年产4万吨甲醛装置的初步工艺设计

目录摘要 (1)1. 概述 (3)1.1 甲醛的物化性质 (3)1.1.1 甲醛的物理性质 (3)1.1.2 甲醛的化学性质 (3)1.2 甲醛的用途 (4)1.3 甲醛工业的发展及需求状况 (4)1.4 甲醛的生产方法 (5)1.4.1 尾气循环法 (5)1.4.2 传统银法 (6)1.4.3 甲缩醛氧化法 (6)1.4.4 其他方法 (6)1.5 工艺流程简述 (6)2. 甲醇混合气过热器的选择 (6)2.1 过热器在工业中的应用 (7)2.2 过热器的种类 (7)3.过热器方案的确定 (9)4.原料、辅助原料 (10)5. 过热器的基本计算 (10)5.1定性温度及物体性质参数 (10)5.2 计算热流体的用量 (11)5.2.1 冷流体需要吸收的热量 (11)5.2.2 热流体的用量 (12)5.3 计算平均传热温差 (12)5.4估算传热面积 (13)5.5 过热器的选择及其工艺结构尺寸 (13)5.5.1选择过热器的类型规格 (13)5.5.2其他附件 (13)5.6 核算压强降 (14)5.6.1管程压强降 (14)5.6.2 壳程压强降 (15)5.7 核算总传热系数 (16)α (16)5.7.1.管程对流传热系数iα (16)5.7.2壳程对流传热系数5.8污垢热阻 (17)5.9 总传热系数K0 (17)6. 换热器主要结构尺寸和计算结果 (18)结束语 (20)谢辞 (21)参考文献..................................................... 错误!未定义书签。

年产5万吨甲醛的工艺设计——甲醇混合气过热器的设计摘要：甲醛是重要的化工产品。

这篇文章主要介绍了甲醛的性质及用途，主要生产方法、市场前景及发展趋势。

本文主要承担过热器的设计。

根据物料衡算和热量衡算结果，确定了过热器的工艺参数、类型及特征尺寸。

并对过热器进行了流力学和热力学的衡算，结果表明所设计的过热器符合要求。

摘要甲醛是一种重要的有机化工原料，主要用于生产酚醛树脂(PP)、脲醛树脂(UF)等，还可用作杀菌剂、消毒剂、防腐剂、溶剂、还原剂以及尿素—甲醛型缓效肥料等，在农业、水处理、涂料、医药以及染料等方面具有广泛的用途。

本套设计是根据国内甲醛工业现状、产品要求，采用铁、钼、钒等金属氧化物作为催化剂，在“铁钼法”传统生产工艺的基础上，设计出具有创新性“铁钼法”工艺，反应原理简单，所得产品纯度高，污染少的一套装置。

关键词：铁钼法，原理方法，工艺设计，尾气循环，物料衡算引言甲醛用途非常广泛，合成树脂、表面活性剂、塑料、橡胶、皮革、造纸、染料、制药、农药、照相胶片、炸药、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐过程中均要用到甲醛，可以说甲醛是化学工业中的多面手，但任何东西的使用都必须有个限量，有一个标准，一旦使用超越了标准和限量，就会带来不利的一面。

国外甲醛衍生产品多达近百种。

甲醛生产企业应根据本地区的原料及产品供求情况，不失时机和因地制宜的发展一些附加值更高的甲醛衍生产品，加快甲醛衍生产品的品种及其生产技术的发展进程。

与此同时，应重点关注催化剂性能的改进和提高工作，大力加强业已成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料的推广应用，不断提高装置的技术含量，加大技术进步力度。

本次设计在“铁钼法”传统生产工艺的基础上，设计出“尾气循环工艺”、“热量循环工艺”等多种改良创新性节能、环保的新型“铁钼法”工艺，解决了实际生产中尾气、热量的再次利用。

由于甲醛是有毒有害气体，生产过程中一定要注意环保，尾气和废碱，废酸必须经过处理达排放标准后才能排放。

这次设计有成功也有不足。

对所需的各种参数都做到了有据可查，计算过程有理有据。

从铁钼催化法甲醛生产工艺设计流程出发，系统的进行了物料衡算，但是，由于此设计资料有限，反应器的动力学模型无法建立，不能进行反应器设备设计，又因为自身水平的限制，尽管已尽最大努力，最终不足之处仍然存在,希望大家批评指正。

一、甲醛生产的目的及意义甲醛是脂肪族等系列中最简单的醛,化学性质十分活泼,可合成多种化合物,是重要的大宗基本化工原料之一,广泛应用于化工、医药、染料和农业等领域,大部份用作脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺—甲醛树脂的原料，还可用作生物合成香料、合成炸药、合成螯合剂、合成助剂以及合成重要的中间体等，甲醛的用途分布为图1所示。

年产4万吨聚甲醛项目施工组织设计目录第一章项目概况 (1)第一节项目概况 (1)第二节编制依据及研究范围 (2)第三节结论 (3)第二章项目建设的背景及必要性 (5)第一节项目的提出 (5)第二节项目建设的必要性 (8)第三章项目选址与建设条件 (10)第一节项目选址原则 (10)第二节建设条件 (10)第四章工程设计方案 (13)第一节建设规模 (13)第二节总体布局 (14)第三节项目设计方案 (14)第三节工程方案 (17)第五章公用配套工程 (20)第一节给水系统 (20)第二节供电工程 (22)第三节电信工程 (24)第四节暖通工程 (25)第五节消防工程 (26)第六章环境保护及安全防护 (28)第一节环境保护 (28)第二节劳动保护与安全防护 (29)第七章节能分析 (30)第八章项目实施计划及资金管理 (35)第一节项目实施计划 (35)第三节项目资金管理 (39)第九章投资估算与资金筹措 (41)第一节投资估算 (41)第二节资金筹措及使用计划 (43)第十章招标方案 (44)第十一章项目结论 (47)一、编制依据1、施工合同2、施工图3、主要法规4、主要规程、规范5、主要图集6、主要标准二、概 况1、工程概况2、建筑设计概况3、结构设计概况4、专业设计概况三、施工组织部署★.1、施工组织管理●1.1 组织机构分公司（项目经理部）领导班子由项目经理、书记、主任工程师及副经理二名组成，主管技术、质量、生产、安全、经营、成本和行政管理工作，并负责对工程的领导、指导、协调、决策等重大事宜。

