年产5万吨甲醛装置初步工艺设计

摘要POM是当今五大工程塑料之一，具有广阔的市场前景。

本设计对POM的市场需求和用途进行了较全面的分析，并详细阐述了POM的性能和共混改性的方法。

POM共混造粒生产线的工艺并不复杂，选择普遍使用的双螺杆挤出造粒的成型方法生产POM粒料，通过配方筛选、物料衡算、设备选型、工艺参数控制等过程对整个工艺流程作了较为详尽的阐述。

并从降低本钱、提高性能、应用前景等各方面考虑设计了较为合理的POM造粒生产配方和留有开展潜力的生产设备，计算其生产车间所需的各种生产设备和总投资本钱，绘制出工艺流程图和生产车间设备平面布置图，对实际投资建设POM造粒生产车间的各个方面具有积极的指导作用。

关键词：POM；共混造粒；改性；性能；生产线；工艺设计IAbstractPOM is today one of the five major engineering plastics, it has broad market prospects. The design on the market demand and use of POM for a more comprehensive analysis, and detail the performance of the POM and the blend modified approach. POM blend granulation production line process is not complicated, select the widespread use of the twin-screw extrusion granulation method of producing molding POM aggregates, through formula selection, material balance, equipment selection, process parameters control the whole process process made more in detail. From lower costs, improve performance, prospects and other aspects to consider a more rational design of POM granulation formulation and left potential production equipment, Calculate all the necessary workshop equipment and total investment costs, Draw a flow chart and workshop equipment, floor plan, POM actual investment and construction workshop in all aspects of granulation positive guidance.Keywords: POM；granulation blend；modified；performance；production line；process designII目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................................................................................................................... I I 第一章概述 .. (1)1.1聚甲醛简介 (1)聚甲醛的应用和市场现状 (1)聚甲醛材料的应用 (1)聚甲醛的市场现状 (2)聚甲醛的结构与性能 (3)聚甲醛的结构 (3)聚甲醛的性能 (3)聚甲醛的改性 (7)聚甲醛共混造粒生产线设计 (8)1.5.1 2500t/aPOM的合金化改性生产线简介 (8)1.5.2 2500t/aPOM的增韧改性生产线简介 (9)1.6工艺流程表达 (10)1.6.1成型料的准备 (10)1.6.2挤出成型技术 (11)1.6.3挤出辅机 (12)第二章工艺计算 (19)2.1物料衡算 (19)2.1.1计算基准 (19)2.1.2物料衡算 (19)2.2能量衡算 (22)2.2.1电能 (22)2.2.2冷却水 (23)2耗气量 (24)第三章设备计算 (25)挤出生产线的设备计算 (25)混合机组的设备计算 (25)筛选设备计算 (25)切粒机的计算 (25)其它设备计算 (25)生产线平面布置图和工艺流程图说明 (26)生产工艺要求 (26).2设备安转、检修 (26)第四章主要技术经济指标 (28)主要经济技术指标 (28)原料消耗定额 (28)原料的技术参数 (28)4.2.1 POM树脂主要技术指标 (28)4.2.2 HDPE主要技术指标 (29)相容剂PE-g-MAH主要技术指标 (30)4.2.4 TPU主要技术指标 (30)抗氧剂 300主要技术指标 (31)1润滑剂 HSt主要技术指标 (31)第五章工艺参数 (33)配方 (33)工艺控制指标 (33)混合 (33)共混造粒 (33)冷却切粒 (34)筛分 (34)设备参数 (34)第六章生产本钱估算 (38)固定本钱计算 (38)设备投资本钱 (38)车间定员及人员工资 (39)车间选址及厂房投资 (40)可变本钱计算 (40)原料费用计算 (40)水电费用计算 (41)生产总本钱计算 (41)制造费用 (41)6.管理费用 (42)销售费用 (42)财务费用 (42)利润计算 (43)销售收入 (43)税金 (43)利润 (44)主要经济指标 (44)第七章设备一览表 (45)第八章平安防范与环境保护 (46)8.1平安方面 (46)环保方面 (46)结束语 (47)致谢 (48)参考文献 (49)2第一章概述1.1聚甲醛简介聚甲醛〔POM〕是一种具有优良综合性能的工程塑料，在整个工程塑料行业中，POM 的年产量仅次于尼龙和聚碳酸酯，成为当今五大工程塑料之一。

