6万吨甲醛生产
茌平森泉化工有限公司环评公示
茌平森泉化工有限公司环评公示
茌平县森泉化工成立于2010年12月，系私营独资企业，厂区位于茌平县冯屯镇化工集聚区内，占地面积18666.76m2主要生产浓度为37%的甲醛。
公司于2010年10月投资2000万元建成12万吨/年甲醛生产线（2条6万吨/年甲醛生产线），采用银触媒甲醇空气氧化法生产工艺生产甲醛。
茌平县森泉化工现有员工25人，其中管理人员6名，其他工作人员19名，公司于2016年1月份通过三级安全标准化，建立了较为完善的管理制度，已形成了较为完善的安全生产管理体系，于2017年二月份获得聊城市安全生产先进单位。
15000吨甲醛生产建设项目环境影响报告书
15000吨/年甲醛生产建设项目环境影响报告书（简本）某省化工研究院二○○七年一月1 总论1.1 前言甲醛在工业上广泛地应用于制造塑料、树脂、油漆、染料和炸药等，在医药上用作杀菌剂。
仅在美国，年产量就有数百万吨。
甲醛是甲醇的下游产品，占甲醇消费总量的40％，它化学性质活泼，通过加成、取代、还原、聚合等反应，可以制备20多种衍生物。
如生产各种粘合剂、酚醛树脂、脲醛树脂；生产溶剂、农药、燃料；生产乌洛托品、季戊四醇、新戊二醇等。
随着汽车工业、建筑业和装饰业的迅猛发展，甲醛作为传统大宗化工原料已成为高增长消费产品，开发高技术下游产品前景十分广阔。
我国甲醛工业生产于20世纪50年代，进入1990年，我国甲醛工业快速发展，目前我国有大、中、小型甲醛生产企业120多家，2002年产量在1万吨以上有80家，在2万吨以上的有47家，超过5万吨的有10家。
我国除西藏和青海外，其它省市均建有甲醛生产设备，生产厂家主要集中在河北、山东、江苏、广东、等地区。
其中华北地区的生产能力约占全国甲醛总生产能力的49％，而西北地区的生产能力很小，仅占1％左右。
国内市场甲醛消费构成是：用于生产木材加工胶粘剂约占其消费总量的80％，用于生产聚甲醛、酚醛树脂及塑料约占10％，用于季戊四醇生产占5％，其它占5％。
甲醛工业生产项目在国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录》中不属于限制类和淘汰类，因此本项目的建设符合国家的产业政策。
绥芬河市某经贸有限责任公司15000吨/年甲醛生产建设项目，是绥芬河市宏宇人造板有限公司年产8万立方米中密度板建设项目的配套工程。
经调查绥芬河市人造板业发展迅猛，带动了甲醛制胶业的繁荣，其中绥芬河市宏宇人造板有限公司年生产中密度板8万立方米，甲醛用量为11000t/年；绥阳人造板厂年生产中密度板4万立方米，甲醛用量为5000t/年；下城子人造板厂年生产刨花板5万立方米，甲醛用量为4500t/年，这些人造板厂都已经建成或在建中。
年产5万吨甲醇氧化制甲醛工艺生产过程设计
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。
我国甲醛行业发展现状及趋势
期货日报/2011年/11月/7日/第002版综合我国甲醛行业发展现状及趋势中国甲醛行业协会秘书长李峰二、我国甲醛及其原料价格分析我国幅员辽阔，甲醛和甲醇价格地区间差异较大，总体呈东南高、西北低的状态。
我国的甲醛生产工艺多数为银法工艺，甲醛生产企业基本工艺路线和产品品质基本相同，产品价格始终被动跟随甲醇价格而波动，有时也会受到下游产品价格波动的影响。
因此，甲醛行业平均利润较低，其原料成本占售价的90%左右，销售半径小，属区域性极强的产品。
据中国甲醛行业协会统计，2011年1至10月份，我国甲醛产品的简单市场平均价格为1434元/吨，在每吨1250—1750元之间波动，较去年同期普遍上涨了100—150元/吨。
原料甲醇的使用价格在2600—3,200元/吨之间波动，较去年同期普遍上涨了200—400元/吨。
1—10月我国甲醛市场价格统计单位：元/吨从上图可以看出，2011年1—10月份，我国甲醇、甲醛月均价格基本比较平稳，甲醛价格走势随甲醇价格而有波动，两者联动性明显。
2011年全国范围内甲醇原料货源充足，供应稳定，产品售价基本稳定，甲醛消费缓慢增长，甲醛的毛利空间被上下游两端挤压。
三、甲醛的应用与市场甲醛是一种重要的基本有机化工原料。
我国甲醛主要用于生产三醛树脂(包括脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂)，占甲醛消费总量的50%以上。
此外，甲醛还用于生产季戊四醇、新戊二醇、1,4-丁二醇((BDO)、三羟甲基丙烷、甲缩醛、乌洛托品、多聚甲醛、二苯基甲烷二异氰酸酯、吡啶及其化合物等化工产品，以及长效缓释肥料、医药、日用化学品等。
在今后相当长时期里，我国甲醛产品消费仍将主要供应给板材制造业，以及酚醛树脂、多聚甲醛、乌洛托品、甲缩醛、聚甲醛、新戊二醇、季戊四醇、密胺树脂、农药、萘系混凝土减水剂等传统产品。
不过，新兴的甲醛下游产品正悄然出现，新的消费市场正在兴起。