具体安排详见图3-1：图3-1 施工现场组织机构框图项目经理对公司负责，其余人员对项目经理负责，经理部下设六个工作部室，各部室职能如下。

1.1.2 工程部：负责制定落实生产计划，完成工程量的统计，组织实施现场各阶段的平面布置、生产计划、安全文明施工及劳动力、工程质量等各种施工因素的日常管理。

由部长、调度员、统计员及电工、机械人员、安全员组成，对生产副经理负责。

摘要甲醛是一种重要的有机化工原料，主要用于生产酚醛树脂(PP)、脲醛树脂(UF)等，还可用作杀菌剂、消毒剂、防腐剂、溶剂、还原剂以及尿素—甲醛型缓效肥料等，在农业、水处理、涂料、医药以及染料等方面具有广泛的用途。

本套设计是根据国内甲醛工业现状、产品要求，采用铁、钼、钒等金属氧化物作为催化剂，在“铁钼法”传统生产工艺的基础上，设计出具有创新性“铁钼法”工艺，反应原理简单，所得产品纯度高，污染少的一套装置。

关键词：铁钼法，原理方法，工艺设计，尾气循环，物料衡算引言甲醛用途非常广泛，合成树脂、表面活性剂、塑料、橡胶、皮革、造纸、染料、制药、农药、照相胶片、炸药、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐过程中均要用到甲醛，可以说甲醛是化学工业中的多面手，但任何东西的使用都必须有个限量，有一个标准，一旦使用超越了标准和限量，就会带来不利的一面。

国外甲醛衍生产品多达近百种。

甲醛生产企业应根据本地区的原料及产品供求情况，不失时机和因地制宜的发展一些附加值更高的甲醛衍生产品，加快甲醛衍生产品的品种及其生产技术的发展进程。

与此同时，应重点关注催化剂性能的改进和提高工作，大力加强业已成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料的推广应用，不断提高装置的技术含量，加大技术进步力度。

本次设计在“铁钼法”传统生产工艺的基础上，设计出“尾气循环工艺”、“热量循环工艺”等多种改良创新性节能、环保的新型“铁钼法”工艺，解决了实际生产中尾气、热量的再次利用。

由于甲醛是有毒有害气体，生产过程中一定要注意环保，尾气和废碱，废酸必须经过处理达排放标准后才能排放。

这次设计有成功也有不足。

对所需的各种参数都做到了有据可查，计算过程有理有据。

从铁钼催化法甲醛生产工艺设计流程出发，系统的进行了物料衡算，但是，由于此设计资料有限，反应器的动力学模型无法建立，不能进行反应器设备设计，又因为自身水平的限制，尽管已尽最大努力，最终不足之处仍然存在,希望大家批评指正。

一、甲醛生产的目的及意义甲醛是脂肪族等系列中最简单的醛,化学性质十分活泼,可合成多种化合物,是重要的大宗基本化工原料之一,广泛应用于化工、医药、染料和农业等领域,大部份用作脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺—甲醛树脂的原料，还可用作生物合成香料、合成炸药、合成螯合剂、合成助剂以及合成重要的中间体等，甲醛的用途分布为图1所示。

年产4万吨苯甲酸催化加氢制苯甲醛的工艺设计摘要设计项目：4万吨/年苯甲酸催化加氢制苯甲醛工艺设计苯甲醛是一中很重要的化学中间体，但传统的苯甲醛生产方法对环境污染非常严重，所以清洁生产苯甲醛成为现下研究的热点。

在本设计中由苯甲酸还原反应得到苯甲醛。

以苯甲酸为原料，在氢气的作用下制备苯甲醛。

该工艺生产简单，不污染环境，自制ZnO催化剂性能优良，具有环保与经济双重价值。

本论文设计对整个反应进行了物料恒算,热量恒算,设备选型及计算。

最后绘制了生产工艺流程图,物料流程图,车间平面布置图,车间立面布置图。

75991 任务的来源本设计是针对苯甲醛进行设计，以专业基础课的学习为基础，设计合理的工艺流程，选择相应的工艺设备等。

其目的是提高解决化工产品生产车间设计实际问题的能力；掌握化工工艺流程设计、物料恒算、热量衡算、设备选型等的基本方法和步骤；从技术上的可行性与合理性两个方面树立正确的设计思想。

