甲醛合成工艺路线

【概述】甲醛是基本的化工原料，广泛应用于化工、医药、染料和农业行业中。

甲醛的用途是用作生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等树脂的原料，其次用于生产维尼纶、1,4—丁二醇、季戊四醇、乌洛托品和异戊二烯等化工产品，甲醛还可用作消毒防腐剂。

【理化性质】甲醛在常温下是无色的具有强烈刺激性的窒息性气体。

甲醛易溶于水，可形成各种浓度的水溶液，通常以37%的水溶液形式存在。

甲醛气体可燃，能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为 7.0～73%（体积）。

甲醛有毒，空气中含有 lmg/L 的甲醛蒸气就可对眼睛、鼻子、喉咙和肺部产生刺激。

接触到甲醛液体时，可引起眼睛烧伤、皮肤过敏反应。

细菌和哺乳动物的细胞培养研究证实，甲醛可诱导有机体突变。

甲醛有无致癌作用一直是一个争论的问题。

1987 年美国环保局将甲醛列为人类可疑致癌物(B — 1 组)，并规定在甲醛浓度超过 0.5mg/L 的环境中，树立甲醛是潜在致癌物的警示牌。

由于一直没有足够的证据证明甲醛是人类致癌物和工商界的强烈反对，美国环保局于 1992 年作了修改，降低了标准，规定甲醛的 8h 工作环境允许浓度为 0.75mg/L，15min短期工作环境的允许浓度为 2mg/L。

【制备方法】1.铁钼催化剂法铁钼催化剂法是用Fe2O3、MnO3作催化剂，以铬和钴的氧化物作助催化剂，甲醇与过量空气混合，经净化、预热，在320-380℃温度下反应生成甲醛。

该工艺路线以瑞典的Perstorp公司为典型。

采用铁钼催化剂法工艺生产的甲醛装置生产能力较大，甲醇转化率高，可达95%-99%，甲醇消耗低，不需要蒸馏装置，可以生产高浓度的甲醛，甲醛成品中醇含量低，催化剂使用寿命长，但一次性投资大，电耗高。

2.银催化剂法银催化剂法是用银丝网或铺成薄层的银粒为催化剂，过量的甲醇与空气在反应温度约为600-720℃条件下反应生成甲醛，银法工艺路线以德国BASF公司为代表。

银法工艺简单，投资省，调节能力强，产品中甲酸含量少，尾气中含氢，可以燃烧，但是甲醇的转化率低，单耗高，催化剂寿命短，对甲醇纯度要求高，甲醛成品中甲醇含量高，只能生产低浓度甲醛。

醇氧化生产甲醛摘要该甲醇氧化生产甲醛的设计采用银催化剂的“甲醇过量法”也称“银催化法”制甲醛的工艺，甲醇氧化生产甲醛工艺的计算包括去除硫、氯等有害杂质、氧化脱氢工段进行设计计算，从最初的可能出现的过程到甲醛生产的开工和产品，其制造过程的资料信息，比如说设备参数，生产原材料的材料的介绍，花费消耗，物化性质都需要进行设计。

并且绘制了工艺流程图，设备布置图。

他们给出了过程的完整的技术描述。

说明书中对甲醛生产的过程的操作说明和设备设计给出了一步接一步的详细说明。

设计过程包括三个部分：即物料衡算、热量衡算、设备计算。

在物料衡算的基础上，对整个装置进行了能量衡算，并通过衡算得出了装置加热蒸气量，软水耗量，入网蒸气富余蒸气量以及吸收工段各塔自身的循环量和冷却水耗量。

其中对蒸发器、过热器、吸收塔、氧化器作了详细的热量衡算。

在物料衡算和热量衡算的基础上，对设备进行了选型，及经济分析核算，安全问题与市场消费情况进行一定程度的讨论。

第一章总述1.1概述1.1.1.甲醛的物理性质甲醛：福尔马林;Formalin; Methanal;Formaldehyde性质：气体的相对密度1.067（空气=1）。

液体的相对密度0.815(-20℃)。

熔点-92℃。

沸点-19.5℃。

易溶于水和乙醇。

水溶液的浓度最高可达55％，通常是40％，称作甲醛水，俗称福尔马林（formalin），是有刺激气味的无色液体。

保藏于冷处时，生成仲甲醛而变浑浊。

蒸发时也生成仲甲醛。

加入8%-12%甲醇，可防止聚合。

有强还原作用，特别是在碱性溶液中。

能燃烧。

蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限7%-73%（体积）。

着火温度约300℃。

1.1.2.甲醛的化学性质甲醛分子结构中存在羰基氧原子和2-氢原子，化学性质活泼，能与许多化合物进行反应，声称许多化学产品。

1加成反应有机溶剂中，甲醛能与单烯烃催化加成反应，生成二烯烃或者相应的醇类。

在碱性溶液中，甲醛与氰化氢加成反应生成乙腈醇，在HOCH2CN工业，用该反应制取氨基酸系列产品，俗称Mannich反应。

*工程师,太原市高新技术创业服务中心,030002太原收稿日期:1998-03-16环己酮—甲醛树脂的合成与应用　张小东*摘　要　简要介绍了环己酮—甲醛树脂的合成工艺及用途开发状况,并对其经济效益进行了预测。