如在聚甲醛(POM)、多聚甲醛(PF)、甲缩醛、1,4—丁二醇(BDO)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、吡啶及其化合物的生产应用上增长较快，这对甲醛消费需求将起到积极推动作用。
神华宁夏煤业集团有限责任公司
6万吨/年聚甲醛项目施工总结神华宁煤基本建设集团公司二0一一年十一月6万吨/年聚甲醛项目施工总结编制：审核：批准：神华宁煤基本建设集团公司二0一一年十一月目录第一章概述第一节工程概况第二节施工组织和主要实物工程量第二章施工管理第一节项目管理的形式第二节施工组织设计及主要技术措施执行情况第三节施工新技术及效果第四节工程质量管理及工程质量评定第三章交工技术文件及竣工图的编制第一节编制情况第二节编制质量第四章结束语施工总结第一章概述第一节工程概况本项目工程位于黄河东岸宁东镇南，宁东能源重化工基地工业园区东南部。
场地原始地貌单元为宁夏陶灵盐台地缓坡丘陵区，属构造剥蚀、侵蚀堆积地貌单元。
一、工程地质1.地形地貌场地原始地貌单元为宁夏陶灵盐台地缓坡丘陵区。
勘探揭露深度范围内分布的地层主要为：填土层，第四系上更新统冲、洪积黄土状粉土、卵石层，第三系弱胶结泥质砂岩。
抗震设防烈度：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），区域抗震设防烈度为7度。
最大冻土深度 1.09 m。
2.水文气象及自然条件2.1 自然条件该地区水资源主要依赖大气降水，但年降水量少而集中，蒸发量又远大于降水量，水资源十分贫乏，属于宁夏回族自治区严重缺水区。
年平均降雨量192.9㎜，年最大降雨量322.4㎜，全年平均水面蒸发量1762.9㎜。
工程施工区年平均气温8.9℃，最热七月份平均气温23.2℃，极端最高气温37.5℃，最冷一月平均气温-7.6℃。
极端最低气温-26.5℃。
全年平均风速 2.6m/s，全年主导风向为北风，沙暴多发生在春季，沙暴日数年平均为8天左右，最多达24天，瞬间最大风速（地上10米）21 m/s。
基本雪压最大厚度13cm，雪压值取0.1KN/m2，土壤标准冻深1.09m，每年11月下旬开始冰冻，次年3月解冻。
二、工程简介我公司承建的宁煤集团6万吨/年聚甲醛项目，包括：控制楼工程、成品库及包装楼工程及配套水、暖、电及消防系统。
甲醛行业发展
⑶ 美国杜邦(Du Pont)和日本旭化成(Asahi Kasei)共同投资， 在江苏省张家港扬子江国际化学工业园合资组建杜邦-旭 化成聚甲醛(张家港)有限公司。进口甲醇，采用瑞典 Perstorp Formox铁钼法生产甲醛，进一步生产聚甲醛 (POM)，满足国际市场的需求； ⑷ 台湾李长荣综合石化公司→多聚甲醛(PF)； ⑸ 香港建滔→酚醛树脂。 ⑹ 美国D.B.Western→到中国买铁钼法甲醛装置→1,4-丁二 醇和多聚甲醛(PF)。 ⑺ 比利时优美科(Umicore)在广东省佛山市南海经济开发 区独资组建优美科珠宝材料加工(佛山)有限公司生产电解 银催化剂→临沂市和平贵金属催化剂有限公司争夺中国电 解银催化剂的应用市场。
⑷ 下游产品的开发与产业链的打造，成为新材料新成员 目前，下游产品的开发与产业链的打造有了可喜的进展，但远远跟不上 经济社会发展的需求，比如甲缩醛、聚甲醛等的需求旺盛，行内的发 展及其缓慢，有待业内同仁赶快去开发引进。聚甲醛工艺的国产化是 行业的责任，更是“十二五”必须去面对的事实。目标是到“十二五” 结束时，行内有几十家大型的可持续发展的产业链示范企业。 ⑸ 甲醛新用途开发与应用，调整产品结构，发展甲醛环保产品 甲醛的用途有上百种，除大家都知道的三醛胶、多聚甲醛、部分树脂外， 还有兽用、农用、电子用、医药用、食品用、纺织用等等，有待进一 步开发，将甲醛做精做细我们要走的路还很长。目标是将甲醛打造成 国民经济不可或缺的产业。 ⑹ 提升产业集中度，做大做强甲醛行业，成为化工能源生力军 甲醛的生产工艺已得到彻底改变，已成为供能型工艺，如何用好用活这 部分能源已是摆在同仁们面前的问题，“十二五”节能减排任务十分 艰巨，把甲醛行业变成能源生力军大有可为。目标是使甲醛行业成为 能源化工的一部分。成为节能减排的生力军。 ⑺ 淘汰或改造落后产能，抑制重复建设 力争出台行业准入制度，从制度上去实现淘汰或改造落后产能，抑制重 复建设已是各位同仁的共识，行业协会已在努力争取。
年产5万吨甲醛生产用固定床反应器设计
