铁钼法甲醛生产反应器温度波动原因分析

甲醛生产用铁钼催化剂活性的影响因素及改进研究甲醛是一种常用的有机化学品，广泛应用于家具、建材、装修材料等行业中，但是甲醛也受到了很多人的关注，因为它被认为是一种有害物质，对人体健康有潜在的危害，容易引发室内环境污染。

因此，在甲醛的生产过程中，需要使用铁钼催化剂进行催化反应，以提高甲醛的产率和质量。

然而，甲醛生产用铁钼催化剂活性的影响因素及改进研究也是一个亟待解决的问题。

一、铁钼催化剂的构成及活性铁钼催化剂主要由铁、钼元素和载体组成。

在催化反应过程中，铁钼催化剂的构成和活性对甲醛的生成有着非常重要的影响，如铁钼比例的不同、载体材料的多元性、催化剂的活化方式等。

一般而言，催化剂中的含钼量能够影响催化剂的活性，然而压实大小、颗粒径、表面基团等都会对催化反应发生影响，导致催化剂的活性降低。

因此，将催化剂和载体合理地选择配比，起到了重要的作用。

二、铁钼催化剂活性影响因素1、催化剂的载体材料催化剂的载体材料对其性能有着重要的影响，决定催化剂的物理和化学性质。

常见的载体材料有Al2O3，SiO2, ZrO2, TiO2等。

而载体材料的选择也需要考虑其稳定性、化学性质以及制备工艺等多种因素。

2、铁钼比例铁钼比例是指铁和钼在催化剂中的比例。

这也是影响催化剂活性的重要因素之一。

通过不同的比例调整，可以获得不同的物理和化学性质。

较高的钼含量对催化剂的活性展现出正相关。

3、还原方式和还原剂还原方式的不同和还原剂的选择也会对催化剂的活性产生影响。

通常使用的还原剂包括氢氧化钠、锰酸锌等。

4、反应条件反应温度、催化剂的加入量、反应时间等反应条件也会对催化剂的活性产生影响。

因此，在甲醛生产时，需要注意这些条件，以达到催化剂最佳的催化效果。

三、铁钼催化剂活性改进研究1、调节铁钼比例铁钼比例是影响催化剂活性的重要因素之一，为了提高催化剂的效率，需要对其比例进行优化。

一些研究表明，铁和钼在1：1 ~ 5：1的范围内催化效果最佳。

这说明了钼含量应该尽可能的高。

第 42 卷 第3期2013 年 3 月Vol.42 No.3Mar.2013化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry铁钼法甲醇氧化制甲醛工艺及过程控制分析郝吉鹏(西南石油大学化学化工学院，四川 成都 610500)摘 要： 以实际生产中的铁钼法甲醇氧化制甲醛装置为基础，介绍了铁钼法的生产工艺流程，并分析了该工艺装置在实际运行中存在的一些问题及其改进途径，同时对生产过程控制中，在装置开车时和稳定运行中有较大外界干扰引起某些工艺参数急剧变化时，如何对其进行快速的最优过程控制进行了分析并给出了一些经验性的建议。

关键词：甲醇；铁钼法；甲醛；过程控制中图分类号：TQ 224.12+2 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2013)03-0058-04作者简介：郝吉鹏(1986-)，男，汉族，山东德州人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向：化工过程模拟计算，E-mail：hjp_vmd@，电话：136********收稿日期：2013-01-06甲醛作为一种大宗的有机化学品，工业上广泛用于生产酚醛树脂﹑脲醛树脂等热固性树脂，以及新戊二醇﹑季戊四醇﹑1,4-丁二醇等多元醇和六亚甲基四胺(乌洛托品)﹑亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)﹑聚甲醛(POM)﹑多聚甲醛等化工产品，其37%的工业水溶液(又称福尔马林)可直接用于防腐剂，因此，其在化工﹑木材加工﹑涂料﹑医药﹑塑料﹑农药﹑医学等行业具有重要用途。

虽然由甲烷直接选择性氧化或由甲醇直接脱氢制甲醛是较为理想的途径，但其催化剂性能及生产过程控制技术都未达到工业应用的水平。

目前，工业生产中主要通过甲醇氧化脱氢生产甲醛，根据所使用催化剂的不同，可以将其分为以银为催化剂的甲醇过量法和以铁钼氧化物为催化剂的空气过量法，两种生产方法的一些主要性能指标的比较见表1[1~7]。