关键词　环己酮　甲醛树脂　合成　应用 环己酮—甲醛树脂是酮醛树脂中的一种,它是在以碱金属氢氧化物为催化剂条件下由环己酮与甲醛水溶液缩聚而成的。

不同条件下制备的酮醛树脂,其性能和用途有所不同。

根据用途的需要,环己酮—甲醛树脂的存在形式也有所不同,主要有软树脂、透明树脂和固体粉末树脂,其软化点为75℃～120℃。

它主要被用在印刷油墨中改善油墨的流动性及快干性,还被用于涂料中,以提高涂料的干性、硬度、光泽、附着力以及固体份含量。

环己酮—甲醛树脂的突出优点是它具有广泛的相容性和良好的溶解性,从而适用于绝大多数涂料体系。

环己酮—甲醛树脂的合成技术,50年代由德国巴斯夫公司首先开发成功。

由于它与醇酸树脂、马来树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂等能很好地混溶,且与许多有机溶剂的相溶性优良,从而使它的应用很快得到了推广,应用范围也越来越广。

目前,国外年生产能力已达20000t 左右,国内上海新华树脂厂90年代投产,年产500t ,产品主要用于制造圆珠笔芯油,由于产量有限,远远满足不了市场的需求。

随着我国涂料工业的发展,对于各种改性树脂与助剂的需求越来越迫切,开发新品种及其应用技术已成当务之急。

环己酮—甲醛树脂正是这样一种产品。

目前,国内用于硝基漆、醇酸漆的增光和硬度改性剂的环己酮—甲醛树脂主要依赖进口,由广州汇采化工新材料公司经销的德国赫斯公司的环己酮—甲醛树脂产品——CA 树脂,市场销路很好。

山西省太原化学工业公司有丰富的制备这种产品的原料资源,开发此项产品,有着很便利的条件。

此外,从产品的后加工、向精细化方向发展来看,其增值、增效的前景令人鼓舞。

1　工艺路线环己酮与甲醛水溶液,在碱金属氢氧化物作催化剂条件下进行缩聚反应,它的生产工艺有间歇式及连续式两种。

1、甲醛的性质和用途(1)甲醛性质甲醛是醛类中最简单的化合物。

常温下是无色、有特殊臭味的可燃气体。

易溶于水，常以水溶液的状态保存。

工业甲醛一般含甲醛37%~55%和甲醇1%~8%，其余为水，40%的甲醛水溶液，俗称福尔马林。

甲醛是原生质毒物，浓度非常低时，就能刺激眼睛的黏膜，浓度较高时，对呼吸道的黏膜起刺激作用。

吸入较高浓度的甲醛会引起肺水肿，甲醛也能灼伤皮肤。

甲醛具有强烈的还原作用，在碱性溶液里其还原性增强。

纯甲醛主要物性数据如表1所示。

表1 纯甲醛主要物性数据(2)甲醛用途甲醛是一种常用的化学品，大量用于制造脲醛、酚醛和三聚氰胺、聚甲醛树脂及各种黏合剂。

在合成高分子化合物‐合成橡胶及合成纤维工业中，甲醛具有重要的意义。

由于甲醛具有很大的毒性，对昆虫和细菌杀伤作用尤其厉害，除了用来消毒外，农业上也用福尔马林浸麦种来防止黑穗病，甲醛的聚合物———多聚甲醛用作仓库的熏蒸剂。

在有机合成工业中，广泛应用甲醛作为生产多种化学品的原料，如生产季戊四醇、乌洛托品、药剂和染料等有价值的工业化学品。

2、甲醛的生产目前，工业上生产甲醛基本上采用三种方法，即甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法。

甲醇空气氧化法工艺先进，被世界各国普遍采用。

(1)甲醛生产反应原理甲醇催化氧化生产甲醛是在空气量不足的条件下，进行氧化还原反应，并通过银催化剂进行选择性催化而实现。

甲醇在反应过程中生成的产物很多，其主要化学反应如下。

O2 →HCHO+H2O主反应：CH3OH+12CH3OH⇋HCHO+H2O2→CO2+2H2O副反应：CH3OH+32CH3OH+O2 →CO+2H2OCH3OH+H2 →CH4+H2OO2→HCOOHHCHO+12C2H2 →2C+H2(2)甲醛生产的影响因素①反应温度反应温度是影响甲醇氧化反应生产甲醛的重要因素。