年产5万吨甲醛生产用固定床反应器设计 Yibin University化学反应工程课程设计题目50×104ty甲醛生产用固定床反应器设计专业学生姓名学号年级指导教师职称博士后副教授化学与化工学院二〇一三年六月目录50×104ty甲醛生产用固定床反应器设计 1Fixed-bed Reactor Design of 50×104ty Formaldehyde 1 1 概述211 银法制甲醛生产工艺 212 铁钼催化氧化法 22 原料辅助原料产品的主要技术规格 421 银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标 422 原辅料规格及消耗配比 423 产品质量标准 53 反应工段工艺简介 64 反应工段工艺计算741 催化反应过程的物料衡算7411 计算用原始数据7412 化学反应742 合成甲醛过程的热量衡算9421 各物质比热容的计算9422 各物质焓值的计算105．反应器工艺尺寸计算1251 反应器型式的确定1252 合成甲醛反应器几何尺寸的确定12521 设计依据12523 列管根数的确定15524 列管式固定床反应器壳体内径的确定15 6 设计体会18参考文献1950×104ty甲醛生产用固定床反应器设计摘要选用铁钼法以甲醇空气和水蒸气为原料经预热反应换热后得甲醛产品设计5万吨工业级甲醛根据反应特征采用等温固定床列管式反应器物料衡算确定了反应器的工艺参数类型及特征尺寸容器内径1500 mm列管根数为1805根三角形排列管长6000mm关键词甲醛设计反应器Fixed-bed Reac tor Design of 50×104ty FormaldehydeAbstract Industrial grade formaldehyde of 50 000 ton per year was designed via iron molybdenum process methanol air and water vapor as raw material by preheating the reaction and heat transfer According to the reaction characteristics isothermal packed-bed reactor tube was chose and at same time according to material balance process parameters type and feature size determine The reactor diameter is 1 500 mm the number of tubes is 1805 equilateral triangle arranged and the length of tube is 6000mmKey words Formaldehyde Methanol Design Fixed-bed reactor1 概述甲醛是最简单的醛结构简式为HCHO通常把它归为饱和一元醛但它又相当于二元醛甲醛是一种无色具有刺激性且易溶于水的气体易溶于水醇和醚甲醛在常温下是气态通常以水溶液形式出现它有凝固蛋白质的作用其35～40的水溶液通称为福尔马林常作为浸渍标本的溶液甲醛是一种重要的有机原料为较高毒性的物质在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位甲醛属用途广泛生产工艺简单原料供应充足的大众化工产品是甲醇下游产品种中的主干甲醛除可直接用作消毒杀菌防腐剂外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可以说甲醛是化学工业中的多面手甲醛的生产方法有多种目前工艺比较成熟的有甲醇空气氧化法其中包括甲醇过量法和空气过量法甲缩醛氧化法其中利用甲醇空气氧化法生产甲醛主要有两类不同的工艺[1]其一是采用银催化剂的甲醇过量法也称银催化法简称银法其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11 银法制甲醛生产工艺银法制甲醛是早期生产甲醛的主要方法是在过量甲醇甲醇蒸汽浓度控制在爆炸区上限37％以上条件下甲醇汽空气和水汽混合物在金属型催化剂上进行脱氢-氧化反应通常采用Ag催化剂故称为Ag该方法是用银作催化剂最好使用电解银催化剂甲醛的收率可达87甲醇与空气的混合物为原料在固定床反应器中进行催化氧化反应生成甲醛反应温度在550～700℃之间甲醇空气在蒸发器汽化后再加入一定量的水蒸汽形成三元混合气经过过热和过滤后在电解银催化剂作用下生成甲醛甲醛反应气经过急冷段和冷却段回收部分热量后用脱盐水吸收得到37～40的甲醛产品12 铁钼催化氧化法我国采用铁钼法生产甲醛虽在60年代已经开始使用但技术进展缓慢由于催化剂性能和工艺控制问题生产水平较低直到90年代引进国外成套设备技术后才改变了我国铁钼法甲醛生产水平不如银法的状况铁钼氧化物催化剂属甲醇单纯氧化制甲醛工艺在空气过量的情况下进行以体积计为94左右甲醛几乎全部被氧化其触媒是一种铁和钼氧化物的混合物以片状球型或者颗粒形式装入管式氧化器列管中开车时由管间的导热油循环加热到260℃氧化反应发生后由导热油拆热装置运行相当稳定性能重现性非常好抗氧化性优良能在较低的温度下300～380℃进行反应从而减少副反应的产生具有较高的选择性可不通过精馏直接获得低醇的55左右的高浓度甲醛由于催化剂装填在列管内能够很好地把握床层的均匀度不会出现裂缝翻身等现象固催化剂的寿命长达一年以上2 