甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
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甲醇制甲醛工艺流程
甲醇制甲醛是一种重要的化工工艺,对于甲醇这种常用的工业原料进行加工,可以得到甲醛这种有广泛应用的化工产品。
下面我将详细介绍甲醇制甲醛的工艺流程。
甲醇制甲醛的工艺流程主要包括甲醇蒸汽与空气的氧化反应、冷却凝结、分离与净化、回收利用等几个步骤。
首先,将甲醇和空气以一定比例混合,并送入氧化炉中进行氧化反应。
在氧化炉中,甲醇与空气发生反应生成一氧化碳和二氧化碳,同时伴随有部分甲醇氧化为甲醛。
然后,将氧化生成的混合气体通过冷却器进行冷却。
在冷却过程中,混合气体中的水蒸气逐渐冷凝为液体水,并与甲醛、一氧化碳、二氧化碳等组分一起形成液相。
接着,将冷凝后的液体通过分离器进行分离。
在分离器中,由于甲醛、一氧化碳和二氧化碳的沸点差异较大,可以通过升温使甲醛质量流出,并顺便将其中的一氧化碳和二氧化碳一起除去。
最后,将分离出的甲醛进行净化处理。
在净化过程中,主要是将其中的杂质如酸、酮等进行去除,以确保甲醛产品的纯度。
以上是甲醇制甲醛的主要工艺流程。
需要特别强调的是,在工艺流程中要合理控制各个步骤的操作条件,以达到最佳的反应效果和产品质量。
此外,在甲醛制备过程中,产生的废气和废
水应该进行处理和回收利用,以减少对环境的污染。
总而言之,甲醇制甲醛是一个较为复杂的化工过程,需要进行多个步骤的反应、分离和净化处理。
只有通过科学合理的工艺流程,才能得到高质量的甲醛产品。
值得注意的是,在进行该工艺时,要时刻关注安全生产,并合理处理产生的废气和废水,以保护环境。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于 6.7 %) , 即在含有过量空气的情况下操作 ,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化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 、HCOOH 、HCOOCH3 等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O+156.557 KJ/molCH3OH =CH2O+H2-85.270 KJ/molH2+1/2 O2= H2O+241.827 KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O+393.009 KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O+675.998 KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH+246.73 KJ/molHCOOH=CO+H2O-10.278 KJ/mol2工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
甲醇计量高位槽过滤蒸发加热阻火器空气过滤罗茨风机氢气输送过滤废气锅炉尾气包装计量成品甲醛喷淋吸收冷却余热锅炉氧化脱氢图 1简单工艺流程图2.1 原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性2.2 蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
1.原理:
CH3OH+1/2O2→HCHO+H2O
2.工艺流程:
(1)氧化反应:
氧化反应是甲醇氧化制甲醛的关键步骤。
该反应通常在高温和低压条件下进行。
甲醇与氧气在催化剂的作用下发生氧化反应,生成甲醛和水。
催化剂一般采用金属氧化物,如二氧化铅或配制的贵金属催化剂等。
(2)脱水:
氧化反应生成的产物中含有大量的水,需要通过脱水处理来提高甲醛的浓度。
脱水一般通过多级脱水塔完成,其中使用具有亲水性的脱水剂,如硫酸等。
(3)精馏:
脱水后的甲醛溶液还含有少量的水和其他杂质,在精馏过程中,通过控制温度和压力的变化,将甲醛从其他成分中分离出来。
精馏过程通常采用多级精馏塔,通过温度梯度分离甲醛和其他组分。
3.工艺特点:
(1)节能环保:该工艺的催化剂一般采用金属氧化物,具有高效催化作用,可以在相对较低的温度和压力下完成反应,降低能耗。
同时,该过程不需要添加任何其他外源能源,节约能源资源。
此外,该工艺生成的废水中含有较少的有害物质,具有较好的环保性。
(2)原料广泛:甲醇是世界上产量很大且价格较低的一种化工原料,可以通过多种途径获得,如煤气化、天然气处理、石油加工等,因此原料供应广泛可靠。
(3)产物多样:甲醛是一种重要的有机合成原料,可用于制备多种有机化学品,如树脂、医药中间体、颜料、染料等。
同时,甲醛还可以通过进一步的反应转化为甲醇、甲硫醇等其他有机化合物。
综上所述,甲醇氧化制甲醛工艺是一种节能环保、原料广泛、产物多样的化工工艺,具有重要的应用价值。
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。
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。
甲醛操作规程一、甲醛生产工艺流程简述:●甲醇为生产甲醛的原料,含量一般为98%以上,液态。
甲醇由库存的甲醇大罐,经甲醇进出料泵至甲醇中间计量槽。
计量槽经甲醇泵到调节阀、转子流量计进入蒸发器。
蒸发甲醇是用蒸汽加热到甲醇再沸器使甲醇气化。
此加热需要控制甲醇蒸发器液位,甲醇蒸汽压力温度。
气化后的甲醇经孔板流量计计量后进入混合器。
●空气为反应中氧气的来源,氧气占空气为21%。
此工序需控制空气流量,空气由空气过滤器经罗茨鼓风机,变频器控制水洗塔过滤到孔板流量计、空气预热器后进入混合器。
●配料蒸汽由氧化炉及尾锅炉循环汽包通过分层蒸汽调节阀进入蒸汽分配器,经蒸汽过滤器孔板流量计后进入混合器。
配料蒸汽的作用为移走反应热,同时扩大甲醇在空气中的爆炸极限,起到安全生产,控制反应温度的作用。
●尾气为吸收塔未吸收的气体,主要成份为N2、H2、O2、CO2、CO及未吸收的甲醛、甲醇。
尾气由2#吸收塔顶来,一部分经尾气水封进入尾气锅炉燃烧产生蒸汽,一部分经尾气气液分离器到尾气罗茨鼓风机经变频器升压,尾气预热器及孔板流量计计量后进入混合器。
循环尾气的作用:同配料蒸汽,通过反应器中增加尾气减少配料蒸汽,可以提高甲醛浓度,生产浓甲醛。
●甲醇、配料蒸汽、空气和尾气混合气体经混合预热器加热到120℃左右(目的为防止液体进入银层)经混合气体过滤器进入氧化器,在600~670℃电解银催化剂作用下转化为甲醛气体。
氧化器下段为废热锅炉段,高温甲醛在此急冷至140℃左右进入1#吸收塔,废热锅炉产生蒸汽至蒸汽分配器。
●含甲醛的混合气体是经过吸收塔来吸收的,吸收塔装有填料和泡罩。
气体与吸收液相对流动,即气体由下往上,吸收物液由上而下,使汽液能够充分接触,气体溶解至液体中。
自1#吸收塔底部出来的甲醛液经循环泵、板式换热器冷却,一部分打至塔顶作自身循环,另一部分作为成品经调节阀进入甲醛中间计量槽。
塔中未吸收的气体进入2#吸收塔底部,一部分打至塔中作自身循环,一部分通过转子流量计控制到1#吸收塔作为浓度的调配,塔中未吸收的气体进入2#吸收塔顶部循环,如循环液不够用软水经过调节阀、转子流量计自动/手动补充至塔顶。
甲醇制甲醛工艺甲醛是一种重要的有机化学品,广泛应用于建筑材料、纺织品、化妆品、医药、涂料等行业。
传统的甲醛制备工艺是从甲烷气相氧化反应中获得,但这种工艺存在能源消耗大、环境污染严重等问题。
因此,研发一种高效、环保的甲醛制备工艺显得尤为重要。
本文将介绍以甲醇为原料制备甲醛的工艺。
一、甲醇制甲醛工艺原理甲醛制备的主要原理是甲醇脱氢反应,即将甲醇中的一个羟基(-OH)和一个氢原子(H)分别脱离,生成甲醛和水。
该反应的化学方程式如下:CH3OH → HCHO + H2O甲醛制备的反应需要催化剂的作用。
常用的催化剂是银、铜、金等贵金属催化剂,其中银催化剂效果最好,反应速率最快。
银催化剂的种类有氧化银、氧化银和氧化钙等,其中以氧化银为最常用的催化剂。