通过本课程设计，也提高了运用计算机设计绘图的能力。

2 设计标准本设计参考了以下国家标准和规定（1）生产过程危险品和有害因素分类与代码（GB/T13816-1992）（2）常用危险化学的分类标准（GB13690-1992）（3）压力容器中化学介质典型危害和爆炸危险程度分类（HGJ43-1991）（4）工厂防火规定（GBJ16-1987）（5）污水综合排放规定（GBJ8978）（6）钢制压力容器（GB150）（7）管壳式换热器标准（GB151）（8）工艺系统设备布置设计规定（HG20570）（9）化工装置管道布置设计规定（HG/T20549）3 设计原则及主要设计指标2 Design StandardsThe design references the following national standards and regulations.(1)Production of dangerous goods and harmful factors in classification and code.（GB/T13816-1992）(2)Dangerous chemical commonly used in the classification criteria. （GB13690-1992）(3)Typical chemical medium pressure vessel explosion hazards and safety levels. （HGJ43-1991）(4)Factory fire safety requirements.（GBJ16-1987）(5)Integrated wastewater discharge requirements.（GBJ8978）(6)Steel pressure vessel.（GB150）(7)The standard shell and tube heat exchanger.（GB151）(8)System and Equipment layout design requirements.（HG20570）(9)Chemical plant piping design requirements.（HG/T20549）3 Design principles and key design indicatorsPrinciple：(1)Safe and reliable: the design of many chemical substances are flammable, explosive or toxic. Therefore, the design must be taken into account of all sorts of obviousand potentially dangerous and used strict regulations of national and local health and safety to ensure little environmental pollution and the health of production personnel.(2)operation is simple: adhere to the scientific attitude to determine various production process and equipment and the operation condition reasonably, striving to achieve themild reaction condition and low requirements of equipments and convenient operation of the workers as the result.(3)reasonable economy: reduce equipment costs, raw material costs, labor costs and other aspects investment effectively and reasonably.(4)easy to install: Plant layout should meet the requirements of the construction and installation, with emphasis toconsider the installation of large equipment, factory and load road pavement construction and installation standards should meet the requirements.3.1全车间物料衡算143.1.1 物质性质数据143.1.2 设计依据143.1.3 全车间的物料衡算153.2 热量衡算3.2.1热容的计算173.2.2焓的计算173.2.3反应焓的计算193.2.4热量计算203.2.5反应器的容积计算213.2.6反应釜的体积设计223.2.7设备向四周散失的热量.223.2.8消耗在设备各个部件及管道上的热量.23 4设备选型及计算254.1加热器254.1.1加热器的换热面积的计算254.1.2加热器的工艺结构尺寸的计算 (27)4.2反应器294.2.1反应器催化剂的填充量294.2.2反应管长度的计算.294.2.3管束尺寸和反应管的排列 (30)4.2.4反应器进口管口设计304.3冷凝器314.3.1 冷凝器的换热面积的计算314.3.2冷凝器的工艺结构尺寸的计算325 苯甲醛精馏塔计算365.1 精馏塔的选择365.2 精馏塔的设计365.2.1 基础数据整理365.2.2 初估塔径385.2.3 理论板数的计算405.2.4 塔内件设计425.2.5 塔板流体力学验算46鉴于市场对苯甲醛质量要求的提高和减少环境污染的目的，工业上逐渐以甲苯部分氧化生产苯甲醛的工艺替代以前的水解苄氯工艺。

1 / 16邯郸学院毕业设计开题报告书设计题目 年产 4 万吨甲醛合成工艺吸收段初步设计学生姓名 学赵兵强号 0941******** 任 云 2009 级 应用化学指导教师 年 专 级 业2013 年 3 月 6 日2 / 16说明1. 本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。

2. 课题来源分为教师提供选题或学生自拟课题；教师的科研任务；社会有关 单位委托的课题；其他来源。

3. 若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。

题目来源 教师提供选题3 / 16主要研究内容 一、基本内容 对年产 4 万吨甲醛合成工艺吸收段初步设计，对整个生产过程进行了物料衡算和热量 衡算，重点对吸收塔进行了设计，并对各种管道及其设备进行了选型。

主要解决包括流体流动（动量传递） ，热量交换（热量传递） ，物质的迁移（质量传递） 等多种物理现象和涉及反应热的力学和动力学问题。

二、具体要求 1、研究设计年产 4 万吨甲醛合成初步工艺流程。

2、化工计算，包括物料衡算、能量衡算以及工艺所需主要设备的计算和选型。

3、工艺布置，绘制带控制点的工艺流程图及主要设备图。

4、经济概算，撰写设计说明书4 / 16开题依据（包括前人的工作、相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景 等） 一、前人的工作 吸收塔是实现吸收操作的设备。

按气液相接触形态分为三类。

第一类是气体以气泡形 态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分散在 气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收 塔和降膜吸收塔。

塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。

通常采用逆流操作，吸收 剂以塔顶加入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排 出，净化后的气体从塔顶排出。

二、研究现状 吸收采用双塔循环，二塔用软水作吸收剂，一塔用二塔来的甲醛溶液的稀溶液（二 补一）作吸收剂。

目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。

1.设计任务书........................................................................ 错误!未定义书签。

1.1项目 (1)1.2设计内容 (1)1.3设计规模 (1)1.4设计依据 (1)2. 甲醛的性质及用途 (2)2.1甲醛简介 (2)2.2甲醛的物理性质 (3)2.3甲醛的化学性质 (3)2.4甲醛的用途 (4)2.5甲醛的主要技术指标 (5)3. 甲醛生产工艺流程介绍 (5)3.1工艺流程 (5)3.2 生产工艺影响因素 (7)3.3 主要工艺指标 (9)4. 氧化工段的工艺计算 (11)4.1 计算依据 (11)4.2 物料衡算 (11)4.3 热量衡算 (16)5. 氧化器的计算及选型 (18)5.1 氧化器直径 (18)5.2 热锅炉的主要尺寸 (19)5.3 氧化器下部的急冷段 (20)5.4 废锅辅助设备—汽包 (20)6. 主要定型设备和工艺管道选型 (21)7. 安全生产与“三废”处理 (22)7.1车间生产标准 (22)7.2 三废处理 (22)参考文献 (24)年产5万吨甲醛生产车间氧化工段工艺设计摘要：本设计为年产5万吨37.2%甲醛水溶液的生产车间氧化工段工艺设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对氧化器进行了设计及选型，同时对本装置的安全生产与“三废”治理及厂房布置作了相关讨论。