本文介绍了一种铁钼法生产工艺流程，并分析了其在生产运行中存在的问题及改进措施，同时，根据对生产装置的实际控制经验给出了一些在集散控制系统（Distributed control system,DCS）对某些关键工艺控制参数的控制失调情况下进行最优化干预调节控制的方法。

铁钼法甲醛生产反应器温度波动原因分析摘要：铁钼法生产甲醛应用很广泛，在运行过程中甲醛反应器床层会出现温度忽高忽低大幅度波动的现象，针对此现象进行细致的原因分析。

关键词：甲醛；铁钼法；反应器温度；目前甲醇氧化为甲醛的工业生产方法有 2种，即以铁、钼等金属氧化物为催化剂的铁钼法和以银为催化剂的银法。

铁钼法具有反应温度低、催化剂活性高、寿命长、对毒物不敏感、单耗低、产品浓度高等特点。

20世纪80年代以后，世界上新建甲醛装置大多采用铁钼法生产技术。

1.铁钼法生产甲醛介绍铁钼法是在空气过量的情况下完成甲醇氧化为甲醛的反应过程。

由于空气的过量维持了较理想的氧化状态，再加上催化剂的高选择性，所以可获得近 100％的甲醇转化率和 94％的甲醛收率。

该法可以直接生产浓度高达 55％的甲醛，且甲醇含量低，甲醛质量好。

弛源化工甲醛装置是引进美国D.B.Western公司专利技术。

该工艺是在氧化钼铁催化剂的作用下将甲醇（MEOH）直接氧化为甲醛（HCHO）。

在甲醛92-94%的选择率下，甲醇99.4%的转化率下，根据以下化学计算法，整个反应将生成38kcal/mole 的热量，反应方程式如下。

CH3OH+ O2 = HCHO + H2O + CO + CH3OH +CH3OCH3甲醇在蒸发器中发生汽化和循环空气混合，在略低于甲醇在氧气（O2）中的爆炸极限下，在催化剂作用下反应生产甲醛。

甲醛反应可通过调整传热流体（导热油）气相压力，改变其沸点的温度，进而控制反应器的反应效率。

2.发现问题在日常生产过程中装置运行一年后，反应器床层上层温度出现忽高忽低的波动，床层最上层温度点正常温度一般在285℃左右，但波动范围在290摄氏度至480摄氏度之间，温度波动时候上层温度涨下层温度降。

如左图所示，温度分布正常时应为上下低中间高，但是现在温度分布较乱。

3.原因分析3.1导热油液位过低甲醇在反应器中反应释放热量，反应器壳侧导热油汽化，将甲醇反应产生的部分热量吸收，吸收热量的气态导热油通过管道上升到导热油冷却器管程，将预热后的锅炉给水汽化变成蒸汽。

铁钼法生产甲醛原理以铁钼法生产甲醛原理为标题，以下是对该原理的详细介绍。

一、引言甲醛，化学式为CH2O，是一种常见的有机化合物，具有广泛的应用。

而铁钼法是一种常用的甲醛生产方法，其原理主要涉及铁钼催化剂在适宜条件下催化气相反应生成甲醛。

二、催化剂铁钼催化剂是铁、钼及其它助剂组成的复合催化剂。

其中，钼是主要的催化组分，铁则起到辅助催化的作用。

这种催化剂具有较高的催化活性和选择性，能够促使反应高效进行。

三、反应过程铁钼法生产甲醛的反应过程主要包括以下几个步骤：1. 蒸汽制氢：首先，通过加热水蒸汽和过量乙醇的混合气体，使其在催化剂的作用下发生脱氢反应，生成氢气和乙烯。

2. 氢化反应：接下来，将乙烯与氢气混合，经过催化剂的作用，进行氢化反应。

在适当的温度和压力条件下，乙烯分子与氢气分子发生加成反应，生成乙醇。

3. 氧化反应：将乙醇与氧气混合，经过催化剂的作用，进行氧化反应。

在一定的温度和压力条件下，乙醇分子与氧气分子发生氧化反应，生成乙醛。

4. 甲醛生成：乙醛在一定的温度和压力条件下，通过催化剂的作用，发生脱水反应，生成甲醛。

四、反应条件铁钼法生产甲醛的反应条件对于催化剂的选择和反应效果有着重要的影响。

一般来说，适宜的反应温度为150-250摄氏度，反应压力为0.1-1.0兆帕。

此外，还需要控制气体的流速和反应物的配比，以提高反应效率和产物的纯度。

五、优势与应用铁钼法生产甲醛相比其他方法具有以下优势：1. 催化剂具有较高的催化活性和选择性，能够高效催化反应，提高产率；2. 反应过程相对简单，操作方便，能够实现工业化生产；3. 产物甲醛的纯度较高，符合工业和农业等领域的需求。