原料辅助原料产品的主要技术规格21 银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标表1 银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标对比项目银法铁钼法投资比 100 115～130 甲醇单耗kgt 445～470 420～437 项目银法铁钼法能耗节余美元t 62 119 生产成本比10 10 反应温度37 7 甲醇质量分数600～700 280～350 催化剂寿命月3～6 12～18 甲醛质量分数37～40 55～60 产品醇含量4～8 05～15 产品酸含量100～200 200～300 收率86～90 95～98 组分电解银或载体银Fe-Mo 对毒物敏感大小失活原因烧结或中毒Mo升华综上可知我组选择铁钼催化法生产甲醛22 原辅料规格及消耗配比表2 原辅料规格及消耗配比原辅料规格配比摩尔比原料甲醇99 36 原料空气100 1 催化剂和985 2～3之间23 产品质量标准表3 铁钼法生产甲醛的产品组成外观无色透明液体无机械杂质无游离水甲醛含量甲醇含量酸含量㎎㎏37～55005～15200～3003 反应工段工艺本设计所采用的生产工艺流程[3]如下将含量约为84％的甲醇在甲醇预热器中预热到沸点然后再通过蒸发器在其沸点下将甲醇从液态变为气态然后和经空气预热气预热的空气混合其中空气中所含氧气的含量约为10％再经过一个预热器将混合气体升温到进入反应器进行反应最终获得纯度为37的产品甲醛图1 反应工段工艺流程图4 反应工段工艺计算本工艺[4]是在压力为1个大气压温度为350 ℃下在铁钼催化剂上进行的等温气固相催化反应41 催化反应过程的物料衡算411 计算用原始数据此处所选的原始数据均为年产5万吨甲醛的中间试验数据进入反应器时甲醇含量约为84氧气含量约为10体积分数进料空气和甲醇的摩尔比为36表4 原料气的组成摩尔比CH3OH O2 H2O N2 10 8 52 29 412 化学反应主反应[5]平行反应表5 反应中涉及到的物质的相对分子质量CH3OH O2 HCHO N2 H2 CO H2O 32 32 3003 28 2 28 18 413 物料衡算过程催化合成甲醛过程是一个连续流动反应在定态下其物料衡算基本公式本工艺计算[6]以生产5万吨甲醛按300天计工业级别的甲醛质量分数为37则每小时生产工业级别的甲醛的量为其物质的量为并以其为基准4141 反应器进口物料的计算根据表3表5中各组分的数据计算可得纯甲醇的物质的量空气的物质的量氧气的物质的量氮气的物质的量水蒸气的物质的量表6原料气的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh10 9006 8 6809 52 4460129 25290 4142 反应器出口物料的计算未反应的甲醇的物质的量[7]生成甲醛的物质的量水蒸气的物质的量未反应的氧气的物质的量氮气的物质的量二氧化碳的物质的量一氧化碳的物质的量甲烷的物质的量氢气的物质的量甲酸的物质的量表7 反应器出口主要气体的组成及含量物质摩尔分数物质的量kmolh0004 36 009 8556059 53229 003 2479028 25290 001 901 42 合成甲醛过程的热量衡算热量衡算[8]过程以常压下的气体为计算基准反应气体于常压下进入反应器在催化剂作用下进行恒温反应反应器出口气体以离开反应器总的热量衡算式为421 各物质比热容的计算每个组分的热容与温度的函数式即CpabTcT2表8 各物质平均温度为的物性物质2817 6297 -07494 2733800 2732 6226 -09502 2733800 2916 1449 -2022 27338001840 10156 -2868 2731000Cp28176297×10-3T－07494×10-6T2Cp27326226×10-3T－09502×10-6T2Cp29161449×10-3T－2022×10-6T2Cp184010156×10-3T－2868×10-6T2把T3352731560815K带入上述公式得Cp28176297×10-3×60815 －07494×10-6 5731523172同理可计算其他物质的比热容[9]其结果如下表表9 各物质在平均温度为的物质 3172 3075 3722 6956 422 各物质焓值的计算计算焓时的参考态350℃101325Kpa各物质均为气态故反应器出口各物质的焓为零又甲醇的消耗量为由得即为了维持反应器内温度为350℃应每小时从反应器移走的热量43 导热油用量的确定列管式固定床反应器的壳程走导热油移走反应放出的热量使导热油从200 ℃升温到320 ℃表10 导热油的物性数据名称平均分子量密度比热容汽化热导热系数导热油 252 1005 240 272 0458 由得导热油用量5．