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。

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。

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。

长葛市金源纸业有限公司年产5万吨新工艺甲醛生产线可行性研究报告2012年7月长葛市金源纸业有限公司2012年2月一、甲醛化学结构式及理化性质中文：工业甲醛水溶液、俗称：福尔马林、英文名：formaldehyde 1、化学结构式HH——CO2、分子式：CH2O3、分子量: 30.03(按1997年国际原子量)4、危险性类别：第8.3类其它腐蚀品5、危险货物编号：830126、UN号：11988、理化性质外观与性状：工业甲醛为无色透明的液体，遇冷聚合变浑浊。

具有刺激性气味，与人体接触后皮肤会变硬，眼睛会流泪。

溶解性：能和水、甲醇任意比例混合，在空气中能被氧化生成甲酸，是强还原剂。

比重ρ204=1.1gcm3.由于甲醛羰基上连接着二个氢原子，因此它和其它醛相比有一定的特殊性。

8.1聚合作用甲醛非常容易聚合，气体甲醛在常温下就能聚合成多聚体。

甲醛水溶液，特别是在醛含量较高、醇含量偏低时，或者在储存时间较长、温度较低的情况下，易形成H(CH2O)HOH的聚合物:HCH2O H(CH2O)HOH8.2与氨作用甲醛极易和氨作用，生成六亚甲基四胺（俗称乌洛托品）6 CH2O＋4NH3＝（CH2）6N4＋6H2O8.3甲醛水溶液能与亚硫酸钠起加成反应H OHH2ONa2SO3＋H-H-C-H＋NaOHSO3Na8.4物态：液体形状：液体颜色：无色气味：刺激性和窒息性气味熔点（℃）：-92相对密度（水=1）：0.82沸点（℃）：-19.4相对蒸汽密度（空气=1）：1.07饱和蒸汽压（kpa）：13.33（-57.3℃）燃烧热（KJmol）：2345.0临界温度（℃）：137.2临界压力（mpa）：6.81辛醇水分配系数的对数值：-0.82-0.66闪点（℃）：50爆炸下限%：7.0爆炸上限%：73.0引燃温度（℃）：430溶解性：与水互溶，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。

二、甲醛危险特性2.1危险性概述侵入途径：吸入、食入、皮肤吸收健康危害：甲醛对人体皮肤和粘膜有强烈的刺激作用，可使细胞中的蛋白质凝固变状，抑制一切细胞机能，长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤，甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质；细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复；妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。

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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。

节能技术2.5万吨/年甲醛装置节能方案设计赵雪源（北京华福工程有限公司 北京100013）摘要本文介绍了甲醛银催化法生产的工艺流程和生产特点。

基于夹点分析理论，对某甲醛装置进行了各个环节的能量平衡分析和火用分析，并提出了相应的改进流程。

以年产甲醛15万吨的甲醛装置为例进行计算，每年可节约运行费用500万元，其经济效益极其显著。

关键词 甲醛节能 夹点分析 用能优化 工艺改进目前工业甲醛的生产一般采用甲醇氧化法，主要是银催化剂法。

甲醇氧化制甲醛是以热加工为主的能量密集型生产过程，银催化剂法使用银丝网或铺成薄层的银粒为催化剂，控制甲醇过量，反应温度较高，约为600℃～720℃。

反应过程涉及氧化和脱氢两个主要反应，约有50%～60%的甲醛是由氧化反应生成的，其余的甲醛则由脱氢反应生成。

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、甲酸等，其中高温反应产物热量以及甲醛吸收等低温位热量的有效回收利用是降低装置能耗的关键。

多年来，我国甲醛工业存在生产工艺和产品规格单一、装置规模过小、原料甲醇单耗偏高、单位甲醛生产能耗高等问题，当前甲醛装置的节能主要侧重单体设备或者局部过程的用能改进，较少从系统全局(节能降耗，减污增效的清洁生产系统)的高度研究甲醛装置与其它工艺之间的热联合或者综合考虑全厂范围的低温热回收利用。