在工业生产中，反应温度的选择主要根据催化剂的活性、反应过程甲醛收率、催化剂床层压降以及副反应等因素而决定。

银催化剂法和铁钼催化剂法生产甲醛的比较王彦明姜德双(黑龙江省哈尔滨气化厂 154854)1 甲醛主要生产方法甲醛(HCHO)几乎都是采用甲醇(CH3OH)空气氧化制取.甲醇空气氧化生产甲醛反应式:CH3OH + 1P2O2HCHO + H2OCH3OHHCHO + H2按所用催化剂类型分为2类.1. 1 铁钼催化剂法用Fe2O3,MoO3作催化剂,还常加入铬和钴的氧化物作助催化剂,甲醇与过量空气混合,经净化,预热,在320,380?温度下反应生成甲醛. 铁钼法工艺路线以瑞典Perstorp公司为典型.1. 2 银催化剂法用银丝网或铺成薄层的银粒为催化剂,控制甲醇过量,反应温度约为600,720?.银法工艺路线以德国BASF公司为代表.2 2种催化剂法甲醛生产对比分析2. 1 铁钼催化剂法甲醛生产特点采用铁钼催化剂法工艺路线的装置生产能力较大,甲醇转化率高于银催化剂法,可达95 %, 99 % ,甲醇单耗低,不需蒸馏装置,可以生产高浓度甲醛,甲醛成品中含醇量低,催化剂使用寿命长,但是铁钼法生产一次性投资大,电耗高,过氧化时甲酸含量增加.2. 2 银催化剂法甲醛生产特点银催化剂法工艺简单,投资省,调节能力强, 产品中甲酸含量少,尾气中含氢,可以燃烧,但是甲醇的转化率低,单耗高,催化剂寿命短,对甲醇纯度要求高,甲醛成品中甲醇含量高,适宜生产低浓度甲醛.2. 3 银法与铁钼法生产工艺部分参数对比银法与铁钼法生产工艺部分参数对比见表1. 由表1可以看出,银法在爆炸上限操作,原料表1 银法与铁钼法生产工艺部分参数对比项目铁钼法工艺银法工艺甲醇单耗P(kg t- 1)420,440460,480反应温度P?340,380620,720催化剂寿命P月16,185,7甲醛收率P%91,9588,92甲醛浓度P%37,55?37产品中醇含量P%0. 5,1. 54,8或更高催化剂失活原因Mo升华Ag粒烧结,Fe,S杂质中毒对毒物敏感程度不敏感敏感混合气中甲醇浓度较高,设备负荷大,对工艺流程要求低,因而建厂投资较低.但由于银法在600 ?以上高温反应,银催化剂银晶粒容易长大,加上银催化剂对毒物(Fe,S)极为敏感,因而催化剂寿命短.铁钼催化剂活性高,寿命长,对毒物不敏感,单耗低,产品甲醛浓度高,含醇低,特别适用于作树脂,聚甲醛,脲醛及医药的原料.虽然铁钼法工艺路线一次投资大,且因合成过程中循环空气量较大而使电耗稍高,但是因铁钼化法适宜生产高浓度甲醛,在制取甲醛的下游产品时可以直接利用,不必浓缩,免去了稀醛浓缩增加的设备及动力消耗费用,也节省了对生产中产生的大量含醇废水的处理而花费的各项费用. 就总体效益来讲,直接生产浓甲醛与先生产稀甲醛再浓缩成浓甲醛比较无论是投资费用还是从环境污染与治理来讲,都合理得多.目前国内甲醛行业除了山东德州,云天化,成都金象等几个厂家采用铁钼法生产甲醛,基本上都采用银法工艺路线生产37 %低浓度甲醛,不生产高浓度甲醛.在甲醛的下游产品生产中都是通过把37 %稀甲醛浓缩成50 %以上的浓甲醛后再进一步利用.在稀甲醛浓缩过程中除了要消耗大量的动力,还要产生大量的含醇废水,加重了环境污染,而且使甲醛的下游产品成本居高不下,难以7 小氮肥 2002年第1期1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.湿法脱硫专用PZS—?型溶液氧化再生喷射器此自吸空气喷射器是脱硫溶液理想的氧化再生专用设备,具有再生氧化效率高,硫泡沫浮选好的特点.在各类湿法脱硫氧化再生槽中配置此喷射器,均能获得良好的经济效益,尤其是能明显提高脱硫效率,大幅度降低化工物料消耗.该喷射器不但易安装,便操作,好清理,寿命长,而且能防止喷射器在关停时反喷液,并且喷射出的气液在槽内能自旋.此喷射器在几十家中,小氮肥厂和煤气厂近10年的应用,证明其性能处于同类产品的先进水平.当此喷射器喷头内液压为0. 45 MPa时, PZS—?型"30型再生液量为55 m3Ph ,自吸空气量可达300m3Ph ; PZS—?型"24型再生液量为35 m3Ph ,自吸空气量可达190 m3Ph(此吸气量为EMG中速风表实测指示值).为保证用户获得理想效果,我厂有脱硫专业工程师可提供有关安装,使用技术咨询及现场指导.我们的宗旨是:技术先进,质量保证,服务周到,价格合理,交货按期.我们热忱欢迎各厂来人,来函洽谈. 单位:北京延康精密铸造厂联系人:冯坤厂址:北京市延庆县康庄火车站东北2里邮码:102101厂长:冯广会电话:(010)69131180开户行:延庆建行帐号:2630064108与国外同行竞争.3 甲醛生产2种工艺经济性比较根据国内正阳河甲醛厂,上海溶剂厂,佳木斯化工五厂等银法和铁钼法甲醛装置的考察所得数据,总结分析了2种催化剂生产甲醛工艺路线的大致成本构成,供业内人士参考. 建设规模均按3万tPa甲醛(浓度37 %)生产能力计算,铁钼法采用进口催化剂,设备国内配套,建设投资暂按1 400万元计,银法以电解银为例,每4个月再生1次,建设投资按300万元计.大致经济分析见表2.从表2中看出若选择铁钼法甲醛生产工艺, 投资若不超过1 400万元,综合成本比银法甲醛也只多32. 53元.而且可以开展后续高附加值产品的加工生产以便真正发挥铁钼催化剂法生产甲醛的优势.另外若采用成都西南化工研究院的铁钼催化剂,国内设计配套装置,投资会相对下降, 成本也会与银催化剂生产甲醛成本接近,对开发甲醛下游产品更加有利.表2 铁钼催化法与银催化法2种工艺生产1 t 37 %甲醛成本分析项目铁钼法银法消耗定额成本P元消耗定额成本P元原料及水电单价原料甲醇0. 44 t7920. 46 t828 甲醇1800元Pt催化剂30g进口1156g4. 2 公用工程吸收用软水0. 2 t40. 4 t8 除盐水20元Pt循环水40t635t5. 25循环水0. 15元Pt电耗90kWh3640kWh16电0. 4元PkWh蒸汽回收0. 6 t- 13. 2自给0蒸汽22元Pt设备折旧(按15年)31. 16. 7修理费(设备费3%)143贷款利息(6. 21 %计)28. 986. 21工资福利及其它(80人)32(80人)32人月均1000元成本合计941. 89909. 36注:表内公用工程及原料消耗数据参照哈尔滨气化厂及正阳河甲醛厂8 小氮肥 2002年第1期。