因此，铁钼法生产甲醛在化工行业中得到广泛应用。

甲醛作为一种重要的有机合成原料，可用于生产树脂、染料、药品等多种化学产品。

此外，甲醛还可以用作防腐剂、消毒剂和粘接剂等，具有广泛的用途。

六、总结铁钼法是一种常用的甲醛生产方法，其原理主要是通过铁钼催化剂在适宜的反应条件下催化乙醇气相反应生成甲醛。

铁钼法甲醛工艺节能措施及优化研究摘要：随着科学技术的不断进步，人们的节能意识越来越强，众多领域工艺上都采取了节能措施。

本文对某公司的甲醛工艺流程和采用的节能措施进行了介绍，对优化流程进行了分析，对如何合理利用甲醛装置内部的热量进行了讨论，希望对利用这种热量发挥节能作用起到借鉴意义。

关键词：铁钼法甲醛工艺节能优化研究1 甲醛综述甲醛作为一种基本的重要的有机化工原料，在工业上主要用于一些特殊物质的制作，比如酚醛树脂、尿醛树脂等热固性树脂以及季戊四醇、新戊二醇等多元醇和乌洛托品、亚甲基二苯基二异氰酸酯、聚甲醛、多聚甲醛等化工产品的制作。

甲醛在这些产品的制作过程中，充当一种重要的有机成分。

甲醛的制备，则离不开将甲醇进行氧化的工序，由于催化剂在类型上存在着不同，按选择催化剂的类型，可以将这种氧化方法分为银法和铁钼法。

2工艺技术描述铁钼法制甲醛，是在空气过量条件下，甲醛与空气中的混合气体发生氧化反应，在此过程中，铁钼等金属氧化物发挥催化剂作用。

甲醛的制作工序主要分为压缩工序、反应工序、蒸汽发生工序、甲醛吸收工序。

空气过滤器把新鲜空气通过在新鲜风机中不断升压，进而和吸收塔顶部循环尾气混合，利用循环风机持续加压，进入反应工序。

原料甲醛在进入装置之后，在甲醇预热器中和甲醛循环泵送来的吸收塔甲醛循环溶液进行热交换后，进入甲醇蒸汽预热器进一步完成预热，随后和循环风机中的气体在甲醇蒸发器的上段混合，形成原料气体，原料气在甲醇蒸发器下段过热，送到甲醛反应器，固定床反应器中的铁钼催化剂对原料气进行反应，产生一定的甲醛气，这种甲醛气体通过甲醇蒸发器管与原料混合气发生一定的反应，在这个过程中自身冷却，随后冷却后的甲醛气进入吸收工序。

甲醇氧化制甲醛所发生的反应过程中产生热量，一定的温度才能够保证反应运行，所以反应器一般设置两个导热油电加热器进行加热，如果开车正常，在甲醛反应器管中，导热油会因为吸收热量而汽化，气化产生撤热，在撤热的过程中产生副产中压蒸汽，导热油在气态过程中进入热油冷凝器与锅炉给水进行换热，从而产生一定的蒸汽，它自身会发生冷凝流回反应器管。