因此，全局用能优化改造工艺对降低甲醛生产过程的物耗能耗具有十分重要的意义。

目前全国大约有600家甲醛生产厂家，生产量达到2000万吨以上。

如果通过技术改造达到节能10%的目标，那么每年可以节约蒸汽2000×7000×0.1 = 140万吨。

按每吨蒸汽260元计算，年节约运行费用140×260 = 3.64亿元左右。

其节能效益显著，市场空间巨大。

1 甲醛装置用能现状及存在问题分析目前甲醛生产装置多是利用甲醛在银催化剂上的氧化和脱氢反应进行的。

装置设备主要包括蒸发器、过热器、反应器、吸收塔等,工艺中采用甲醇过量,反应温度控制在650℃左右，生产工艺流程如图1所示。

5万吨甲醛装置（银法）仅供参考 工艺技术规程 生产操作规程 安全技术规程 安全检修规程 开车方案甲醛生产工艺技术规程1 产品说明1.1 产品名称：甲醛（俗称福尔马林） 1.2 主要物理性质指标名称类别纯甲醛37%甲醛水溶液外观 常温下为无色气体 无色透明液体（遇冷或存放时间长易变浑浊） 嗅味 剧烈刺激性气体 强烈刺激性气体 密度 0.815g/ml （-20℃） 1.11g/ml （18℃） 沸点-19.5℃99℃1.3 主要化学性质性质 反应列举加成反应 Na 2SO 3+CH 2O+H 2O ——CH 2(OH)SO 3Na+NaOH聚合反应 NCH 2O ——(HCHO)n 氧化反应 HCHO+1/2O 2——HCOOH 缩合反应6HCHO+4NH 3——(CH 2)6N 4+6H 2O1.4 质量标准：GB/T9009-1998指标名称质量指标优等品一等品 合格品密度（20℃g/cm 3） 1.075～1.114 甲醛含量%37.0～37.4 36.7～37.436.5～37.4 酸度（以甲酸计）%≤ 0.02 0.04 0.05 色度（铂—钴）号≤ 10 — — 铁含量%≤0.00010.0003（槽装） 0.0005（槽装） 0.0010（桶装）0.0010（桶装）甲醇含量% 由供需双方协商1.5 产品储存产品应存于不锈钢或铝质容器中（铁桶盛装时应采用不使产品变质的防腐涂料）。

储存温度应随产品中甲醇含量和储存时间的多少而异，当醇含量为2％，储存时间为10-12天时，则储存温度以28℃为宜,低于28℃易产生聚甲醛沉淀,必要时应加入阻聚剂。

1.6 产品用途甲醛是重要的基本有机化工原料，用途广泛。

目前，最大的消费市场是制造脲醛和酚醛树脂。

脲醛树脂的最终用途是做各种人造板的粘合剂等。

酚醛树脂主要也用作胶合板的粘和剂，其次是作绝热板、隔音板、玻璃纤维板等。

甲醛还大量用于制造聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶纤维）、季戊四醇、乌洛托品、聚甲醛和精细化学品等产品。