甲醛制备的工艺流程一般分为以下几个步骤:1. 精制甲醇:将原料甲醇进行精制,去除其中的杂质和水分,以提高反应效率。
2. 催化反应:将精制后的甲醇和氧化银催化剂加入反应釜中,进行反应。
反应釜中需要控制反应温度、反应时间和压力等反应条件,以保证反应效率和产物纯度。
3. 分离甲醛:反应结束后,将产生的甲醛和水分离,得到纯净的甲醛。
4. 处理废气:甲醛制备过程中会产生一定的废气,需要进行处理,以减少对环境的影响。
三、甲醛制备工艺的优缺点与传统的甲醛制备工艺相比,以甲醇制备甲醛的工艺具有以下优点:1. 能源消耗低:甲醛制备过程中不需要使用高温高压条件,能源消耗较少。
2. 环保:甲醇制备甲醛的过程中,产生的废气和废水较少,对环境污染较小。
3. 原料成本低:甲醇是一种常用的化学原料,价格相对较低,能够降低甲醛制备工艺的成本。
但是,该工艺也存在以下缺点:1. 催化剂成本高:甲醛制备过程中需要使用贵金属催化剂,成本较高。
2. 反应过程中产生废水:甲醛制备过程中会产生一定的废水,需要进行处理,增加了生产成本。
四、总结以甲醇制备甲醛的工艺具有能源消耗低、环保、原料成本低等优点,但其催化剂成本高、反应过程中产生废水等缺点也需要被重视。
甲醛操作规程(总13页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除甲醛生产操作规程?1.工艺简述甲醇在催化剂的作用下,在一定条件下,通过部分氧化,部分脱氢的途径转化为甲醛.具体步骤如下:甲醇经甲醇泵送至甲醇中间计量槽。
计量槽甲醇经过滤后再次用泵进入蒸发器和再沸器。
蒸发器和再沸器内甲醇经加热气化,气化后的甲醇经孔板流量计计量后进入混合器。
空气由空气过滤器吸入,经罗茨鼓风机送出(变频器控制流量),有孔板流量计计量、再经空气预热器加热后进入混合器。
配料蒸汽由氧化炉及尾锅炉循环汽包通过分层蒸汽调节阀进入蒸汽分配器,经蒸汽过滤器、孔板流量计计量后进入混合器。
尾气为吸收塔末排出的气体,尾气一部分经尾气水封器进入尾气锅炉燃烧产生蒸汽,另一部分经尾气气液分离器到尾气罗茨鼓风机(变频器控制流量)升压,再经尾气预热器加热及孔板流量计计量后进入混合器。
循环尾气投入的作用:生产浓甲醛。
甲醇、配料蒸汽、空气和尾气四元混合气体经混合器加热到100℃左右(目的为防止液体进入银层)再经混合气体过滤器以进一步清除四元气中夹带的杂质进入氧化器,在600~650℃电解银催化剂作用下,经氧化、脱氢反应,生成甲醛等气体。
该高温气体在氧化器废热锅炉段急冷至180℃左右,形成气、液混合体进入1#吸收塔,废热锅炉产生蒸汽至蒸汽分配器。
含甲醛的混合气体有吸收塔来吸收的,吸收塔装有填料和泡罩。
吸收塔底部的甲醛水溶液大部分经循环泵、板式换热器冷却至塔顶作自身循环吸收液,未吸收的气体与吸收液相对流动,即气体由下往上,吸收物液由上而下,使汽液能够充分接触,气体溶解至液体中。
另一部分作为成品经调节阀进入甲醛中间计量槽。
塔中未吸收的气体进入2#吸收塔继续吸收。
2#吸收塔底部淡甲醛水溶液,一部分打至塔中作自身循环吸收液,一部分通过转子流量计控制到1#吸收塔作为浓度的调配液。
2#吸收塔中未吸收的气体作尾气排出。
甲醛的生产工艺甲醛是一种常见的有机化学物质,广泛应用于家具、建筑材料、纺织品和化妆品等领域。
甲醛的生产工艺主要分为甲醇催化氧化法和乙烯氧化法两种。
下面将分别介绍这两种生产工艺的过程。
甲醉催化氧化法是一种常用的甲醛生产工艺。
首先,通过高温和高压下的甲醇催化氧化反应,将甲醇转化为甲醛。
催化剂通常采用银、铜、锌等金属,通过气体相催化反应进行。
这一过程产生的甲醛蒸汽经过冷凝器冷却,得到液态甲醛。
甲醇催化氧化法的主要步骤如下:1. 提纯甲醇:通过蒸馏和其他化学处理方法将甲醇从原料中提取和提纯。
2. 催化剂处理:用氢气将催化剂还原为活性金属,并将其吸附到载体上。
3. 催化反应:将提纯的甲醇与空气在高温和高压下通入反应器,通过催化剂的作用将其转化为甲醛。
4. 冷却和分离:将反应产生的甲醛蒸汽通过冷凝器冷却成液态,与副产物水分离。
5. 提纯和脱水:通过减压蒸馏等方法将液态甲醛中的杂质去除,并进行脱水,提高甲醛的纯度。
另一种甲醛的生产工艺是乙烯氧化法。
乙烯氧化法是通过将乙烯气体在催化剂的作用下进行氧化反应,生成甲醛。