反应器工艺尺寸计算51 反应器型式的确定选择并确定工业反应器的型式和结构一要掌握工业反应器的要求根据反应工程的理论对反应过程作出合理的反应器类型选择二要熟悉和掌握各种反应器的类型及其基本传递特征固定床反应器是用来进行气固催化反应的典型设备按操作及床层温度分布的不同可分为绝热式等温式和非绝热非等温三种类型常用的固定床反应器下部设有多孔板板上放置固体催化剂颗粒气体自反应器顶部通入流经催化剂床层反应后自反应器底部引出催化剂颗粒保持静止状态故称固定床反应器当用于反应器热效应较小的场合时反应器传热问题易于解决其反应器直径较大设备为简单的筒体式合成甲醛的反应器有很多类型但是由于合成甲醛的反应是一个放热反应反应热效应大为使反应始终处于较高的速度进行必须及时移走反应热量因此按照不同的移热方法反应器可分为等温固定床列管式和绝热冷激型多段式两大类由于等温固定床列管式反应器温度便于控制目前采用较多所以工艺采用等温固定床列管式反应器这种反应器的优点是采用管束式合成塔这种合成塔的温度几乎是恒定的反应温度恒定的好处一是有效抑制了副反应二是催化剂的使用寿命长52 合成甲醛反应器几何尺寸的确定在工程上要确定反应器的几何尺寸首先得确定一定生产能力下所需的催化剂容积再根据工程实验所提供的反应器资料最后确定出反应器的几何尺寸521 设计依据生产规模50000 ta 37年生产时间7200 h即300 d甲醛生产能力Wp522 催化剂容积的计算5221 催化剂用量的计算合成甲醛的反应是一个气固相催化反应催化剂的用量需要根据反应工程上通过单位催化剂列物料衡算的动力学方程才能得出合成甲醛的动力学方程为其中M甲醇O氧气W水式中各物质摩尔分数的计算合成甲醛的反应在转化率为96时到达平衡达平衡时总的物质的量为则各物质的摩尔数分别表示为求解动力学方程由定义有查得令即则两边同时积分得其中用辛普森数值积分法求解定积分数值积分法[10]为其中实用于奇数个数据点n为偶数f的角标代表选取数据点的编号且点与点之间等间距表11 与的关系0 012 024 036 048 060 072 084 0964167531968499615133920123448694432258则3417因此催化剂所需质量反应采用的催化剂为铁钼催化剂铁钼比在2128间最佳为25催化剂成圆环状粒度为50mm×20mm×35mm堆密度为比表面积为54故反应所需的体积523 列管根数的确定根据中间试验的结果列管规格为Φ25×2 5mm 管长为l6 m解方程得n1805 根524 列管式固定床反应器壳体内径的确定由公式[11]式中D壳体内径 mmt管中心距 mm横过管束中心线的管束b 一般取 mm管子采用正三角形排列故带入公式得标准化后D1500 mm核算过程管长和壳径应相适应一般取LD为46对该反应器因此所设计的反应器符合实际情况53 等温固定床列管式反应器的设计计算结果表12 等温固定床列管式反应器的设计计算结果序号项目数据 123456789101112 列管式反应器入口温度列管式反应器出口温度反应压力原料甲醇的量原料空气的量原料水蒸气的量催化剂床层高度塔径催化剂用量列管根数列管规格管子排列方式165℃350℃1大气压9006kmolh32422kmolh8557025kmolh6m15m307735kg1805根Φ25×25mm 三角形排列参考文献[1] 周万德．甲醛生产操作技术[M]．北京化学工业出版社2009．[2] 姚守信．中国甲醛市场发展趋势分析及投资前景预测报告[J]市场研究报告20091134-142[3] 李方玉朱春英．铁钼催化法甲醛生产装置简介[J]．化肥工业2005410[4] 黄仲九房鼎业．化学工艺学[M]．北京高等教育出版社2001[5] 谭柳．甲醛生产工艺[J]化工专业文献19931190-193[6] 葛婉华陈鸣德．化工计算[M]．北京化学工业出版社2009[7] 李绍芬主编．反应工程第二版[M]．北京化学工业出版社2008[8] 时军沈复郑红．化工热力学[M]．北京化学工业出版社2000[9] 天津大学物理化学教研室编第四版[M]．高等教育出版社2007[10] 肖成基林亚兰．数据处理[M]．北京石油化学工业出版社2001[11] 夏清陈常贵等．化工原理[M]．天津天津大学出版社20052 18 1甲醇空气预热器吸收塔冷却器废热锅炉反应器预热器加热器蒸发器产品。
聚甲醛工艺技术特点
聚甲醛工艺技术特点聚甲醛技术特点1．美国杜邦公司以美国杜邦公司为代表的均聚工艺系以浓度为50%的甲醛溶液为原料，由于原料甲醛中含水和其它杂质，经与异辛醇生成乙基半水甲醛溶液，经过脱水精制，热裂解得到纯甲醛。
将它通入含有三氟化硼乙醚络合物的惰性溶液中聚合成均聚甲醛，聚合料经过滤分离，干燥后，用醋酐进行羟基酯化封端，得到热稳定的聚甲醛，然后加入抗氧剂等助剂，通过挤出造粒制得成品。
此种工艺路线由于甲醛提纯工艺复杂和后处理封端技术上的困难，使得均聚产品耐碱性、耐热性差，生产成本较高，由于技术和经济上的问题，近几年来国外一些以均聚法生产的公司，如意大利SIR公司、日本旭化成公司将均聚法聚甲醛装置改为共聚法。
