石油化工产品生产技术项目四甲醛的生产24课件.pptxVIP

石油化工产品生产技术项目四甲醛的生产主讲老师：窦岩湖南石油化工职业技术学院

知识点2:铁钼法生产甲醛原理及工艺条件确定应用生产原理确定工艺条件任务三

1、生产原理（1）主反应（2）主要副反应其中,反应(4-8)、反应(4-9)对主反应生成甲醛的收率有一定的影响。二氧化碳的生成主要发生在催化剂层中,是平行反应的产物;而一氧化碳和甲酸主要是在脱离催化剂层后生成的,是甲醛深度氧化的连串反应产物。对于二氧化碳的抑制尚无有效的方法。但对脱离催化剂层后深度氧化的连串副反应,则可以通过让反应产物急速冷却的方法加以控制。(4-8)(4-9)(4-10)

2、催化剂单独以氧化钼作催化剂,反应选择性好,但转化率太低;单独用铁氧化物作催化剂,活性较高,但选择性太差,大量生成二氧化碳。因此,只有铁钼氧化物以适当比例制成的催化剂,才能取得满意的效果。一般氧化铁含量(质量分数)控制在15％～20％为适宜。过量的氧化钼(80%～85％)可作为助催化剂而存在：加入少量铬(约0.2％～0.3％)，有利于稳定催化剂的操作。此外，加入少量锰、铈、钴、锡、镍和钒等都可以提高催化效果。选用载体填料也是很重要的。适量的高岭土或硅藻土(其质量含量约30％～50％)，加入“铁—钼”体系中，不仅能增加催化剂强度，而且可以改进铁—钼催化剂活性过高的某些缺点，使反应进行得较为平缓，副产物(如CO)生成量有所减少，甲醛单程收率有所提高。

2、催化剂铁钼法生产工艺因在甲醇的爆炸下限内操作,故设备比较庞大,一次性投资高,耗电比其他生产工艺高出近一倍;尾气中因没有氢气,故热值相对较低,利用价值差;加之催化剂价格昂贵,不能再生循环使用。铁钼法生产工艺可以直接生产制造树脂使用的脲醛预缩液(UFC),随着对高浓度甲醛溶液(50%以上)的需求增大,铁钼法在大型甲醛(60kt/a)生产装置中得到广泛应用。通过改变催化剂的制备方法、活化方法,或者加入少量其他金属化合物,或负载于载体等方法均可改变铁钼催化剂的催化性能。

3、工艺条件的确定（1）反应温度生产上要求操作温度比催化剂允许的最高使用温度(即制备时的焙烧温度)低20～40K，即在653K以下操作。温度超过753K时，催化剂活性被破坏。甲醇进料浓度对氧化温度的影响很敏感。甲醇浓度绝对值增加0.1%，反应热点温度大约升高5K，因此要保持原料气中甲醇浓度恒定。提高反应温度，甲酸生成量反而减少，这是由于高温下促进了甲酸的分解。为了保证甲醛收率较高，同时使甲酸生成量尽量降低、选择反应温度623K左右为宜。

3、工艺条件的确定（2）原料配比甲醇与空气混合气中的配比在一定浓度范围内(3％～8％)，对甲醛和一氧化碳收率无显著影响，但甲醇操作浓度太低，生产能力受限制。工业上通常采用在甲醇和空气混合物爆炸区下限浓度的最高值下进行安全生产，即原料中甲醇的操作浓度(体积分数)一般控制在6％左右。

3、工艺条件的确定（3）接触时间(或空间速度)接触时间与反应温度有密切关系，催化剂层的温度具有鲜明的最大值，及所谓反应热点温度。甲醇在铁-钼催化剂上用过量空气氧化适于在高空速条件下进行，工业生产中常用的接触时间0.2～0.5s。

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