乙烯氧化法的主要步骤如下:1. 乙烯制备:通过裂解等方法将煤油或天然气中的油页岩分解为乙烯气体。
2. 催化剂处理:将催化剂填充到气体床或其他反应装置中,使其与乙烯接触。
3. 氧化反应:将乙烯气体与空气在高温和高压下通入反应装置,通过催化剂的作用将其氧化为甲醛。
4. 冷却和分离:将反应产生的甲醛蒸汽通过冷凝器冷却成液态,与副产物分离。
5. 提纯和脱水:通过减压蒸馏等方法将液态甲醛中的杂质去除,并进行脱水,提高甲醛的纯度。
以上是甲醛的两种常见生产工艺。
随着环境保护意识的提高,甲醛生产工艺也在不断优化,减少对环境的影响。
同时,相关行业也在研发和应用替代品,以减少甲醛在产品中的使用。
这些努力有助于降低甲醛对人体和环境的潜在风险。
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。
生产甲醛工艺流程
《生产甲醛工艺流程》
甲醛是一种重要的化工原料,也是许多日常用品的生产原料,如胶合板、涂料、树脂等。
甲醛的生产工艺流程通常包括以下步骤:
1. 甲醇氧化:首先,甲醇和空气在高温下进行氧化反应,生成一氧化碳和水蒸气。
这个过程需要在特定的催化剂作用下才能进行,通常选择铜或铜基催化剂。
2. 一氧化碳氧化:一氧化碳和空气继续反应,在适当的温度和压力下,结合水蒸气再次进行氧化反应,生成二氧化碳和热量。
3. 甲醛分离:在反应生成的气体中,甲醛被捕获并分离出来,在这个过程中通常使用冷却和凝结的方法。
分离出来的甲醛需要通过进一步的净化和提纯,以满足各种生产需求。
在整个工艺流程中,需要确保原料的纯度和催化剂的效力,同时控制反应的温度和压力,以保证甲醛的产量和质量。
此外,废气的处理也是一个重要环节,需要采用符合环保要求的技术手段来处理产生的有害气体。
总之,甲醛的生产工艺流程涉及多个环节和技术,需要进行严格的控制和管理,以确保产品质量和环保标准。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程The manuscript was revised on the evening of 2021甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于 %) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化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、HCOOH、HCOOCH3等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O + KJ/molCH3OH =CH2O+H2 KJ/molH2+1/2 O2= H2O + KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O + KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O + KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH + KJ/molHCOOH=CO+H2O KJ/mol2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
图1 简单工艺流程图原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
铁钼法甲醇氧化制甲醛工艺与过程控制研究本文主要分析了铁钼法甲醇氧化制甲醛的工艺,阐述了铁钼法甲醇氧化制甲醛的过程控制,最后总结了该工艺在实际运行中存在的问题和解决办法,旨在实现对铁钼法甲醇氧化制甲醛工艺的最佳控制,确保系统的稳定安全运行。
标签:铁钼法;甲醇;氧化;甲醛;工艺;过程控制1 铁钼法甲醇氧化制甲醛的工艺研究1.1 流程铁钼法甲醇氧化制甲醛的工艺流程,如图1所示:1.2 系统运行的问题和解决方法1.2.1 蒸汽方面蒸汽系统的问题主要在于蒸汽的波动性带来的不稳定压力。