2．美国Ticona美国Ticona采用Celanese聚甲醛技术，其主要工艺过程如下：铁钼法甲醛，浓缩到60%。
在硫酸催化剂三聚甲醛。
以α-氯萘为萃取剂的萃取精馏而分离提纯至99.9％。
环己胺溶剂和环氧乙烷共聚单体，分别以相当于三聚甲醛加入量的质量百分数的150%和5%加入溶液法聚合反应釜，同时加入120PPM的三氟化硼合乙醚聚合催化剂。
大部分的环氧乙烷和70%的三聚甲醛共聚成了平均分子量大约40000的共聚体。
在70℃下，2～4小时以后，加入质量分数为0.5％的三正丁胺，使反应终止。
过滤和干燥后的聚合物固体用等于其重量5倍的水重新做成浆料。
加入相当浆料重量5%的氨水。
浆料被加热至150℃、氨水与聚合物链尾降解甲醛。
稳定的聚合物用泵经冲洗离心分离机用新鲜水漂洗。
然后用滚筒机蒸汽干燥。
挤压设备中挤压成型，在此加入稳定剂和抗氧化剂。
造粒机做成的0.125英寸（0.3cm）的小球用气体输送装袋。
3．德国BASF公司德国巴斯夫公司采用本体聚合工艺，在聚合反应器选择了双螺杆挤出机作为聚合装置，选用的催化剂为三氟化硼或三氟甲磺酸。
共聚物从聚合反应装置出来后，经水冷却后，进入切割室切割成颗粒，然后用离心分离机对液体／颗粒进行分离。
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6 万吨甲醛生产化工工艺计算随着办公自动化的普及一般都采用计算机计算。
但是甲醛生产由于选用条件和不确定因素的影响；特别是氧化、吸收的计算存在偏差。
因此甲醛生产相关计算一般都通过理论计算并结合实际生产情况“套用”。
本文介绍的计算是一般常规的基本计算方法。
一、流体输送的一般计算1.1在化工生产过程中气体或液体（统称为流体），从一台设备输送到另一台设备的过程称之为流体输送。
任何流体的输送与粘度有关，影响粘度的因素很多，它会给实际流体运动规律的数学描述及处理带来很大困难。
故为了简化，往往先将其视为理想流体，找出运动规律后再加以修正。
对于甲醛来说，液体甲醛的粘度C p =0.5945mPa·S很小，几乎不起主导作用，可视作理想流体处理。
理想流体在流动时，任意截面上的位能、动能和静压能的总和（或总压头）是相等的。
理想流体的机械守恒方程式称之为理想流体的伯努利方程，伯努利方程在化工生产中的应用很广。
流体在输送时应考虑外加动力（H e）和在流动时摩擦阻力损失H f能量。
伯努利方程式：1.2流体输送的计算按年产60000吨甲醛装置计，甲醇进料量：3.705t/h，折合成体积：假设将20℃甲醇从贮槽送到高位槽：贮槽至泵入口高度Z1 = 0.5m, 高位槽设在三楼，液位距泵入口高度Z2 = 12m。
流量按4.678 m³/ h计，管道总长50m，有10只弯头，4只截止阀，1只止逆阀。
试计算管子直径d，阻力损失Hf，外加动力He，和选择合适的输送泵。
[解]：①管径设甲醇管在内流速取：u = 1.0 m/s选用：ø 57×3.5mm无缝钢管。
②系统的阻力甲醇在20℃时的粘度为0.5945CP，即µ=0.0005945pa.·s (kg/m·s) 。
密度ρ为792kg/m3 在管内流动的雷诺数（Reynolds）准数此流体属于湍流（Re＞4000）查无缝钢管的绝对粗糙度ε = 0.2mm则摩擦系数：阻力系数：③局部阻力查管线和阀体的局部阻力系统ξ值分别是：90°弯头ξ2 = 0.41截止阀（全开）ξ3 = 6.4止逆阀（摇板式）ξ4= 2.0出口突然扩大ξ5= 1.0阻力损失：④外加动力He甲醇贮槽和高位槽均与大气连通，故p1 = p2 = 0，假设槽液面流速均为零，即u1= u2= 0,则代入伯努利方程式－0.5＋H e = 12＋2.86H e = 12＋2.86＋0.5 = 15.36 m⑤离心泵选型IS 50–32 -125Q = 7.5 m3/h , H =22 m，n =2900 r/min , w = 2.2 KW二、流体传热的一般计算化工生产是在一定条件下实现的，其中一个极其重要的外界条件就是温度控制，为了维持一定的反应温度，就需要加热或冷却，这种供热或取走热量的过程，也就是热量传递过程，通常称为“传热过程”。
化工厂用于实现热量传热的设备，称之为换热器。
甲醛生产中使用最普通的换热器有列管式换热器，板式换热器等，换热器主要计算传热面积。
2.1过热器换热面积的计算按60000t/a甲醛装置物枓热量衡算，试计算空气、甲醇混合蒸发过热器的换热面积。
