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甲醛工艺说明 美克化工 王文礼 1.甲醛的性质及用途 2.装置概况 3.工艺流程描述 4.工艺功能描述 5.联锁系统 1.甲醛的性质 （1 ）甲醛的性质及用途 在通常情况下，纯甲醛是一种具有窒息作用的无色气体，有强烈的刺激性气味，特别对眼睛和粘膜有刺激作用，能溶解于水。纯甲醛气体是可燃气体。 甲醛的用途 甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外，主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药等行业，其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、氨基树酯、乌洛托产品及多元醇类等。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，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。 主要物理参数 （2） 50%甲醛产品的质量指标 37%甲醛（GB/T 9009-1998 ) 2 装置概况 （1）装置简介 装置引进瑞典工艺，以甲醇为原料采用铁钼法、双反应器工艺生产甲醛。设计日产425MTPD（以37％wt计），按每年330天，设计年产140250MTPA（以37％wt计）。操作范围为装置设计能力的50-100%。 （2） 工艺原理 本工艺主要包括甲醇氧化，吸收，尾气排放控制等单元操作。 1） 甲醛的生成 本工艺以甲醇和空气为原料，在固定床金属催化剂表面进行部分氧化反应，生产甲醛。此工艺以一步反应达到了较高的甲醛收率以及很高的甲醇转化率，无需从最终产品甲醛中回收甲醇，甲醛收率达到91%-94%。 主反应： CH3OH + 1/2 02 → HCHO + H2O dH=-157 KJ/mol 未反应的甲醇，一氧化碳、二甲醚和少量的甲酸计为甲醇的副产物。 副反应： CH3OH + 02 → CH3OH + O2 dH= 0 KJ/mol CH3OH + 02 → CO + 2H2O dH=-393 KJ/mol CH3OH + 02 → HCOOH + H2O dH=-420 KJ/mol 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O dH=24 KJ/mol 在不同的运行方式下，副产物的组成不同。通过改变工艺参数，副反应能够被最小化，从而达到最佳的收率。 2) 甲醛气体的吸收 我们常认为甲醛产品就是水和甲醛单体的混合物。然而这是完全不正确的，因为甲醛在液体溶液中立即形成了亚甲基乙二醇（参见下面的平衡反应）。因此甲醛溶液产品实际上就是力求趋于平衡的可溶性低聚物的混合体。下面描述了液相中甲醛水溶液 吸收平衡： 甲醛在气体中的分压与液相的蒸汽压的不同是发生吸收的驱动力。气相分压取决于溶液的浓度。在液相中，蒸汽压取决于浓度、温度、液体组成。上述平衡越向右发生，溶液表面的蒸汽压就会越低。也就是，如果亚甲基乙二醇保持低浓度，溶液上方的蒸汽压就低。 碱液的添加 碱液被添加到吸收塔的顶部可以有效的提高甲醛的吸收效率。所添加的碱液的主要影响效果在吸收塔的顶部，这里甲醛的浓度（既在气相也在液相中）较低。在高的PH下，从亚甲基乙二醇分子中会形成离子（见下）。这对溶液表面的甲醛的蒸汽压有积极的影响，并且因此提高了吸收效率。 HO-CH2O-H + OH- == HO-CH2O- + H2O 在高的PH值下，会加速吸收平衡。高的浓度也会产生积极的影响，会加速亚甲基乙二醇链的形成。 3）ECS尾气排放 从吸收塔中出来的大约50%的贫气循环回工艺系统中，其余的贫气则进入ECS控制排放系统。进入ECS反应器中的贫气含有甲醛，一氧化碳，二甲醚和未反应的甲醇。这些有机物在贵重金属催化剂上氧化生成水和二氧化碳。 发生如下反应： CO + 1/2 O2 → CO2 dH=283KJ/mol CH3OCH3 + 302 → 2CO2 + 3H2O dH=1324KJ/mol CH2O + 02 → CO2 + H2O dH=- 520KJ/mol CH3OH + 3/2 02 → CO2 + 2H2O dH=-676KJ/mol 3 工艺流程叙述： 甲醇与空气通过部分氧化生成甲