一般来说利用铁钼法能够产生所需的蒸汽和外供蒸汽。
而在用外供蒸汽时,存在一定的不确定性,波动较大,这会影响汽包内的压力变化。
汽包内的压力的变化和甲醇反应器具有密切联系,甚至可以说甲醇反应器是否安全稳定是由汽包内的压力波动决定的,所以如果汽包内的压力不够稳定,那么会直接导致甲醇反应器的运行不稳定。
为了有效解决这个问题,可以在汽包外的压力输送管线上设置调节开关,从而提高稳定性,确保系统正常运行。
1.2.2 风机方面原有的风机系统运行所采用的是三台串联的离心鼓风机,其中两台为大型,另一台为中型。
由于三台离心鼓风机的型号差异,而中型离心鼓风机的转速要比大型风机快的多,因此在系统运行时,三台风机的转速难以实现统一,结果系统在巨大振动的情况下运行,导致系统的使用年限大大缩减。
经改良,决定使用两台串联的風机,并且都是大型的,这样一来,两台风机的转速保持一致,不仅不会产生严重的振动,而且还能够提高风机的运行速率,确保系统能够处于完全稳定和正常的状态。
1.2.3 尾气处理方面系统的尾气处理主要通过两个结构的合作来完成,一是催化转化反应器,另一个是风机。
尾气中所包含的成分有氮气、氧气、CO2、CO以及极少的甲醛等,这些化学物质的热量都不高,尾气的温度也小于24℃,为了催化转化反应器能够对尾气进行有效处理,必须将电阻丝连续加热,让反应器的温度保持在至少400℃,但是这样一来就会消耗大量的电能。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于6.7 %) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化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、HCOOH、HCOOCH3等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O +156.557 KJ/molCH3OH =CH2O+H2 -85.270 KJ/molH2+1/2 O2= H2O +241.827 KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O +393.009 KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O +675.998 KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH +246.73 KJ/molHCOOH=CO+H2O -10.278 KJ/mol2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
图1 简单工艺流程图2.1原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性2.2蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
工艺上甲醛的工艺流程甲醛的生产工艺流程主要有蒸汽法、气相法和液相法。
1. 蒸汽法:该方法是将甲醇蒸汽加热至适宜温度,在催化剂的作用下发生氧化反应生成甲醛。
具体工艺流程如下:甲醇(CH3OH) + ½O2 →HCHO + H2O1)甲醇的净化:进料甲醇需要经过净化处理,除去其中的杂质。
2)催化剂制备:将活性材料(如金属氧化物)被载于具有较大比表面积的材料(如α-铝2O3),制成块状或颗粒状催化剂。
3)催化反应:将甲醇和空气以一定比例加入蒸汽炉中,经过加热、蒸发、氧化反应后,甲醛蒸汽与炉内内壁上的催化剂催化反应生成甲醛。
4)甲醛分离:将蒸汽中的甲醛冷凝为液体,通过凝结、分离、提纯等工艺步骤得到甲醛产品。
2. 气相法:气相法是将甲烷等碳氢化合物与氧气在催化剂的作用下发生氧化反应生成甲醛。
具体工艺流程如下:CH4 + 3/2O2 →HCHO + 2H2O1)原料气体的预处理:将甲烷与氧气以一定比例混合,并经过净化处理,除去其中的杂质。
2)催化剂制备:将活性材料(如金属氧化物、氧酸盐等)被载于具有较大比表面积的材料(如α-铝2O3),制成颗粒状催化剂。