(1)过热器进料根据物料衡算过热器进料量及热量如下：表1蒸发器出料带出热量表物料名称kmol kJ/kmol•℃t（℃）热量(kJ)甲醇114.637 44.894 47 2.419E+05水 6.056 33.890 47 9.646E+03氮167.636 29.290 47 2.308E+05氧45.624 29.460 47 6.317E+04合计333.953 5.455E+05(2) 过热器出料表2过热器三元气带出热量表物料名称kmol kJ/kmol•℃t（℃）热量(kJ)甲醇114.637 47.739 110 6.020E+05水178.139 34.640 110 6.788E+05氮167.636 29.870 110 5.508E+05氧 45.624 30.1201101.512E+05 合 计506.036 1.983E+062.2过热器需要补充热量配料蒸汽带入热量：6.557×105kJ (Cp = 34.64 kJ/kmol·℃) 则需要补充热量为：Q =（19.83－5.455－6.557）×105 = 7.818×105KJ/h至氧化器因为管外为蒸汽管内为混合气，总传热系数推荐K 值 200 kJ / m 2·h·℃×1.1(系数) = 62.72选用 ф1000，L = 3250，F = 67m 2 卧式列管换热器一台。
三、物料衡算和热量衡算化工生产的物料衡算是热量衡算、化工工艺计算及设备计算的基础，因此进行工艺设计时，首先要进行物料衡算。
物料衡算的理论依配料蒸汽110℃ 平均温差m 110℃ 加热蒸汽151.8℃用4kg/cm 2 温度151.8 ℃ 蒸汽加热151.8 过热器甲醇、空气 47℃151.8℃ 151.847.0110.0 104.8 41.8据是质量守恒定律。
热量衡算的理论是能量守恒定律。
本节以60000 t/a甲醛装置的物料衡算和热量衡算进行计算。
年产60000吨37% 甲醛计算3.1计算依据（1）年产量60000 吨（2）工作天数300 天（3）甲醇单耗为：444.651 kg/t 37 % 甲醛（4）尾气组成：表3 尾气组成名称体积分数％名称体积分数％名称体积分数％H218.00 CO2 3.80 CO 0.60O20.20 CH40.20 H2O 2.00 CH2O 0.02 CH3OH 0.10 N275.08（5）成品组成：甲醛：37 %；甲醇：0.5 %；甲酸：0.01 %；水：62.49 %（6）原料甲醇：甲醇：99 % 水：1 %（7）空气量：4866.575 Nm3/h其中O2：21 % ；N2：77.16 % ；H2O：1.84 % （8）反应式CH3OH＋1/2 O2 = CH2O＋H2O –1.576 E+05 kJ/kmol (1)CH3OH = CH2O＋H2+ 9.018 E+04 kJ/kmol (2)CH3OH ＋O2 = CO＋2H2 O –3.930 E+05 kJ/kmol (3)CH3OH＋3/2 O2 = CO2＋2H2O –6.751 E+05 kJ/kmol (4)CH2O＋O2 = CHOOH＋H2 O –4.011 E+05 kJ/kmol (5)CH3OH＋H2 = CH4＋H2O –1.210 E+05 kJ/kmol (6)（9）甲醇蒸发器甲醇进料温度：20 ℃空气进料温度：60 ℃蒸发温度：47 ℃（10）过热器进料温度：47 ℃出料温度：110 ℃加热蒸汽压力：4 kgf/cm2（表压）（11）氧化器：反应室进料温度：110 ℃；反应温度：640 ℃急冷段进料温度：640 ℃；出料温度：160 ℃（12）第一吸收塔：塔底温度：80 ℃塔顶温度：50 ℃循环液浓度：37 %（13）第二吸收塔：塔底温度：50 ℃塔顶温度：40 ℃循环液浓度：15 %（14）第三吸收塔：塔底温度：40 ℃塔顶温度：30 ℃循环液浓度： 2 %3.2物料衡算（1）计算：① 37% 甲醛60000 t/a ÷ 7200h×1000kg/t = 8333.333 kg/h其中醛8333.333×37.0 % = 3083.333 kg/h = 102.778 kmol/h 醇8333.333×0.50 % = 41.667 kg/h = 1.302 kmol/h 酸8333.333×0.01 % = 0.833 kg/h = 0.018 kmol/h水8333.333×62.49 % = 5207.500 kg/h = 289.306 kmol/hΣ：8333.333 kg/h = 393.404 kmol/h②空气流量：4866.575 Nm3 /h ( 标准状态)其中氧4866.575×21 % = 1021.981 m3/h = 1459.972 kg/h = 45.624 kmol/h水4866.575×1.84 % = 89.545 m3/h = 71.956 kg/h = 3.998 kmol/h氮4866.575×77.16 % = 3755.049 m3/h = 4693.811 kg/h = 167.636 kmol/hΣ：4866.575 m3/h =6225.740 kg/h = 217.258 kmol/h③尾气流量：4866.575×77.16 % ÷75.08 % = 5001.397 m3/h其中二氧化碳5001.397×3.80 % = 190.053 m3/h = 373.319 kg/h = 8.485 kmol/h一氧化碳5001.397×0.60 % = 