关键词：甲醛；甲醇；工艺；氧化器。

1.设计任务书1.1项目甲醛生产工艺流程的设计1.2设计内容甲醛车间工艺设计1.3设计规模1.年产：50万吨2.年生产日：300天3.日生产能力：500000/300=1666.67吨1.4设计依据该设计说明书是依据湖北宜化分公司浠水福瑞德化工有限公司的生产技术资料的基础上,并结合设计任务书的内容年产量50万吨甲醛和生产管理规范的相关文件而设计的。

一、综述
1、本项目位于xxxx省xxx市xxxx，由xxxx公司投资建设，预计投
资额为xxxx元，项目建成后，每年可产4万吨聚甲醛，为国内聚甲醛的
生产提供更多的产品，助推我国经济的发展。

2、本项目建设内容：新建厂房、设备安装、系统联调、总承包方案
设计、质量控制、施工管理等，本次设计以科学创新的理念，满足客户的
需求，采用最新技术，力争提高项目的质量、提高工作效率。

二、现场勘查
1、勘查范围：新建厂房的地理位置，距离附近路口的距离，周边环
境特征、地理位置等。

2、勘查方法：根据项目需求，采用普通水平测量法、千分尺测量法、直尺测量法、三角测量法等手段，结合实地采集数据。

3、现场勘测结果：详见《XXXX厂房建设设计方案》附件，其中包括
厂房的长宽高和建筑结构信息等。

三、设备选型
1、设备要求：根据项目产量需求，实施技术参数要求，以及厂房空
间的限制，选择具有国际先进水平的高性能、高可靠性、节能环保的设备
及其配套件。

2、主要设备：
（1）甲醛发生炉：XXXXX型号，设计产能为4万吨/年，主要由原料罐、成品罐、燃烧系统等构成，为满足该工艺流程的特殊要求。

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。

一、项目概况
1、工艺介绍
甲醛（CH2O）是由甲醇（CH3OH）和氧气（O2）反应制备的一种卤化物，通常采用两步法制备。

（一步法制备甲醛，利用催化剂发生甲醇氧化
反应，得到甲醛，但反应效率低，不能满足实际生产要求）。

本工艺采用
的是两步法制备甲醛，包括甲醇脱氢和甲醇氧化两个反应过程。

2、生产能力
本装置的年产能力为4万吨。

二、工艺流程
1、甲醇脱氢过程
甲醇通过管道输入反应器，加入氢气，由反应器内脱氢催化剂催化，
在550℃～650℃的高温环境下进行反应，脱氢产物和副产物经冷凝器冷
却分离，得到混合气体。

2、甲醇氧化过程
混合气体由反应器进入氧化塔，在顶部添加氧气，由氧化催化剂催化，反应温度为300℃～350℃，利用氧化塔内温度上升、压降和氧化催化剂
触发剂的作用，在塔内发生反应，甲醇氧化为甲醛，得到的甲醛混合物经
氧化塔下部的冷凝器冷却进行分离，得到甲醛产品。

三、关键设备
1、甲醇脱氢反应器
用于反应甲醇和氢气，把甲醇转化为混合气体。

反应器选用重（稀）
铬酸钾催化剂，反应器的反应温度为550℃～650℃，压力维持在 2.0MPa。

2、氧化塔
用于反应混合气体，把甲醇氧化为甲醛。

一、总体技术经济指标
1.实施单位：XXXXX
2.发电量：最小3×10^4千瓦时
3.甲醛产量：3×10^4吨/年
4.厂用电率：90%
5.气体消耗量：3.7×10^4立方米/年
6.酸性废水负荷：1.5×10^3立方米/年
7.固体废物负荷：6×10^3吨/年
二、工艺流程
1.原料准备
本工艺采用聚氯乙烯（PVC）作为原料，其初始质量分数为99.9%以上。

原料经过筛分、破碎处理后运至入料口，经过磨机、碎料机破碎处理后，再经过型料机后分成片状物，备用。

2.反应
a.预处理
将片状物材料经过前处理反应器，加入磷酸、四氟乙烷酸钠及抗氧剂，在130-150℃、压力1.5Mpa的条件下，反应1~2小时，使原料材料颗粒
度细化，其中磷酸发生水解反应，产生磷酸根和氢氧化钾，以及氢氧化钙
的混合液，产生的磷酸根可促使实现分子链氧化，从而降低了氧化反应的
温度，从而达到改变材料分子结构的目的。

b.甲醛氧化反应
将处理后的原料材料运至氧化反应釜，加入相应的磷酸根及氢氧化钙储存液，以及氢氧化钾及硫酸，在220-240℃、压力2.5MPa的条件下，反应6~8小时，使原料聚氯乙烯和氢氧化钾发生氧化反应，生成甲醛、水及其他副产物，从而实现甲醛制备的目的。

3.产物回收。

年产5万吨工业级甲醛的工艺设计—甲醇的预热器的设计摘要：甲醛是重要的化工产品。

这篇文章主要介绍了甲醛的性质、用途、主要生产方法、市场前景及发展趋势；设计了年产5万吨工业级甲醛的生产工艺；选用铁钼法，以甲醇为原料，经甲醇预热、甲醇的蒸发、换热器、反应釜反应后得甲醛产品。