3)催化反应:将混合气体加入反应器中,在催化剂的催化作用下,甲烷和氧气发生氧化反应生成甲醛。
4)甲醛分离:将反应产物中的甲醛分离、提纯得到甲醛产品。
3. 液相法:液相法是将甲醇与氧气在溶剂中发生氧化反应生成甲醛。
具体工艺流程如下:甲醇+ ½O2 →HCHO + H2O1)催化剂制备:将活性材料(如金属氧化物、氧酸盐等)制备成粉末状催化剂。
2)反应溶液的配置:将甲醇与溶剂混合,并加入催化剂。
3)催化反应:在一定温度、压力条件下,将混合溶液加热至适宜温度,通过氧化反应生成甲醛。
4)甲醛分离:将反应产物中的甲醛分离、提纯得到甲醛产品。
以上是甲醛的生产工艺流程,具体的工艺参数和条件可根据实际生产需要进行调整。
铁钼法甲醇氧化制甲醛工艺探讨工业生产中的甲醛是一种常见并基本的原料,特别是在化工生产中广泛使用,主要通过甲醇氧化脱氢生产甲醛。
就目前情况来看,很多甲醇都是通过甲醛生产所得,基于甲醛的下游产品达到上百种,通常制成化工产品或作为还原剂、杀虫剂进行使用,因此做好甲醇氧化制甲醛工艺研究工作具有重要的现实意义。
标签:铁钼法;甲醇;氧化;甲醛;工艺1、铁钼法甲醇氧化制甲醛生产工艺流程含量大于99.5%的精甲醇经甲醇泵送人甲醇蒸发器,蒸发器的热量由蒸汽包内的饱和水蒸气供应,被汽化后的甲醇进入气体冷却器(列管式换热器)的壳侧,与由鼓风机送入的新鲜空气和部分循环的吸收塔尾气相混合,混合气在气体冷却器内与反应后的高温气体换热,然后进入甲醇反应器,反应器内催化剂床层的温度由反应器的列管间隙内高速流动的导热熔盐维持,导热熔盐温度由位于反应器中心的蛇型盘管换热器内的脱盐水汽化带走热量维持,脱盐水由高压补水泵供应,产生的中压蒸汽通往汽包,汽包内的蒸汽一部分输送到甲醇蒸发器,其余作为外供蒸汽。
由甲醇反应器反应后的高温混合气进入废热回收锅炉(翅片式换热器),废热回收锅炉内产生的中压蒸汽通往汽包,降温后的高温混合气进入气体冷却器继续冷却,然后混合气进入浓甲醛洗涤器被不断循环的高浓度甲醛溶液吸收,被吸收后的含较低浓度甲醛的混合气进入吸收塔系统。
该工艺通过调节吸收塔顶部脱盐水的加入量,可以在吸收塔底部的高浓度甲醛洗涤器—侧采出浓度超过55%的浓甲醛溶液,用于多聚甲醛、聚甲醛等下游产品的生产,同时在吸收塔的另一侧采出浓度为37%的甲醛溶液。
2、铁钼法甲醇氧化制甲醛生产运行中的问题和改进策略2.1蒸汽方面蒸汽系统的问题主要在于蒸汽的波动性带来的不稳定压力。
一般来说利用铁钼法能够产生所需的蒸汽和外供蒸汽。
而在用外供蒸汽时,存在一定的不确定性,波动较大,这会影响汽包内的压力变化。
汽包内的压力的变化和甲醇反应器具有密切联系,甚至可以说甲醇反应器是否安全稳定是由汽包内的压力波动决定的,所以如果汽包内的压力不够稳定,那么会直接导致甲醇反应器的运行不稳定。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程1.反应原理制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法。
采用甲醇空气氧化法生产甲醛,主要有两种不同的工艺,其一是以电解银,浮石银为催化剂的银法工艺,使用这种方法时,甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限(36 %) ,即在甲醇过量的情况下操作,由于反应氧化不足,反应温度较高,有脱氢反应同时发生,所以又称之为氧化—脱氢工艺。
其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺,此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限(小于 %) ,即在含有过量空气的情况下操作,由于空气过剩,甲醇几乎全部被氧化,所以又称此法为纯粹的氧化工艺。
国内普遍采用的“银催化法”。
银催化氧化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、HCOOH、HCOOCH3等,在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇。