30.008 m3/h = 37.510 kg/h = 1.340 kmol/h甲烷5001.397×0.20 % = 10.003 m3/h = 7.145 kg/h = 0.447 kmol/h氧气5001.397×0.20 % = 10.003 m3/h = 14.290 kg/h = 0.447 kmol/h氢气5001.397×18.0 % = 900.252 m3/h = 80.380 kg/h = 40.190kmol/h水5001.397×2.00 % = 100.028 m3/h = 80.380 kg/h = 4.466mol/h甲醛5001.397×0.02 % = 1.000 m3/h = 1.340 kg/h = 0.045 kmol/h甲醇5001.397×0.10 % = 5.001 m3/h = 7.145 kg/h = 0.223 kmol/h氮气5001.397×75.08 % = 3755.049 m3/h = 4693.811 kg/h = 167.636 kmol/hΣ：5001.397 m3/h = 5295.319 kg/h = 223.277 kmol/h④由反应方程可得各产物消耗的甲醇：根据氧的衡算得反应（1）消耗的甲醇：62.204 kmol/h反应（2）消耗的甲醇：40.636 kmol/h反应（3）消耗的甲醇： 1.340 kmol/h反应（4）消耗的甲醇：8.485 kmol/h反应（6）消耗的甲醇：0.447 kmol/h参加反应的甲醇Σ：113.111 kmol/h产品中甲醇含量： 1.302 kmol/h尾气中甲醇含量：0.223 kmol/h总计甲醇投料(100％)：114.637 kmol/h = 3668.372 kg/h氧醇比：0.398产量(37％甲醛)：8333.333 kg/h甲醇实际投料量(99％)：3705.427 kg/h折合成(100％) 3668.372 kg/h实物单耗：444.651 kg/t技术单耗：440.205 kg/t（2）生产过程中水平衡的计算：尾气带走的水： 4.466 kmol/h = 80.380 kg/h 产品中的含水量：289.306 kmol/h = 5207.500 kg/hΣ：293.771 kmol/h = 5287.880 kg/h空气中的含水量： 3.998 kmol/h = 71.956 kg/h甲醇中的含水量： 2.059 kmol/h = 37.054kg/h 反应（1）生成水：62.204 kmol/h = 1119.676kg/h反应（3）生成水： 2.679 kmol/h = 48.228 kg/h反应（4）生成水：16.969 kmol/h = 305.442kg/h反应（5）生成水：0.447 kmol/h = 8.038kg/hΣ：88.355 kmol/h = 1590.394kg/h 三塔顶加水：33.333 kmol/h = 600 kg/h所以配料蒸汽为：172.083 kmol/h = 3097.486kg/h（3）甲醛装置数据表表4甲醛装置数据表配料浓度氧醇比实物单耗转化率选择性产率54.22 % 0.398444.651kg/t 98.67% 90.864 % 89.656%（4）工艺过程总物料进出总平衡表表5物料总平衡表进料出料物料名称kg/h kmol/h 物料名称kg/h kmol/h 甲醇3705.427 116.695 甲醛8333.333 393.404 醇3668.372 114.637 醛3083.333 102.778 水37.054 2.059 醇41.667 1.302 空气6225.740 217.258 水5207.500 289.306 氧1459.972 45.624 酸0.833 0.018水71.956 3.998 尾气5295.319 223.279氮4693.811 167.636 二氧化碳373.319 8.485配料蒸汽3097.486 172.083 一氧化碳37.510 1.3403#塔加水600.000 33.333 甲烷7.145 0.447氧气14.290 0.447氢气80.380 40.190氮气4693.811 167.636水80.380 4.466甲醛 1.340 0.045甲醇7.145 0.223 合计13628.652 539.369 合计13628.652 616.683（5）尾气组成表6尾气组成表名称二氧化碳一氧化碳甲烷氧气氢气百分浓度% 3.80 0.60 0.20 0.20 18 kmol/h 8.485 1.340 0.447 0.447 40.190 名称甲醇氮气甲醛水百分浓度% 0.10 75.08 0.02 2.00 kmol/h 0.223 167.636 0.045 4.466（6）吸收系统计算设：1＃塔吸收甲醛量即为成品采出量（90％）：102.778 kmol/h×90％=92.5 kmol/h ＝2775.00kg/h。