北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY毕业设计开题报告设计题目年产13万吨甲醛的生产工艺设计指导教师孙双月学生姓名阳万荣学号120120068年级1203专业高分子材料与工程日期: 二○一四年十月十二日甲醛概述甲醛是一种有广泛用途、简单的生产工艺、充足的原料供应的大众化工产品，甲醛的用途有合成树脂、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，甲醛是甲醇下游产品中的主干，世界年产量为2500万吨左右，30%左右的甲醇都用来生产甲醛。

甲醛是一种浓度较低的水溶液，从经济角度的方面是不便于远距离运输的，所以厂址大多在主消费市场附近，进出口贸易也极少。

第1节甲醛概况工业甲醛是含甲醛３７～５５％（重量）的水溶液，是以甲醇为原料生产的一种重要的基本化工原料产品，在世界基础有机化工原料中，它是一种很重要的大宗化工产品。

作为有机化工原料，甲醛主要用于生产热固性树脂，以及丁二醇、ＭＤＩ（甲苯二异氰酸酯）和聚甲醛等有机化工产品。

广泛应用于化工、医药、纺织、木材加工等行业，其中最大用途是用于制造粘合剂而使用于木材加工和家具生产。

根据专家对未来的预测，甲醛下游产品的开发会进一步促进甲醛工业的发展。

O)是无色、具有强烈气味的刺激气体，略重于空气,易溶于水，其甲醛（CH235%〜40%的水溶液通称福尔马林，此溶液沸点为19℃。

甲醛是一种挥发性有机化合物，是室内环境的主要污染物之一，污染源多，污染浓度也较高。

甲醛是一种原浆毒物，能与蛋白质结合。

人吸入高浓度甲醛后，会出现呼吸道严重刺激、水肿、眼睛痛、头痛，也可发生支气管哮喘。

皮肤直接接触甲醛，可引起皮炎、色斑、坏死。

经常吸入少量的甲醛，能引起慢性中毒，出现粘膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛等。

全身症状有头痛、乏力、胃纳差、心悸、失眠、体重减轻以及植物神经紊乱等。

多聚甲醛的生产工艺及技术进展2.1 多聚甲醛生产工艺2.1.1 甲醛聚合原理甲醛水溶液在长期存放或浓缩操作过程中能发生聚合，生成多聚甲醛----白色粉状线性结构的聚合体。