主反应:CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O + KJ/molCH3OH =CH2O+H2 KJ/molH2+1/2 O2= H2O + KJ/mol副反应:CH3OH+O2=CO+2H2O + KJ/molCH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O + KJ/molCH3OH+1/2O2=HCOOH + KJ/molHCOOH=CO+H2O KJ/mol2 工艺流程甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气,氧化反应,吸收,尾气燃烧及余热回收。
图1 简单工艺流程图原料工序本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送,保证生产的连续性和安全性蒸发工序本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备,即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气(生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽),在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态,同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气,为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽(或尾气)以导走多余的反应热。
甲醇氧化制甲醛原理及工艺流程
1.反应原理
制备甲醛的工艺主要有甲醇空气氧化法、烃类直接氧化法和二甲醚催化氧化法、以液化石油气为原料非催化氧化法..
采用甲醇空气氧化法生产甲醛;主要有两种不同的工艺;其一是以电
解银;浮石银为催化剂的银法工艺;使用这种方法时;甲醇在原料混合气中的操作浓度高于爆炸区上限36 % ;即在甲醇过量的情况下操作;由于反应氧化不足;反应温度较高;有脱氢反应同时发生;所以又称之为氧化—脱氢工艺..其二是以Fe2O3 - MoO 作为催化剂的铁法工艺;此法是在空气—甲醇混合气中甲醇浓度低于爆炸区的下限小于6.7 % ;即在含有过量空气的情况下操作;由于空气过剩;甲醇几乎全部被氧化;所以又称此法为纯粹的氧化工艺..国内普遍采用的“银催化法”..
银催化氧化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、HCOOH、HCOOCH3等;在产品甲醛中含有少量未反应的甲醇..
主反应:
CH3OH+1/2O2=CH2O+H2O +156.557 KJ/mol
CH3OH =CH2O+H2 -85.270 KJ/mol
H2+1/2 O2= H2O +241.827 KJ/mol
副反应:
CH3OH+O2=CO+2H2O +393.009 KJ/mol
CH3OH+3/2O2=CO2+2 H2O +675.998 KJ/mol
CH3OH+1/2O2=HCOOH +246.73 KJ/mol
HCOOH=CO+H2O -10.278 KJ/mol
2 工艺流程
甲醛生产工艺由以下工序组成:配制原料混合气;氧化反应;吸收;尾气燃烧及余热回收..
图1 简单工艺流程图
2.1原料工序
本工序的任务是负责原料甲醇和空气的稳定输送;保证生产的连续性和安全性
2.2蒸发工序
本工序的任务是负责甲醇的蒸发和原料气的制备;即制备能满足工艺要求的甲醇蒸汽、空气、水蒸汽三元混合原料气生产高浓度甲醛时用尾气取代部分水蒸汽;在这里液态甲醇用蒸发方式转为气态;同时通入一定量的空气以供应反应所需要的氧气;为维持反应温度还混入一定量的水蒸汽或尾
气以导走多余的反应热..
2.3过热、阻火、净化工序
本工序的任务是使三元混合原料气过热以保持气态;防止冷凝;并通过过滤、净化为下道工序作好准备..阻火目的为防止回火;以保证蒸发器的安全..