年产5万吨甲醛生产用固定床反应器设计 Yibin University化学反应工程课程设计题目50×104ty甲醛生产用固定床反应器设计专业学生姓名学号年级指导教师职称博士后副教授化学与化工学院二〇一三年六月目录50×104ty甲醛生产用固定床反应器设计 1Fixed-bed Reactor Design of 50×104ty Formaldehyde 1 1 概述211 银法制甲醛生产工艺 212 铁钼催化氧化法 22 原料辅助原料产品的主要技术规格 421 银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标 422 原辅料规格及消耗配比 423 产品质量标准 53 反应工段工艺简介 64 反应工段工艺计算741 催化反应过程的物料衡算7411 计算用原始数据7412 化学反应742 合成甲醛过程的热量衡算9421 各物质比热容的计算9422 各物质焓值的计算105．反应器工艺尺寸计算1251 反应器型式的确定1252 合成甲醛反应器几何尺寸的确定12521 设计依据12523 列管根数的确定15524 列管式固定床反应器壳体内径的确定15 6 设计体会18参考文献1950×104ty甲醛生产用固定床反应器设计摘要选用铁钼法以甲醇空气和水蒸气为原料经预热反应换热后得甲醛产品设计5万吨工业级甲醛根据反应特征采用等温固定床列管式反应器物料衡算确定了反应器的工艺参数类型及特征尺寸容器内径1500 mm列管根数为1805根三角形排列管长6000mm关键词甲醛设计反应器Fixed-bed Reac tor Design of 50×104ty FormaldehydeAbstract Industrial grade formaldehyde of 50 000 ton per year was designed via iron molybdenum process methanol air and water vapor as raw material by preheating the reaction and heat transfer According to the reaction characteristics isothermal packed-bed reactor tube was chose and at same time according to material balance process parameters type and feature size determine The reactor diameter is 1 500 mm the number of tubes is 1805 equilateral triangle arranged and the length of tube is 6000mmKey words Formaldehyde Methanol Design Fixed-bed reactor1 概述甲醛是最简单的醛结构简式为HCHO通常把它归为饱和一元醛但它又相当于二元醛甲醛是一种无色具有刺激性且易溶于水的气体易溶于水醇和醚甲醛在常温下是气态通常以水溶液形式出现它有凝固蛋白质的作用其35～40的水溶液通称为福尔马林常作为浸渍标本的溶液甲醛是一种重要的有机原料为较高毒性的物质在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位甲醛属用途广泛生产工艺简单原料供应充足的大众化工产品是甲醇下游产品种中的主干甲醛除可直接用作消毒杀菌防腐剂外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人造板工业发达对甲醛的需求量甚大甲醛的用途非常广泛可以说甲醛是化学工业中的多面手甲醛的生产方法有多种目前工艺比较成熟的有甲醇空气氧化法其中包括甲醇过量法和空气过量法甲缩醛氧化法其中利用甲醇空气氧化法生产甲醛主要有两类不同的工艺[1]其一是采用银催化剂的甲醇过量法也称银催化法简称银法其二是采用铁钼氧化物催化剂的空气过量法也称铁钼催化法简称铁钼法11 银法制甲醛生产工艺银法制甲醛是早期生产甲醛的主要方法是在过量甲醇甲醇蒸汽浓度控制在爆炸区上限37％以上条件下甲醇汽空气和水汽混合物在金属型催化剂上进行脱氢-氧化反应通常采用Ag催化剂故称为Ag该方法是用银作催化剂最好使用电解银催化剂甲醛的收率可达87甲醇与空气的混合物为原料在固定床反应器中进行催化氧化反应生成甲醛反应温度在550～700℃之间甲醇空气在蒸发器汽化后再加入一定量的水蒸汽形成三元混合气经过过热和过滤后在电解银催化剂作用下生成甲醛甲醛反应气经过急冷段和冷却段回收部分热量后用脱盐水吸收得到37～40的甲醛产品12 