本文主要承担甲醇预热器的设计，根据物料衡算及热量衡算结果，确定了预热器的工艺参数、类型及特征尺寸：公称直径250mm、公称面积9m2、管数20、管长6m；采用浮头式换热器，管束的排列方式采用正三角形排列，弓形折流挡板。

并对换热器进行了流力学和热力学的核算.结果表明所设计的换热器符合要求。

关键词：甲醛；工艺设计；预热器Process design of industrial formaldehydeOf50,000 tons per year—the design of Heat ExchangerLixiaoping(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Baoji University of Arts and Sciences,Baoji, Shaanxi,721013)Abstract: Formaldehyde is important chemical products. This article mainly introduced the formaldehyde properties, applications and the main production method, the market prospect and development tendency; The annual 5,000 tons of industrial design formaldehyde production craft; Choose iron molybdenum law to methanol as raw materials, the methanol preheating, methanol evaporation, heat exchangers, reactor reaction to formaldehyde products. This paper mainly undertakes methanol preheater design, according to the material calculation and heat calculation results to determine the preheater parameters, type and feature sizes: nominal diameter 9m2 250mm, nominal area, tube length number 20, 6m; Using FuTou heat exchanger, bundle arrangement the positive triangle is arranged, bow baffle platens. And the flowof heat exchanger accounting of mechanical and thermodynamics. Results showed that the design meets the requirements of heat.Key words: formaldehyde; Process design; preheater目录1.概述 (1)1.1性状及用途[1] (1)1.2甲醛的生产工艺 (1)1.2.1银催化法生产甲醛 (2)1.2.2 铁钼法生产甲醛 (4)1.2.3其他方法 (5)1.3国内外生产概况 (7)1.4市场需求及发展前景 (8)2. 原料、辅助原料、产品的主要技术规格 (10)2.1银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标 (10)2.2 原料规格 (11)表1 原辅料规格及消耗配比[5] (11)2.3 产品质量标准 (11)3. 工艺介绍 (12)4. 换热器设计方案的确定 (13)5.换热器的工艺计算 (13)5.1 确定物性数据 (13)5.2 计算冷却剂用量 (14)5.3 计算传热面积 (14)6. 工艺尺寸计算 (15)6.1 管径 (15)6.2 管子数 (15)6.3 传热管排列 (15)6.4 壳体内径 (15)6.5 折流板 (16)6.6 其他附件 (16)6.7 接管 (16)7.换热器核算 (17)7.1 热流量核算 (17)7.1.1 壳体表面给热系数 (17)7.1.2 管内表面给热系数 (17)7.1.3 污垢热阻和管壁热阻 (18)7.1.4 传热系数K c (18)7.1.5 传热面积裕度 (19)7.2 壁温核算 (19)7.3 换热器内流体的流动阻力 (20)7.3.1 管程流动阻力 (20)7.3.2 壳程阻力 (20)7.3.3 换热器主要结构尺寸和设计计算结果 (21)结束语 (23)参考文献 (24)感谢辞........................................................................................................... 错误!未定义书签。