铁钼法制甲醛生产中影响吸收效率的因素摘要：目前，甲醛的制备主要有银法和铁钼法两大类。

其中，银法以甲醇、空气为原料，以银为主，甲醇含量较高；最后产物中的甲醇含量很高，需要通过蒸馏设备进行分离。

铁钼法甲醛的制备也是以甲醇、空气为原料，以铁-钼混合氧化物为主要组份，在过量的大气条件下，由甲醇氧化得到甲醛；用此方法得到的甲醛纯度比用银法得到的甲醛要高。

从世界范围来看，以铁-钼工艺为原料的甲醛产品所占的市场份额越来越大。

关键词：铁钼法；甲醛生产；吸收效率铁钼法制甲醛生产中影响吸收效率的因素1甲醛浓度甲醛的浓度对胶粘剂的固相质量有很大的影响。

高浓度的甲醛易于制备高固含量的粘合剂，而高固含量的粘合剂不需要蒸馏，也不需要蒸馏，节约了蒸汽量，缩短了粘合剂的生产周期，提高了粘合剂的生产效率，降低了成本。

由于甲醛树脂的固化是缩聚反应，在固化时会产生水，故其含水量较小；也就是，胶粘剂的固含量愈高，则其固化速度愈快，反之则愈好。

随着胶料固含量的增加，人造板的活力和加压时间缩短，生产效率提高，成本降低。

相反，如果甲醛含量较小，则需要较长时间的固化时间和较高的蒸汽消耗。

同时，由于胶粘剂的固相含量下降，在热压成型工艺中，需要更多的水分蒸发；压制速度会降低，因此会导致生产时间的延长，能源消耗也会随之增加。

目前银法的甲醛含量基本可以达到45%，而铁钼法的甲醛含量可以达到55%。

结果表明：与传统的银法比较，采用铁钼法生产的甲醛含量更高。

1.1反应温度在258℃活化条件下，反应床内温度较低，容易导致甲醇转化效率降低；高温会引起钼的升华、凝结，改变催化剂的结构，降低其活性，增加床层的阻力，对反应过程产生不利影响。

所以，控制反应器的床内温度是十分关键的。

在催化剂运行过程中，要逐步增加导热油体系的压力和温度，使热点温度保持在惰性环与催化剂混合区；在催化剂使用的早期，导热油的温度在260℃左右，在295℃结束。

在工业上，采用调节导热油侧的压力，对反应床的温度进行调节，以获得低甲醇含量的甲醛；在一定程度上增加气相油的压力。

甲醛生产工艺的影响因素及装置自动控制措施甲醇空气氧化法生产甲醛影响因素较多，属于典型的氧化危险工艺，其生产装置必须设置自动控制系统、紧急停车系统，以提高装置的安全自动控制水平。

标签：甲醛；甲醇空气氧化法；影响因素国内外工业甲醛生产均使用甲醇作原料，利用甲醇空气氧化法生产甲醛。

甲醇空气氧化法主要有两类工艺，一是采用银催化剂的“甲醇过量法”，也称“银催化法”（简称“银法”）；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”）。

我国甲醛生产装置大多采用“银催化法”，银法工艺简单，投资省、调节能力强，但该工艺甲醇转化率低、单耗较高、甲醛成品中甲醇含量高。

本文重点介绍银法工艺合成甲醛的影响因素及安全自控措施。

1 影响甲醛生产工艺过程的主要因素1.1 温度甲醇氧化生成甲醛包括两个主反应，即甲醇的氧化反应和甲醇的脱氢反应，其中氧化反应为放热反应，脱氢反应为吸热反应，升温对甲醇的脱氢反应有利，对甲醇的氧化反应不利；另外一方面，从平衡常数角度来看，即使在高温下甲醇氧化反应的平衡常数仍然很大，甲醇氧化反应几乎仍可进行到底，所以可选定较高的反应温度以有利于甲醛的生成。

但随着温度的升高，甲醇生成CO、CO2的副反应会加剧、甲醛的分解反应也会加剧，且可能造成催化剂的活性下降，所以考虑以上各因素，甲醛的合成反应温度一般控制在630-640之间较为合适。

1.2 反应压力由于甲醇氧化、甲醇脱氢反应都是反应后增加体积的反应，降低压力将使反应向着生成甲醛的方向移动，所以负压操作对主反应有利。

但在实际生产中负压操作将增加能耗，并带来一些不稳定因素，故有些生产企业由负压操作改为常压操作。

1.3 反应时间反应时间增长，有利于甲醇转化率提高，但深度氧化分解、氧化副反应随之增多，为使甲醛的热分解反应减少到最低程度，可采取控制停留时间（反应接触时间约为0.1s左右）和将生成物骤冷的办法。