铁钼催化氧化法我国采用铁钼法生产甲醛虽在60年代已经开始使用但技术进展缓慢由于催化剂性能和工艺控制问题生产水平较低直到90年代引进国外成套设备技术后才改变了我国铁钼法甲醛生产水平不如银法的状况铁钼氧化物催化剂属甲醇单纯氧化制甲醛工艺在空气过量的情况下进行以体积计为94左右甲醛几乎全部被氧化其触媒是一种铁和钼氧化物的混合物以片状球型或者颗粒形式装入管式氧化器列管中开车时由管间的导热油循环加热到260℃氧化反应发生后由导热油拆热装置运行相当稳定性能重现性非常好抗氧化性优良能在较低的温度下300～380℃进行反应从而减少副反应的产生具有较高的选择性可不通过精馏直接获得低醇的55左右的高浓度甲醛由于催化剂装填在列管内能够很好地把握床层的均匀度不会出现裂缝翻身等现象固催化剂的寿命长达一年以上2 原料辅助原料产品的主要技术规格21 银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标表1 银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标对比项目银法铁钼法投资比 100 115～130 甲醇单耗kgt 445～470 420～437 项目银法铁钼法能耗节余美元t 62 119 生产成本比10 10 反应温度37 7 甲醇质量分数600～700 280～350 催化剂寿命月3～6 12～18 甲醛质量分数37～40 55～60 产品醇含量4～8 05～15 产品酸含量100～200 200～300 收率86～90 95～98 组分电解银或载体银Fe-Mo 对毒物敏感大小失活原因烧结或中毒Mo升华综上可知我组选择铁钼催化法生产甲醛22 原辅料规格及消耗配比表2 原辅料规格及消耗配比原辅料规格配比摩尔比原料甲醇99 36 原料空气100 1 催化剂和985 2～3之间23 产品质量标准表3 铁钼法生产甲醛的产品组成外观无色透明液体无机械杂质无游离水甲醛含量甲醇含量酸含量㎎㎏37～55005～15200～3003 反应工段工艺本设计所采用的生产工艺流程[3]如下将含量约为84％的甲醇在甲醇预热器中预热到沸点然后再通过蒸发器在其沸点下将甲醇从液态变为气态然后和经空气预热气预热的空气混合其中空气中所含氧气的含量约为10％再经过一个预热器将混合气体升温到进入反应器进行反应最终获得纯度为37的产品甲醛图1 反应工段工艺流程图4 反应工段工艺计算本工艺[4]是在压力为1个大气压温度为350 ℃下在铁钼催化剂上进行的等温气固相催化反应41 催化反应过程的物料衡算411 计算用原始数据此处所选的原始数据均为年产5万吨甲醛的中间试验数据进入反应器时甲醇含量约为84氧气含量约为10体积分数进料空气和甲醇的摩尔比为36表4 原料气的组成摩尔比CH3OH O2 H2O N2 10 8 52 29 412 化学反应主反应[5]平行反应表5 反应中涉及到的物质的相对分子质量CH3OH O2 HCHO N2 H2 CO H2O 32 32 3003 28 2 28 18 413 物料衡算过程催化合成甲醛过程是一个连续流动反应在定态下其物料衡算基本公式本工艺计算[6]以生产5万吨甲醛按300天计工业级别的甲醛质量分数为37则每小时生产工业级别的甲醛的量为其物质的量为并以其为基准4141 反应器进口物料的计算根据表3表5中各组分的数据计算可得纯甲醇的物质的量空气的物质的量氧气的物质的量氮气的物质的量水蒸气的物质的量表6原料气的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh10 9006 8 6809 52 4460129 25290 4142 反应器出口物料的计算未反应的甲醇的物质的量[7]生成甲醛的物质的量水蒸气的物质的量未反应的氧气的物质的量氮气的物质的量二氧化碳的物质的量一氧化碳的物质的量甲烷的物质的量氢气的物质的量甲酸的物质的量表7 反应器出口主要气体的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh0004 36 009 8556059 53229 003 2479028 25290 001 901 42 合成甲醛过程的热量衡算热量衡算[8]过程以常压下的气体为计算基准反应气体于常压下进入反应器在催化剂作用下进行恒温反应反应器出口气体以离开反应器总的热量衡算式为421 各物质比热容的计算每个组分的热容与温度的函数式即CpabTcT2表8 各物质平均温度为的物性物质2817 6297 -07494 2733800 2732 6226 -09502 2733800 2916 1449 -2022 27338001840 10156 -2868 2731000Cp28176297×10-3T－07494×10-6T2Cp27326226×10-3T－09502×10-6T2Cp29161449×10-3T－2022×10-6T2Cp184010156×10-3T－2868×10-6T2把T3352731560815K带入上述公式得Cp28176297×10-3×60815 －07494×10-6 5731523172同理可计算其他物质的比热容[9]其结果如下表表9 各物质在平均温度为的物质 3172 3075 3722 6956 422 各物质焓值的计算计算焓时的参考态350℃101325Kpa各物质均为气态故反应器出口各物质的焓为零又甲醇的消耗量为由得即为了维持反应器内温度为350℃应每小时从反应器移走的热量43 导热油用量的确定列管式固定床反应器的壳程走导热油移走反应放出的热量使导热油从200 ℃升温到320 ℃表10 导热油的物性数据名称平均分子量密度比热容汽化热导热系数导热油 252 1005 240 272 0458 由得导热油用量5．