生物工程毕业设计年产4万吨甲醛工艺设计随着科技的不断进步和人们对环境保护的日益重视，生物工程领域出现了越来越多的创新和发展。

在这个背景下，本文将探讨一种生物工程毕业设计，即年产4万吨甲醛工艺设计。

一、引言甲醛是一种常见的化学品，广泛应用于家居、建筑材料、医药等多个领域。

然而，传统的甲醛生产工艺存在着一系列环境污染问题，例如高能耗、大量废气排放等。

因此，通过生物工程技术进行甲醛生产具有重要的意义和潜力。

二、工艺设计方案1. 选择合适的生物工程菌种在设计生物工程毕业设计年产4万吨甲醛工艺时，选择合适的菌种是至关重要的。

菌种应具有高效率的甲醛生产能力，同时对环境友好。

通过对不同菌种的筛选和试验，可以确定最适合的菌种。

2. 优化菌种培养条件菌种的培养条件对于甲醛的产量和产质量具有重要的影响。

因此，在工艺设计中，需要进行菌种培养条件的优化。

这包括培养基的成分设计、培养温度、pH值等参数的调控。

通过优化这些条件，可以提高甲醛的产量和产质量。

3. 提高废物利用效率在甲醛的生产过程中，会产生大量的废物和副产物。

为了减少环境污染和资源浪费，需要设计合理的废物处理方案。

一种可能的方案是将废物进行高效利用，例如作为有机肥料、生物能源等。

4. 应用智能控制技术为了实现生物工程毕业设计年产4万吨甲醛的目标，还需要应用智能控制技术。

该技术可以对生产过程进行精确监控和控制，以实现最佳的产量和质量。

智能控制技术还可以提高生产的自动化程度，减少人力成本。

5. 环境风险评估和管理在设计甲醛生产工艺时，需要进行环境风险评估和管理。

这涉及对工艺中可能产生的环境污染物进行评估和控制。

通过合理的设计和管理措施，可以降低生产过程对环境的影响。

三、实施方案和预期效果1. 实施方案根据以上的工艺设计方案，可以制定实施方案。

这包括选定菌种、确定优化培养条件的方法、设计废物处理方案、应用智能控制技术等。

同时，还需要制定实施计划和时间表，确保顺利实施毕业设计。

年产3万吨甲醛生产装置工艺设计甲醛是一种重要的有机化工原料，在化工、农药、合成树脂、纤维等行业中广泛应用。

本文旨在设计一种年产3万吨甲醛的生产装置工艺，以满足市场需求并提高生产效益。

1. 原料准备：甲醇是生产甲醛的重要原料，需选用高纯度、低杂质的甲醇。

同时需要准备用于催化剂的载体材料，如钢筋、球形活性炭等。

2. 反应系统设计：甲醇气相催化氧化是生产甲醛的主要反应过程。

因此，需要设计一个先进的氧化反应系统。

该系统应包括气相催化反应器、冷凝器和分离装置。

3. 催化剂的选择：银盐催化剂在甲醛生产中具有较高的选择性和催化活性。

通过合理配置银盐催化剂并结合载体材料，可以提高甲醛的产率和催化反应的稳定性。

4. 反应条件控制：甲醛气相催化氧化反应需要一定的温度、压力和氧化剂浓度控制。

通常，反应温度设置在300-400摄氏度之间，压力为0.1-0.2MPa，氧气浓度为2-5%。

5. 产品分离和纯化：在甲醛生产过程中，需要对甲醛和副产物进行分离和纯化。

一种常用的方法是通过冷凝器将反应后的气体冷却成液体，然后经过分离装置将甲醛纯化。

6. 废气处理：甲醛生产过程中会产生大量有机废气，其中含有甲醛和其他挥发性有机物。

这些废气需要通过废气处理装置进行处理，降低对环境的污染程度。

7. 自动化控制系统：为了提高生产效率和生产过程的安全性，应设计一个完善的自动化控制系统。

该系统可以自动监测和调整反应条件，同时实现仪表数据的远程监控和报警功能。

综上所述，设计一种年产3万吨甲醛的生产装置工艺，需要注意原料准备、反应系统设计、催化剂选择、反应条件控制、产品分离和纯化、废气处理以及自动化控制系统等方面的问题。

通过科学合理的设计和优化，可实现高效、安全和环保的甲醛生产。

8. 能源优化：在甲醛生产过程中，能源的利用对降低生产成本和环境影响至关重要。

可以采用热回收技术，将废热再利用，如回收冷凝器中的热量，用于加热反应系统中所需的流体。

9. 安全措施：甲醛是一种有毒的化学品，容易引发爆炸和火灾。

·年产3万吨甲醛生产工艺设计专业：应用化学设计人：邱学广指导老师：彭荣华摘要：本设计为年产3万吨37%甲醛水溶液的生产初步工艺设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置的安全生产与“三废”治理作了相关讨论并进行经济的初步核算。

本设计配有设计说明书一本，附图3张。

说明书包括1：图纸包括：前言1绪论1.1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品之一。

工业甲醛一般含甲醛37%~55%(质量分数)和甲醇1%~8%（质量分数），其余为水，系无色透明液体，具有窒息性气味。

甲醛是最简单的脂肪醛，化学性质很活泼。

它最早是由俄国化学家A.M.Butlerov于1859年通过亚甲基二乙酯水解制得。

1868年A.W.Hoffmann在铂催化剂存在下用空气氧化甲醇首次合成了甲醛，并确定了它的化学性质。

1886年Loews采用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂，开始了甲醛工业生产。

1925年，由于工业合成甲醇的开发成功，为工业甲醛提供了原料基础，使甲醛工业化生产得到迅猛发展。

1931年，阿德金斯和彼得森首次申请了铁钼氧化物催化剂的专利。

从此，甲醛工业生产出现了银法和铁钼法两类工艺方法。

在半个多世纪的发展中，这两种甲醛生产工艺都有了很大的进步。

在当今社会，甲醛已经成为最重要的、应用十分广泛的大宗基本有机化工原料之一，它的衍生物已达上百种，主要衍生品有聚甲醛，脲醛树脂，酚醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂，新戊二醇，多聚甲醛等。

国甲醛工业发展至今，生产和消费均已居世界首位，并且在规模、产量、质量、技术等方面已达到或接近国际先进水平。

据不完全统计，2005年，全国甲醛生产能力达1223.6万吨，年生产能力达到或超过10万吨/年的企业已超过25家；在生产方法上已从单一的“银法”逐步变化到“银法”和“铁钼法”共同发展的格局。

甲醛工艺流程设计概述本文档旨在介绍甲醛工艺流程的设计。

甲醛是一种常见的有机化合物，在许多工业领域中被广泛应用。

甲醛工艺流程的设计对生产效率和产品质量具有重要影响。

原材料准备甲醛生产的原材料主要是甲烷和空气。

首先，需要对原材料进行准备工作，包括：- 甲烷的净化和干燥处理，以确保原料的纯度和质量；- 空气的过滤和除尘，以消除杂质对工艺流程的干扰。

反应装置设计甲醛反应需要使用特定的反应装置，常见的设计包括：- 工业级反应釜：用于高温高压条件下的甲醛合成反应；- 催化柱：用于催化剂的反应再生，以保证催化剂的活性；- 分离塔：用于甲醛产物的提纯和分离。

反应装置的设计需要考虑以下因素：- 安全性：确保反应装置稳定可靠，防止爆炸或泄漏事故；- 效率性：使得反应装置能够高效地完成甲醛合成反应；- 可控性：提供合适的控制系统，以调整和监测反应参数。

工艺控制甲醛工艺流程的控制是确保产品质量和生产效率的关键。

常见的工艺控制策略包括：- 温度控制：通过调节反应装置的加热或冷却系统，保持合适的反应温度；- 压力控制：通过调节反应装置的压力阀，保持合适的反应压力；- 催化剂控制：定期更换或再生催化剂，以保持反应的高效性；- 反应物浓度控制：保持反应物的适当浓度，以提高甲醛合成反应的效率；- 产物分离控制：采用适当的分离技术，使得甲醛产物能够高效、纯净地分离出来。