生成的平衡反应受 H+浓度的影响较大，微量极性物质的存在，如酸、碱和水等都会加速聚合反应的进行。

温度也有影响，温度低时反应向生成聚合物的方向移动，温度升高时则向反向移动。

温度很高时甚至会完全解聚生成单体，尤其是有酸存在时加热更易使其解聚成气态甲醛单体。

目前工业上基本采用催化聚合的方法制备多聚甲醛。

通过加助剂，如碱（NaOH）、酸（H2SO4）、碱性碱土金属及其氧化物（MgO）、金属离子（铁、钴、镍金属）及其盐、胺类（二乙胺、三乙胺、三乙醇胺等）等等，可以促进甲醛迅速催化聚合.其中某些有机胺类能在多聚甲醛聚合度达到一定程度时封铸聚合物的端基，使残余的水游离出来，迅速蒸发干燥。

以胺为助剂甲醛聚合机理如下: …2.1.2 多聚甲醛生产工艺路线目前，国内外应用较成熟的多聚甲醛生产工艺路线主要有以下几种：2.1.2.1 真空耙式干燥器干燥制多聚甲醛…2.1.2.2 金属传送带干燥制多聚甲醛…2.1.2.3 喷雾法78-85%浓甲醛加助剂后，在干燥室 30-40℃惰性气体（N）条件下喷雾造粒2得到细颗粒、水溶性好、具有流动性的多聚甲醛。

要制得高含量多聚甲醛，可再转入流化床两段干燥，第一段控温 45-70℃可得醛含量 90-91%多聚甲醛；第二段控温 70-100℃强化干燥后醛含量达 95%以上。

喷雾干燥法干燥时间短，制得的多聚甲醛颗粒大小可调，具有流动性，操作灵活。

缺点：气固分离困难，细颗粒粉尘回收难，热效率不高，设备容积大。

2.1.2.4 共沸精馏法甲醛浓缩后的浓醛导入装有惰性有机液的反应釜，共沸脱水，最后过滤有沉淀的釜液，将固体干燥，蒸去低沸点有机液，可制得醛含量 91-99%的多聚甲醛产品。

共沸精馏法制备工艺尽管也可以制备较好的产品，由于共沸剂的种类、回收以及工艺放大等问题，目前只有少数厂家生产。

年产10万吨甲醛的生产工艺设计摘要甲醛作为为人熟知且用途广泛的基础化学品，一直以来都是人类化学生产工艺中不可或缺的部分。

本次设计主要通过银化法制备甲醛的生产工艺进行年产量十万吨的甲醛制备设计，通过对工艺技术的优化寻求最大利益效应的甲醛成品的生产。

最终得到主要为37％等浓度的不同甲醛产品以满足不同下游需求。

本次设计主要通过对目标的各类物料，热量衡算以及对生产工艺流程的各项设备的相关设计，其中也包括对车间的厂房的布置内容。

最后是对工艺的三废处理等问题进行研究。

综合经济考虑估算大致收益以得出该设计思路的可行性。

详细均在文中有述。

关键词：甲醛生产工艺；银化法；尾气循环法；铁钼法制甲醛；工艺优化第1章生产工艺1.1 生产工艺介绍在甲醛生产工艺技术中以甲醇作为主要的原料进行生产，其中又按催化剂的不同，对该技术分为银法和铁钼法两大不同的生产工艺。

其中银法甲醛生产工艺作为世家采用占达70%的工艺技术作为本次设计的主要研究对象，同时其工艺技术也较为成熟。

该方法主要由以下类型构成，如甲醛生产工艺、废气循环法、传统银法等等，其中，前者对本征控制技术的要求较高，在新兴工艺的范畴之内。

以原料配置工艺为例，包括空气、甲醛等等，其主要分为配制后蒸发、蒸发后配制等类型，两者之间存在显著差异。

从吸收层面来说，形式也呈现出多样化的特点，包括并流吸收、双塔吸收等等，步骤各不相同。

除此之外，站在装置的角度上，在余热利用过程中，随着利用形式的改变，工艺步骤也会产生相应的变化，可以有效避免能量浪费等现象。

1.2 银化甲醛工艺的对比（1）甲醇过量氧化法甲醇过 量氧化法就是银催化氧化法，在使用该方法的过程中，需要借助银网丝的功能实现催化的目的，从而确保甲醛含量达到要求，与此同时，反应温度也可以控制在六百摄氏度到七百二十摄氏度之间。