反应器工艺尺寸计算51 反应器型式的确定选择并确定工业反应器的型式和结构一要掌握工业反应器的要求根据反应工程的理论对反应过程作出合理的反应器类型选择二要熟悉和掌握各种反应器的类型及其基本传递特征固定床反应器是用来进行气固催化反应的典型设备按操作及床层温度分布的不同可分为绝热式等温式和非绝热非等温三种类型常用的固定床反应器下部设有多孔板板上放置固体催化剂颗粒气体自反应器顶部通入流经催化剂床层反应后自反应器底部引出催化剂颗粒保持静止状态故称固定床反应器当用于反应器热效应较小的场合时反应器传热问题易于解决其反应器直径较大设备为简单的筒体式合成甲醛的反应器有很多类型但是由于合成甲醛的反应是一个放热反应反应热效应大为使反应始终处于较高的速度进行必须及时移走反应热量因此按照不同的移热方法反应器可分为等温固定床列管式和绝热冷激型多段式两大类由于等温固定床列管式反应器温度便于控制目前采用较多所以工艺采用等温固定床列管式反应器这种反应器的优点是采用管束式合成塔这种合成塔的温度几乎是恒定的反应温度恒定的好处一是有效抑制了副反应二是催化剂的使用寿命长52 合成甲醛反应器几何尺寸的确定在工程上要确定反应器的几何尺寸首先得确定一定生产能力下所需的催化剂容积再根据工程实验所提供的反应器资料最后确定出反应器的几何尺寸521 设计依据生产规模50000 ta 37年生产时间7200 h即300 d甲醛生产能力Wp522 催化剂容积的计算5221 催化剂用量的计算合成甲醛的反应是一个气固相催化反应催化剂的用量需要根据反应工程上通过单位催化剂列物料衡算的动力学方程才能得出合成甲醛的动力学方程为其中M甲醇O氧气W水式中各物质摩尔分数的计算合成甲醛的反应在转化率为96时到达平衡达平衡时总的物质的量为则各物质的摩尔数分别表示为求解动力学方程由定义有查得令即则两边同时积分得其中用辛普森数值积分法求解定积分数值积分法[10]为其中实用于奇数个数据点n为偶数f的角标代表选取数据点的编号且点与点之间等间距表11 与的关系0 012 024 036 048 060 072 084 0964167531968499615133920123448694432258则3417因此催化剂所需质量反应采用的催化剂为铁钼催化剂铁钼比在2128间最佳为25催化剂成圆环状粒度为50mm×20mm×35mm堆密度为比表面积为54故反应所需的体积523 列管根数的确定根据中间试验的结果列管规格为Φ25×2 5mm 管长为l6 m解方程得n1805 根524 列管式固定床反应器壳体内径的确定由公式[11]式中D壳体内径 mmt管中心距 mm横过管束中心线的管束b 一般取 mm管子采用正三角形排列故带入公式得标准化后D1500 mm核算过程管长和壳径应相适应一般取LD为46对该反应器因此所设计的反应器符合实际情况53 等温固定床列管式反应器的设计计算结果表12 等温固定床列管式反应器的设计计算结果序号项目数据 123456789101112 列管式反应器入口温度列管式反应器出口温度反应压力原料甲醇的量原料空气的量原料水蒸气的量催化剂床层高度塔径催化剂用量列管根数列管规格管子排列方式165℃350℃1大气压9006kmolh32422kmolh8557025kmolh6m15m307735kg1805根Φ25×25mm 三角形排列参考文献[1] 周万德．甲醛生产操作技术[M]．北京化学工业出版社2009．[2] 姚守信．中国甲醛市场发展趋势分析及投资前景预测报告[J]市场研究报告20091134-142[3] 李方玉朱春英．铁钼催化法甲醛生产装置简介[J]．化肥工业2005410[4] 黄仲九房鼎业．化学工艺学[M]．北京高等教育出版社2001[5] 谭柳．甲醛生产工艺[J]化工专业文献19931190-193[6] 葛婉华陈鸣德．化工计算[M]．北京化学工业出版社2009[7] 李绍芬主编．反应工程第二版[M]．北京化学工业出版社2008[8] 时军沈复郑红．化工热力学[M]．北京化学工业出版社2000[9] 天津大学物理化学教研室编第四版[M]．高等教育出版社2007[10] 肖成基林亚兰．数据处理[M]．北京石油化学工业出版社2001[11] 夏清陈常贵等．化工原理[M]．天津天津大学出版社20052 18 1甲醇空气预热器吸收塔冷却器废热锅炉反应器预热器加热器蒸发器产品。