安全与环保在甲醛工艺流程的设计中，安全和环保是重要的考虑因素。

为了确保工艺过程的安全性和环保性，需要采取以下措施：- 设立安全管理措施，包括装置的安全监控和事故应急预案；- 定期进行环境监测，确保甲醛产生的废气和废水符合环保标准；- 使用有效的废气处理和废水处理技术，以减少对环境的污染。

总结本文档介绍了甲醛工艺流程的设计，包括原材料准备、反应装置设计、工艺控制以及安全与环保等方面。

甲醛工艺流程的设计需要考虑多个因素，以确保生产效率和产品质量的提高，并确保安全和环保的要求得到满足。

目录摘要： ............................................................................................. 错误！未定义书签。

ABSTRACT: (1)1. 概述 (2)1.1性状及用途 (2)1.2甲醛的生产工艺 (2)1.2.1尾气循环法 (2)1.2.2 甲缩醛氧化法法 (3)1.2.3 银催化法 (3)1.2.4 其他方法 (3)1.3我国甲醛工业的发展及需求状况 (3)1.3.1 甲醛工业的发展 (3)1.3.2 我国甲醛需求状况 (5)2. 原料、辅助原料及产品的主要技术规格 (5)3. 工艺介绍 (6)4. 换热器及设计方案简介 (7)4.1换热器 (7)4.2设计方案简介 (8)4.3换热器类型选择 (10)4.4流径的选择 (10)4.5流速的选择 (11)4.6材料的选择 (11)4.7管程结构 (11)5. 换热器方案确定及工艺计算 (12)5.1确定物性数据..... (13)5.2计算热负荷和冷却用水量 (14)5.3计算流体的平均传热温差 (14)5.4估算传热面积...... .. (15)5.5选择冷凝器类型规格 (15)5.6核算压强降 (16)5.6.1 管程压强降 (17)5.6.2 壳程压强降 (17)5.7核算总传热系数 (17)5.7.1 管程对流传热系数 (18)5.7.2 壳程对流传热系数.............................................................. 错误！未定义书签。

5.8污垢热阻 (19)5.9总传热系数 (19)6. 换热器主要结构尺寸和设计计算结果 (19)结束语 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)设计体会和总结 (23)附图 (24)年产5万吨甲醛的工艺设计-一吸塔换热器的设计摘要：甲醛是重要的化工产品，本文主要承担换热器的设计，根据物料衡算及热量衡算结果，确定了换热器的工艺参数、类型及特征尺寸，类型及特征尺寸：公称直径400mm、公称面积32.5m2、管数94、管长4.5m；采用管板式换热器，并对换热器进行了流体力学和热力学的核算.结果表明所设计的换热器符合要求。

甲醛工艺流程设计**介绍**本文档旨在提供关于甲醛工艺流程设计的详细信息。

通过了解甲醛的特性和相关工艺参数，我们将提供一个简单而高效的工艺流程设计方案。

**甲醛的特性**甲醛是一种无色、刺激性气味的化学物质，广泛应用于各种工业和消费品中。

它具有良好的化学稳定性和挥发性，但同时也有一定的毒性和危害性。

**工艺流程设计****原料准备**在甲醛工艺流程中，原料的准备至关重要。

常见的原料包括甲醇和氧气。

确保原料的纯度和质量，以确保最终产品的稳定性和质量。

**反应器设计**反应器是甲醛生产过程中的核心设备。

合理的反应器设计可以提高反应效率和产量。

选择适当的反应器类型，并确保充分控制反应温度和压力的条件。

**工艺参数控制**在工艺流程中，严格控制工艺参数是确保甲醛生产质量的关键。

关注以下几个重要参数：- 温度：根据反应动力学原理，控制适当的温度范围以确保反应效果。

- 压力：在合适的压力下进行反应，以确保产品的稳定性和产量。

- 时间：控制反应时间，使反应得到充分发生，同时避免过度反应。

**产品分离与净化**甲醛生产过程中，产品分离与净化是必不可少的步骤。

常见的方法包括蒸馏、萃取和精制等。

通过精确控制分离工艺参数，可以获得高纯度的甲醛产品。

**废物处理**工艺流程结束后，废物处理是不可忽视的环节。

甲醛工艺产生的废物可能对环境造成潜在影响，因此需要采取适当的废物处理措施，以确保环境的健康和安全。

**总结**综上所述，甲醛工艺流程设计需要考虑原料准备、反应器设计、工艺参数控制、产品分离与净化以及废物处理等方面。

通过合理的设计和控制，我们可以实现高效、稳定和优质的甲醛生产。

重要的是保持安全操作、合规性和环保原则，以确保整个工艺流程的可持续发展。

摘要甲醇,简单饱和脂肪醇，其分子式为CH3OH。

甲醇是重要的化工原料和清洁燃料，用途广泛，在国民经济生产中中占有十分重要的地位。

近年来，随着甲醇下游产品的开发特别是甲醇燃料的应用，国内外对于甲醇的需求日益增长。

故而，经过分析比较各种生产原料、合成工艺后，本设计采用煤为原料年产4万吨工业甲醇，以供应国内需求。

本设计遵循“技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保”等原则，在充分论证国内外各种先进生产方法、工艺流程和设备配置基础上，选用以原料气经双效法三塔精馏工艺路线生产甲醇。