（2）空气过量氧化法该方法也具备铁钼催化氧化法的称呼，若甲醛没有达到标准，而空气含量已经超过既定要求，才会形成相应的化学反应。

醇氧化生产甲醛摘要该甲醇氧化生产甲醛的设计采用银催化剂的“甲醇过量法”也称“银催化法”制甲醛的工艺，甲醇氧化生产甲醛工艺的计算包括去除硫、氯等有害杂质、氧化脱氢工段进行设计计算，从最初的可能出现的过程到甲醛生产的开工和产品，其制造过程的资料信息，比如说设备参数，生产原材料的材料的介绍，花费消耗，物化性质都需要进行设计。

并且绘制了工艺流程图，设备布置图。

他们给出了过程的完整的技术描述。

说明书中对甲醛生产的过程的操作说明和设备设计给出了一步接一步的详细说明。

设计过程包括三个部分：即物料衡算、热量衡算、设备计算。

在物料衡算的基础上，对整个装置进行了能量衡算，并通过衡算得出了装置加热蒸气量，软水耗量，入网蒸气富余蒸气量以及吸收工段各塔自身的循环量和冷却水耗量。

其中对蒸发器、过热器、吸收塔、氧化器作了详细的热量衡算。

在物料衡算和热量衡算的基础上，对设备进行了选型，及经济分析核算，安全问题与市场消费情况进行一定程度的讨论。

第一章总述1.1概述1.1.1.甲醛的物理性质甲醛：福尔马林;Formalin; Methanal;Formaldehyde性质：气体的相对密度1.067（空气=1）。

液体的相对密度0.815(-20℃)。

熔点-92℃。

沸点-19.5℃。

易溶于水和乙醇。

水溶液的浓度最高可达55％，通常是40％，称作甲醛水，俗称福尔马林（formalin），是有刺激气味的无色液体。

保藏于冷处时，生成仲甲醛而变浑浊。

蒸发时也生成仲甲醛。

加入8%-12%甲醇，可防止聚合。

有强还原作用，特别是在碱性溶液中。

能燃烧。

蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限7%-73%（体积）。

着火温度约300℃。

1.1.2.甲醛的化学性质甲醛分子结构中存在羰基氧原子和2-氢原子，化学性质活泼，能与许多化合物进行反应，声称许多化学产品。

1加成反应有机溶剂中，甲醛能与单烯烃催化加成反应，生成二烯烃或者相应的醇类。

在碱性溶液中，甲醛与氰化氢加成反应生成乙腈醇，在HOCH2CN工业，用该反应制取氨基酸系列产品，俗称Mannich反应。

中国矿业大学银川学院本科毕业设计（2015 届）题目年产2.5万吨甲醛生产工艺设计系别化学工程系专业煤化工年级 11级2班学生姓名魏杰指导教师张霞年月日本设计为年产2.5万吨37%甲醛水溶液的生产工艺设计，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，同时对本装置安全生产与“三废”治理作了相关讨论。

关键词: 甲醛: 甲醇: 氧化: 工艺: 电解银:甲醛是重要的有机化工基础原料，是甲醇最重要的衍生物产品之一，甲醛的用途十分广泛，主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。

目前甲酴的生产均采用甲醇为原料，银催化剂，经空气氧化得到，其浓度为37%左右，其余为水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林，是常用的杀菌剂和防腐剂。

甲醛是脂肪族中的最简单的醛，化学性质十分活泼。

甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。

1868年，A.M.Hoffmann使用铂催化剂，用空气氧化甲醇合成了甲醛，并且确定了它的化学特性。

1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。

1910年，由于酚醛树脂的开发成功，使甲醛工业得到了迅猛的发展。

随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究，其生产工艺的日渐完善，对甲醛生产设备的要求也在不断提高。

工业甲醛生产典型的有机合成工艺，在我国已有近五十年的历史。

我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步，其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。

从我国甲醛的生产现状看，结合毕业实习的相关内容，此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。

在整个设计过程中，按照设计任务书的要求，对年产2.5万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算，对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算。

第一节甲醛生产工艺1.尾气循环工艺甲醛生产传统工艺由甲醇蒸发、混合气过热、过滤、阻火后，甲醇进行氧化、吸收，生产的甲醛浓度可达37%。

随着甲醛下游产品的开发和节能减排工作的开展，越来越多的企业希望把甲醛浓度提高，为此开发了尾气循环流程。

其目的用尾气代替水蒸气带热，减少配料蒸汽量。

由于系统中水份少了，甲醛浓度就可以大幅度提高至50%左右。

并且副产蒸汽量也得到了提高。

尾气循环法流程图2.低转化无醇工艺在传统的甲醇氧化生产中，甲醇氧化过程反应温度在650℃条件下进行，反应过程伴随着CO2、CO等副反应生成。

同时，成品甲醛中残留1%甲醇，这些都会增加甲醇的消耗。

低转化无醇工艺就是将反应温度降低，减少副反应生成，而未转化的甲醇通过精馏加以回收。

这样即降低甲醇消耗，又提高了甲醇浓度。

低转化无醇工艺流程图3.烟气循环工艺尾气中除了CO2、CO、CH4、CH2OH、CH2O外还有18-20%氢气，氢气在氧化时有还原作用，同时还会消耗甲醇生成CH4等副反应。