1.4 催化剂的活性和状态催化剂的活性是影响反应的重要因素，其性能的优劣将直接关系到反应进行的程度。

铁钼法生产甲醛原理以铁钼法生产甲醛原理为标题，本文将介绍铁钼法生产甲醛的原理及工艺过程。

一、介绍甲醛的应用领域和市场需求甲醛是一种广泛应用于化工、医药、农业等领域的重要有机化工原料。

它可以用于制备树脂、塑料、涂料、染料等产品，也可以用作灭菌剂和防腐剂。

由于其广泛的应用和市场需求，生产高纯度甲醛的技术和工艺一直备受关注。

二、铁钼法生产甲醛的原理铁钼法是一种常用的工业生产甲醛的方法。

该方法通过将甲醇与空气在催化剂的作用下反应生成甲醛。

催化剂通常由铁和钼组成，可以使甲醇氧化反应更加高效和选择性。

具体来说，甲醇和空气在催化剂的存在下，经过一系列的氧化和还原反应，最终生成甲醛。

首先，甲醇在催化剂的作用下被氧化成为甲醛和水。

然后，甲醛再次被氧化成为甲酸和二氧化碳。

最后，甲酸通过还原反应再次生成甲醛。

整个反应过程是一个循环过程，催化剂在反应过程中不断地参与氧化和还原反应。

三、铁钼法生产甲醛的工艺过程铁钼法生产甲醛的工艺过程一般包括以下几个步骤：1. 原料准备：甲醇是生产甲醛的主要原料，需要进行脱水和脱硫处理，以提高甲醛的纯度。

2. 催化剂制备：催化剂通常由铁和钼组成，可以通过沉淀法、浸渍法等方法制备。

催化剂的制备需要严格控制催化剂的成分和结构，以提高催化剂的活性和稳定性。

3. 反应装置：铁钼法生产甲醛的反应装置一般为固定床反应器。

反应器内填充有催化剂，甲醇和空气通过反应器床层，与催化剂发生反应。

4. 反应条件控制：反应过程中需要控制反应温度、压力和空气/甲醇比等参数，以提高甲醛的产率和选择性。

5. 产物分离和回收：反应结束后，需要对产物进行分离和回收。

主要的分离方法包括蒸馏、吸附和结晶等。

四、铁钼法生产甲醛的优势和局限性铁钼法生产甲醛相比其他方法具有以下优势：1. 催化剂活性高：铁钼催化剂在甲醛氧化反应中具有较高的活性和选择性，可以提高甲醛的产率。

2. 工艺简单：铁钼法生产甲醛的工艺相对简单，设备投资和操作成本较低。

2020年03月密闭装车，在此过程中完全的避免了油品与外界空气之间的接触，使油气难以储运。

而在进行船舶装载时，也同样要注意在进行装油时关闭全部的舱口盖以及检尺控，保障油气装载的密闭性。

3.4加强操作管理（1）加强油船附件的维护保养，保持油船密度。

（2）尽可能增加油品排放，降低油箱空高；（3）改进油轮的接收和调度，在条件允许的情况下尽量减少油轮内的油液循环，及时接收和分配油液，尽量在大气冷却阶段接收油液，尽快接收，尽快输送；在常压加热阶段，供油速度应为蒸汽包，供油后应立即排油，这些措施都有利于降低油耗。

3.5选用合理的油品储运系统在储运石油的实际过程中，要保证储运石油的方法合理、安全，目前社会正处于高速发展阶段，需要使用石油产品的地点也不尽相同，鉴于此，石油运输方式也应具有多样化的特点，在铁路运输、船舶运输乃至航空运输等领域，都必须采用石油运输系统；必须选择合理的输油系统。

石油运输系统也有多种多样性，如封闭式运输系统、电子检测系统等；这些系统可以结合起来，保证石油运输的正常运行；此外，电子检测系统可以及时检测到石油泄漏或石油泄漏，并能在时间，提高石油储运效率。

3.6选用优质的储油罐油品大多储存在油罐内，因此必须选用优质油罐。

一般情况下，可以根据油品的特点选择合适的油罐。

例如，如果你想储存和运输成品油，最好选择地下油罐。

如果需要储运油品，应相应选择屋顶上的液体油罐，有针对性地选择对油品储运有重大影响的油罐，还能减少油品的储运损失。

一些质量问题，比如一些质量低劣的油轮经常会漏油，导致不必要的油损。

3.7加强储油罐的密闭性一些油品的损失是由于油箱上呼吸阀的密封性差造成的，因此有必要提高油箱的密封性，这样可以有效地减少油品的微小呼吸损失。

实际上，进一步讲，油品储运的主要方式是加强储油罐的密封性。

可在呼吸阀外安装挡板，以提高储油罐的密封性。

同时在油箱呼吸阀下面安装挡板，保证气体进入油箱时，空气不会直接接触到油，减少油的大呼吸损失。