设计的重点是生产工艺设计论证、工艺计算及设备设计选型。

此外，在设计中充分考虑环境保护和劳动安全，以减少“三废”排放，加强“三废”治理，确保安全生产，消除并尽可能减少工厂生产对职工的伤害。

关键词：煤；精馏；设计AbstractMethanol, simple saturation of fatty alcohols, its molecular formula for CH3OH. Methanol is important chemical raw materials and clean fuel, a wide range of USES, in the national economy in the production of an important position. In recent years, with the development of carbinol downstream products especially the application of methanol fuel, both at home and abroad the growing demand for methanol. So, after analysis comparing kinds of raw material, production synthesis process, this design USES the natural gas as raw material with the annual production capacity of 40000 tons methanol, to supply domestic demand.This design follow the "advanced technology, the craft is mature, the economic and reasonable, safe environmental protection" principle, in the full discussion various domestic and international advanced production method, technological process and equipment based on configuration, choose to the gas material three tower distillation" produce methanol process route. Design is the focus of the production process design argumentation, process calculation and design of equipment type selection. In addition, in the design of fully considering environmental protection and labor safety, to reduce emissions "three wastes", strengthening of "three wastes" treatment, ensure the safety in production, eliminate and reduce production factory to the worker's damage.Key words:coal ;distillation;design目录总论 (1)1．概述 (1)1.1 甲醇的性质 (1)1.2 甲醇用途 (2)1.3 甲醇在国民经济中的重要性 (2)1.4 甲醇的市场需求 (2)1.5 设计的目的和意义 (3)1.6 设计的依据 (3)1.6.1 海南大学材料与化工学院2010届毕业设计选题 (3)1.6.2 设计的基础资料 (3)1.7 设计的指导思想 (3)1.8 设计的范围﹑装置组成及建设规模 (4)1.8.1 设计的范围 (4)1.8.2 生产和辅助车间设置 (4)1.8.3 建设规模 (4)1.9 原料煤规格 (5)1.10 产品质量标准 (5)2．工艺流程设计 (5)2.1 粗甲醇的精馏 (6)2.1.1 精馏原理 (6)2.1.2 精馏工艺和精馏塔的选择 (6)3．工艺流程 (11)3.1 甲醇合成工艺流程 (11)3.2 甲醇精馏工艺流程 (12)3.3 氨吸收制冷流程 (13)4．合成工段工艺计算 (14)4.1 合成工段物料衡算 (15)4.1.1 设计条件及参数 (15)5. 精馏工段工艺计算 (16)5.1 精馏工段物料衡算 (16)5.1.1 预精馏塔物料衡算 (16)5.1.2 加压塔物料衡算 (18)5.1.3 常压塔物料衡算 (21)5.2 精馏工段的热量衡算 (23)5.2.1 预精馏塔热量衡算 (23)5.2.2 预塔冷凝器热量衡算 (26)5.2.3 加压塔热量衡算 (27)5.2.4 常压塔热量衡算 (29)6. 主要设备的计算与选型 (32)6.1 物料衡算 (33)6.1.1 原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率 (33)6.1.2 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量 (33)6.1.3 全塔物料衡算 (34)6.2 塔板数的确定 (34)6.2.1 最小回流比的估算 (34)6.2.2 实际回流比 (35)6.2.3 最少理论塔板数的计算 (35)6.2.4 理论板数 (35)6.2.5 进料板位置 (36)6.2.6 苯塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (37)6.2.7 平均摩尔质量 (37)6.3 液相和气相平均密度 (38)6.3.1 液相平均密度 (38)6.3.2 气相平均密度 (39)6.3.3 液相平均表面张力 (39)6.3.4 液相平均粘度 (40)6.4 精馏塔塔体和塔板主要尺寸计算 (41)6.4.1 塔高和塔径 (41)6.4.2 塔板主要工艺尺寸的计算 (44)6.5 塔板的流体力学验算 (47)6.5.1 阻力和单板压降校验 (47)6.5.2 液面落差 (49)6.5.3 雾沫夹带校验 (49)6.5.4 漏液校验 (50)6.5.5 液泛校验 (50)6.6负荷性能图 (51)6.6.1 精馏段负荷性能图 (51)6.6.1.1漏液线（气相负荷下限线） (51)6.6.1.2 液体流量下限线 (52)6.6.1.3 液体流量上限线 (52)6.6.1.4 雾沫夹带线 (53)6.6.1.5液泛线 (53)6.6.1.6 操作弹性 (55)6.6.2 提馏段负荷性能图 (55)6.6.2.1 漏液线（气相负荷下限线） (55)6.6.2.2 液体流量下限线 (55)6.6.2.3 液体流量上限线 (55)6.6.2.4 雾沫夹带线 (56)6.6.2.5 液泛线 (56)6.6.2.6 操作弹性 (57)6.7 预塔冷却器工艺计算 (57)6.7.1 初选换热器 (57)6.7.2 核算压降 (59)6.7.3 核算总传热系数 (60)6.8 循环压缩机的选择 (61)6.9 精馏段设备设计 (61)6.9.1 设计条件 (62)6.9.2 精馏塔设备选择 (62)7. 车间设计 (64)7.1 厂区布置原则 (64)7.2 厂房的整体布置 (65)7.3 车间设备布置设计 (65)7.3.1车间设计要求 (65)7.3.2 合成车间 (65)7.4 精馏车间 (66)8 三废处理和生产安全 (66)8.1 三废处理 (66)8.1.1 甲醇生产对环境的污染 (66)8.1.2 处理方法 (67)8.2 生产安全 (68)8.2.1 甲醇的火灾、爆炸危险性 (68)8.2.2 预防甲醇火灾、爆炸的措施 (69)8.2.3 生产过程中职业危险、危害因素的分析 (70)8.2.4 主要防范措施 (72)8.2.5 自动控制及安全联锁 (73)8.2.6 劳动保护防范措施 (73)8.2.7 中毒事故处理措施 (74)致谢 (76)参考文献 (77)总论1．概述1.1 甲醇的性质化学名称为甲醇，别名甲基醇、木醇、木精。