氢气存在还会抑制脱氢反应的进行，增加甲醇消耗量，因此我们开发了烟气循环工艺。

烟气主要成分是N2和CO2等惰性气体，甲醇转化时不参与反应，而且能抑制CO2、CO、CH4、HCOOH等生成：CO2能降至2.2-2.8%，CO能降至0.1-0.3%，CH4能降至0.1-0.2%，合计节约甲醇8-10kg/t。

同时烟气中含有5-10%过量氧气，能提高产量10-20%，副产蒸汽能提高10%，电耗下降4-6KW.h/t。

烟气循环工艺与其他工艺比较序号名称单位传统工艺尾气循环工艺低转化无醇工艺烟气循环工艺最新生产工艺1 质量甲醛% 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≤0.012 消耗甲醇Kg/t ≤450≤445≤440≤440≤440循环水t/t 70 50 60 50 50 电kwh/t 28 30 27-28 26 253 工艺指标氧醇比mol 0.38-0.41 0.38-0.45 0.35-0.38 0.38-0.43 0.38-0.41 氧温℃640-660 640-660 600-630 620-640 610-640 转化率低较好最低高高安全性好好好好好4 外供蒸汽Kg/t 330-350 400-500 330-400 500-600 500-7005 热量综合利用差较好较好好好6 投资较高高高较高低7 生产能力% 100 100 90 120 110烟气循环法流程图综上所述，烟气循环工艺各项指标均优于其他工艺，是值得推广的一项新工艺、新技术。

对苯二甲醛的工艺设计苯二甲醛是一种有机化合物，化学式为C8H6O2。

它是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于药物、染料和香料等领域。

下面我将以苯二甲醛的工艺设计为主题，详细讨论其生产过程。

一、苯二甲醛的合成反应苯二甲醛的合成反应一般采用苯乙炔和水合锰酸为原料，经过氧化、酸化和脱水等步骤得到产物。

具体反应如下：苯乙炔+ 水合锰酸→苯甲醛苯甲醛+ 二氧化碳→苯二甲醛这是苯二甲醛的主要合成路线，其反应过程需要控制温度、氧化剂和催化剂的选择，以及反应时间等因素。

二、合成过程的工艺设计1. 原料准备：苯乙炔和水合锰酸是苯二甲醛合成的关键原料。

苯乙炔可以通过乙炔与苯基化反应得到，水合锰酸则通过锰盐和水反应得到。

两种原料需要经过纯化和浓缩处理，以提高反应的效率和产物的纯度。

2. 氧化反应：将苯乙炔和水合锰酸按一定的摩尔比进行混合，然后加入氧化剂，如过氧化氢或高锰酸盐溶液。

反应中需要控制温度和搅拌速度，以促进反应的进行。

氧化反应可以在常压或一定压力下进行，具体的条件需根据实际情况进行调整。

3. 酸化反应：经过氧化反应后得到的苯甲醛需要进行酸化处理，将其转化为苯二甲醛。

酸化反应中常使用的酸包括硫酸、盐酸或磷酸等。

这一步反应需要控制酸的用量和反应时间，以避免过量酸的使用和产物的降解。

4. 脱水反应：酸化反应生成的苯二甲醛中含有一定的水，需要通过脱水反应将水分去除。

常用的脱水剂包括氯化亚砜、氢氧化钠或氢氧化钾等。

这一步反应的温度和反应时间需要控制得当，以确保完全脱水并使产物纯净。

5. 精馏和分离：经过前面的反应步骤，得到的苯二甲醛需要进行精馏和分离，以去除杂质并提高纯度。

具体的分离步骤包括常压或真空下的精馏和结晶。

根据产品的要求，可以使用不同的分离方法，如溶剂萃取或凝固分离等。

6. 产品收集和后处理：经过分离得到的苯二甲醛需要进行干燥和包装处理，以便储存和销售。

干燥时可采用自然风干或加热风干等方法。

包装时需注意密封性和防潮性，避免产品受潮和品质的降低。

多聚甲醛的生产工艺及技术进展杨明菊　王　亚(兖矿鲁南化肥厂,山东滕州,277527)摘 要 介绍了多聚甲醛的生产方法及助剂的研究进展。

关键词:多聚甲醛　生产工艺　助剂1　引言多聚甲醛(Paraformalclehyde)又称固体甲醛,是一类线型短链的聚氧甲撑二醇HO(C H2O)n H(式中的n=8—100)混合物,其中还含有少量水份和甲醇。