2.4 氧化工序
本工序的任务是负责将原料甲醇转化为甲醛;是生产的关键工序..影响转化的主要因素有:
1反应温度
主反应中的氧化反应系放热反应;因此升温对反应不利;但即使在高温下;氧化反应的平衡常数仍很大;反应几乎仍可进行到底;甲醇氧化反应在200•℃以上各种温度范围内都可进行..而主反应中的脱氢反应系吸热反应;因此升温对反应有利;随着温度的升高;甲醇脱氢反应的平衡转化率增大;但在627℃以后再升高温度;平衡转化率增大已不十分显着..•另外;从反应温度对反应速度的关系看;随着反应温度的升高反应速度将迅速加快;因此选择较高的反应温度对脱氢反应较为有利..但温度也不能太高;太高则消耗甲醇的副反应也会加剧;电解银催化剂的熔结现象也会加重;使其活性受到影响..所以;在一定条件下;反应温度还取决于催化剂的活性和热稳定性..
因此;综合以上因素;结合本系统的条件反应温度一般选择在610--650℃为宜..
2氧醇比
从生成甲醛的反应式可见;增加氧量无论对氧化反应还是对脱氢反应都有利;但如氧量太多;则对生成碳氧化物的副反应也有利..同时氧醇比的大小还涉及生产的安全性;银法生产甲醛是在甲醇的爆炸范围的上限以上进行;即在甲醇过量空气不足情况下进行生产..因此;正常生产时;在足够量的水蒸气存在下;氧醇比一般取0.38─0.42..
3配料浓度
配料浓度中的水大部分来自水蒸气;水蒸气起维持反应温度的作用..适当增大原料气中水蒸气的量;有可能提高氧醇比;使反应在较低的温度下进行时;仍得到满意的转化效果..但水蒸气量不能太大;太大将影响吸收效果..
4空速
空速即单位时间、单位体积催化剂上所通过的标准状态下的原料气体积数..空速的大小决定原料气在催化剂层的停留时间..
一般空速高生产能力大;有利于抑制副反应..但如果空速太大则原料气在催化剂层的停留时间太短;减少了原料气与催化剂的接触机会;反应不完全;产率将反而下降..空速太小则原料气在催化剂层的停留时间太长;会增加副反应..
一般银法的停留时间取0.02~0﹒005s..既空速为180000~720000..
甲醛在高温下很不稳定;易分解成一氧化碳和氢气;故需将生成物急速冷却..
2.5吸收工序
本工序任务是用水将气态甲醛尽可能多地吸收下来;以制成37~48%
甲醛水溶液..
影响吸收的主要因素
1温度
• 一般地讲气体分子动能较大;使其溶解在液体里必须减小它的动能;将其一部分热量带走;同时甲醛溶解于水的过程是一个放热过程;降低温度对吸收有利..但是吸收温度也不能太低;因甲醛在低温度时易聚合;因此;必须适当控制吸收温度..
2气速
操作气速是影响塔生产能力和吸收能力的一个重要因素..甲醛的溶解度较大;因此吸收过程的总阻力主要为气相一侧的阻力;吸收速率主要受气相一侧的阻力所控制;即甲醛的吸收是气膜控制;所以塔内的实际操作气速在可能的条件下尽量取大..对填料塔而言;一般气体空塔速度取0.2─ 1.5米/秒..
3喷淋密度
为使吸收能顺利地进行;必须在填料塔内能足够地润湿填料的表面;保证有一定的喷淋密度;一般喷淋密度应不小于5米3/小时.米2..•一塔和二塔的填料段均采用吸收液自身循环的方式..
4二塔的加水量
为使二塔能有效地发挥吸收作用;必须在满足产品浓度的同时;有一定的加水量;因此配料水蒸气量的选取还必须同时考虑二塔加水量的大小..
经吸收后的尾气送尾气锅炉用作燃料;生产蒸汽供生产系统使用..
2.6 储存工序
本工序的任务是负责成品甲醛的收集、储存及输送..经吸收塔循环吸收后的合格甲醛送至甲醛中间贮槽;经化验合格后送入成品贮槽进行储存..
2.7 尾气处理工序
本工序的任务是负责尾气处理器的操作;利用生产系统尾气中的能量和解决系统废气排放的污染问题..。