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。

年产15万吨甲醇工艺设计With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tonsof Methanol Process Design年产15万吨甲醇工艺设计摘要：甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。

近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用[1]，甲醇的需求大幅度上升。

为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此15万t/a 的甲醇项目。

设计的主要内容是进行物料衡算、热量衡算和主要设备的计算。

本设计采用低压下利用Lurgi工艺合成甲醇;三塔精馏工艺精制甲醇，并对常压精馏塔进行工艺设计，设计出塔径为1600mm、填料层高度为17800mm、塔高为25640mm的填料精馏塔;此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。

关键词: 工艺流程；甲醇合成；气体精馏With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tons ofMethanol Process DesignAbstract: Methanol is a kind of very important organic raw materials, also a kind of fuel and the basis of chemicals products. Methanol occupies an important position in national economy. With the development of methanol affiliate products, especially the application of methanol fuel [1], the demand of methanol is rising sparkly. In order to meet the need of economic development of methanol, we carry out the project of 150 thousand t/a methanol. The main content of design are material balance, energy balance and the design of main equipment. The Lurgri technique is used for synthesizing methanol; Methanol is refined by three towers distillation process, and this process choose to design the atmospheric distillation tower, which packing column height is 17800mm, the diameter of tower is 1600 mm, the total height is 25640mm; In addition to strictly control the “three waters” emissions, this process make full use of water heat, reduce the energy consumption and safeguard personnel safety and hygiene.Key word: technological process; methanol synthesis; the methanol distillation引言甲醇是当代中国煤制化学品中最具代表性的产品，产能大、使用范围广、后续产品多、大规模生产技术成熟，无疑是煤化工产业最重要的产品。

推荐-年产5万吨丁苯橡胶装置聚合⼯段⼯艺设计精品材料科学与⼯程学院课程设计年产5万吨丁苯橡胶装置聚合⼯段⼯艺设计An annual output of 50000 tons of styrene butadiene rubber device polymerization section process design吉林化⼯学院Jilin Institute of Chemical Technology摘要本设计是以丁⼆烯和苯⼄烯为原料，年产5万吨丁苯橡胶的⼯艺设计。

通过⽐较⽬前丁苯橡胶的聚合⽣产⽅法，最后确定以低温乳液聚合法作为聚合的⼯艺⽣产⽅法。

在设计过程中，根据设计任务书的要求，进⾏了较为详细的物料恒算和能量恒算，对设备进⾏了⼯艺计算和选型，同时对聚丁苯橡胶⽣产过程中的安全注意事项及“三废”治理作了相关说明。

综合上述⼯艺计算和设计结果，绘制出了主要设备图。

关键词:丁苯橡胶乳液聚合⼯艺设计丁⼆烯苯⼄烯A bstractThe design is based on butadiene and styrene as raw materials, with an annual output of 50000tons of SBR process design. By paring with the present SBR polymerization production method, we make a decision to treat emulsion polymerization at low temperature as polymerization production method at last. In the design process, in accordance with the requirements of the mission design, a more detailed material balance and energy balance, equipment for the calculation and selection process, at the same time on styrene butadiene rubber production in the process of attention to safety issues and the "three wastes" management should be made a note. Drawing the main equipment according to the process design and calculation results。

年产15万吨甲醇合成工段工艺设计Process Design of 150 kt/a Methanol Synthesis Section目录摘要 ........................................................................................................... (I)Abstract..................................................................................................................... I I 引言 (1)第1章概述 (2)1.1甲醇的概述 (2)1.1.1理化性质 (2)1.1.2制法 (2)1.1.3用途 (2)1.1.4健康危害 (3)1.1.5市场分析 (3)1.2焦炉煤气 (3)1.2.1概述 (3)1.2.2构成 (4)1.2.3特点 (4)1.3甲醇的生产方法 (4)1.4焦炉煤气制甲醇的发展前景 (5)第2章甲醇的合成 (6)2.1甲醇合成的基本原理 (6)2.2.1温度 (7)2.2.2压力 (8)2.2.3原料气组成 (8)2.2.4空间速率 (9)2.3甲醇合成的工艺流程 (9)2.4甲醇合成反应器 (10)2.4.1工艺对甲醇合成反应器的要求 (10)2.4.2合成反应器的结构和材质 (11)2.4.3反应器的材质 (13)第3章物料衡算 (14)3.1物料衡算 (14)3.2能量衡算 (16)第4章甲醇合成塔的工艺计算 (23)4.1传热面积及催化剂用量 (23)4.1.1传热面积 (23)4.1.2催化剂用量 (23)4.2换热管的选用及排列 (23)4.2.1管子的选用 (23)4.2.2管子的排列 (23)4.3壳体和封头的计算 (23)4.3.1壳体直径 (23)4.3.2壳体厚度 (23)4.3.3封头的确定 (24)4.4管子拉脱力的计算 (24)4.5管板、折流板的确定 (25)4.5.1管板 (25)4.5.2折流板 (25)4.6支座的设计 (25)结论 (27)致谢 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