多聚甲醛为白色具可燃结晶性粉末或粒状、片状固体,分为低聚合度多聚甲醛和固体多聚甲醛两种类型。

由于固体多聚甲醛比低聚合度多聚甲醛的解聚度大,因此作为合成原料反应效果较差。

低聚合度多聚甲醛纯度高、水溶性好、解聚完全、产品疏松及颗粒均匀,因此替代了工业甲醛包装要求高、储存稳定性差、运输不便等缺点,是工业甲醛极好的替代品。

主要用于以下几方面:(1)农药:合成乙草胺、丁草胺和草甘磷。

(2)涂料:合成高档汽车用漆。

(3)树脂:合成树脂(人造角制品或人造象牙),合成纸张增强剂。

(4)制药工业:用于维生素A的合成,及避孕乳膏的有效成分。

(5)铸造:翻砂脱膜剂,合成铸造粘合剂。

(6)养殖业:熏蒸消毒剂、杀菌剂和杀虫剂。

此外,还用于香料、显影药剂、乙烯树脂软化剂等各种助剂的合成。

2多聚甲醛生产工艺路线目前,国内外应用较成熟的多聚甲醛生产工艺路线主要有以下几种:真空耙式干燥器干燥制多聚甲醛、金属传送带干燥制多聚甲醛、喷雾法、共沸精馏法等,每一种方法都各有千秋,是生产企业、专家们历经多年研究改进的结果。

2.1多聚甲醛工艺研究进展20世纪初到20年代末多聚甲醛制备基本是由甲醇银催化氧化得到的产物气经水洗吸收后的甲醛溶液,经过冷却结晶、沉淀分离,最后过滤得60%左右的多聚甲醛,产品成粘稠糊状,醛含量低、收率低,并且有大量稀醛排放。

30年代Otto Fuchs和Erich Naujoks等研究在低浓度甲醛溶液中加入辅助溶剂(乙酸乙酯或二氯乙烷)共沸脱水浓缩甲醛制备多聚甲醛,最早提出了制备PF的共沸精馏工艺,但是存在共沸剂脱水效率不高,与母液部分互溶,回收再利用率不高等问题。

甲氧基苯甲醛是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于医药、农药、染料和化妆品等领域。

其合成工艺的研究对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。

本文旨在对甲氧基苯甲醛的催化合成工艺进行研究，以期找到最优的合成路线。

一、甲氧基苯甲醛的合成方法甲氧基苯甲醛的合成方法有多种，其中比较常用的包括氧化法、醛缩法和芳香硝化法等。

这些方法各有优缺点，需要根据具体情况选择适合的合成路线。

1. 氧化法氧化法是利用氧化剂将对甲苯氧化为甲醛，再通过乙醇和乙酸乙酯将其转化为甲氧基苯甲醛。

氧化法合成工艺简单，但是氧化剂选择和反应条件的控制是关键。

2. 醛缩法醛缩法是将对甲醛与甲醇在催化剂的作用下缩合生成甲氧基苯甲醛。

醛缩法合成工艺对催化剂的选择和反应条件的控制都有一定要求。

3. 芳香硝化法芳香硝化法是利用硫酸和硝酸将对甲苯硝化为硝基苯，再还原生成甲氧基苯甲醛。

这种方法的优点是反应产物纯度高，但是硝化反应的条件和还原反应的选择都是难点。

二、催化合成工艺的研究在以上合成方法中，催化合成工艺是目前比较受关注的研究方向。

下面将对此进行讨论。

1. 催化剂的选择在催化合成甲氧基苯甲醛的过程中，催化剂的选择对于反应的速率和产物的选择性起着至关重要的作用。

目前研究中常用的催化剂包括金属催化剂、复合催化剂和生物催化剂等。

针对不同的合成方法，选择适合的催化剂至关重要。

2. 反应条件的优化除了催化剂的选择外，反应条件的优化也是催化合成工艺研究的重点之一。

包括反应温度、反应时间、反应溶剂等都需要经过严格的优化，以保证反应的高效进行和产物的高纯度。

3. 反应机理的研究在催化合成甲氧基苯甲醛的过程中，了解反应的机理对于优化反应条件和提高产率具有重要意义。

通过实验和理论研究，深入了解反应的机理，有助于提高对催化反应的控制和指导合成工艺的改进。

三、研究展望甲氧基苯甲醛催化合成工艺的研究是一个综合性的课题，需要涉及多个学科的知识。

当前的研究工作主要集中在提高催化合成的效率和选择性，降低生产成本，减少环境影响等方面。