。甲醛濃度可達50%,甲醇含量≤0.5%。

         
        鐵鉬法消耗指標

        序號

        名稱

        單位

        消耗定額

        1

        甲醇(99.5%)

        Kg/t

        430-435

        2

        電耗

        kwh/t

        70

        3

        脫鹽水

        kg/t

        400

        4

        外供蒸汽

        kg/t

        600-700

        注:消耗定額折合成37%甲醛計