內蒙古某某化工有限公司5萬t/a甲醛裝置可行性研究報告工程號：RSD2002---18總工程師：總經理：某某化工设计院二零零二年七月目录第一章总论 (1)1.1 概述 (1)1.2 研究结论 (2)第二章市场预测 (6)2.1 国内外市场情况预测 (6)2.2 产品价格分析 (10)第三章产品方案及生产规模 (11)3.1 产品方案 (11)3.2 生产规模 (11)第四章工艺技术方案 (12)4.1 概述 (12)4.2 本项目对甲醛生产技术的要求 (12)4.3 中国甲醛工业现状 (13)4.4 银法和铁钼法比较——国外甲醛技术概况 (16)4.5 技术选择 (18)4.6 工艺流程说明 (20)4.7 主要设备选择 (22)4.8 自控技术方案 (24)4.9 标准化 (24)第五章原材料、辅助材料及动力供应 (26)5.1 原材料及化学药品供应 (26)5.2 公用工程及动力供应 (26)第六章建厂条件和厂址方案 (28)6.1 建厂条件 (28)6.2 厂址方案 (30)第七章公用工程和辅助设施方案 (31)7.1 总图运输 (31)7.2 给排水 (34)7.3 供电及电讯 (35)7.4 贮运设施 (37)7.5 维修 (37)7.6 分析化验 (37)7.7 土建 (37)第八章节能 (39)8.1 能耗指标及分析 (39)8.2 节能措施 (39)第九章环境保护 (40)第十章保护与安全卫生 (45)10.1 劳动保护与安全卫生 (45)10.2 消防 (46)第十一章工厂组织和劳动定员 (48)第十二章项目实施规划 (49)12.1 建设周期规划 (49)12.2 实施进度规划 (49)第十三章投资估算及资金筹措 (50)第十四章财务评价 (54)第一章总论1.1 概述1.1.1 项目名称、主办单位项目名称：5万t/a甲醛装置主办单位：内蒙古某某有限公司1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则1.1.2.1 编制依据（1）某化工设计院与内蒙古某某化工有限公司签定的5万吨/年甲醛合资合同。

目录摘要 (1)Abstract (1)1. 产物甲醛概述 (2)1.1 甲醛的性质及用途 (2)1.1.1甲醛的理化性质 (2)1.1.2甲醛的应用及相关问题 (3)1.2甲醛的生产 (3)1.2.1 我国的生产情况 (3)1.2.2 世界的生产情况 (4)2. 甲醛的生产工艺介绍 (4)2.1 甲醛的生产方法 (4)2.1.1 甲醇过量法（银催化法） (5)2.1.2 空气过量法（铁钼催化法） (6)2.2 生产工艺影响因素 (6)2.3化学反应器的分类 (7)2.3.1 按聚集状态分类 (8)2.3.2 按反应器形状分类 (8)2.3.3 按操作方式分类 (8)2.3.4 按流动状态分类 (8)2.3.5 按换热方式分类 (9)3.工艺流程简述 (9)3.1 工艺流程框图 (9)3.2 银催化法对催化剂的选择 (9)3.3 生产方法的选定 (10)4. 工艺计算 (10)4.1 设计任务 (10)4.2 物料衡算 (10)4.2.1 化学反应 (10)4.2.2 反应器进出口物料衡算表 (11)4.3 能量衡算 (11)4.3.1 反应热 (11)4.3.2 冷凝热 (12)4.3.3 转化气带出的热量 (12)5. 反应器工艺尺寸计算 (13)5.1催化剂床层高度及直径计算 (14)5.2 反应床层阻力降计算 (14)5.3 反应器冷却段工艺计算 (15)5.3.1 混合气体的性质 (16)5.3.2 反应器急冷段 (17)5.3.2.1计算管数及管长 (17)5.3.2.2 传热系数K 的校核 (18)5.3.2.3 计算管程压力降 (19)5.3.3 反应器壳体直径的确定 (19)5.3.4 反应器封头的选择 (20)5.3.5 反应器总高度的确定 (20)结束语 (22)参考文献 (23)谢辞 (24)年产5万吨甲醛工艺设计---氧化反应器的设计摘要：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5万吨甲醛的生产工艺。

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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。