甲醛的课程工艺设计
甲醛工艺设计

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4.6.2 设计要求 确定塔体和封头的厚度。
确定裙座以及地脚螺栓的尺寸。
4.6.3 设计方法步骤
4.6.3.1 材料选择
设计压力为:P = 0.3MPa,属于低压设备,一类容器,介质腐蚀性未提特殊要
求。选用 20R 作为塔体的材料。
11.4.3 吸收工段
由物料衡算知:一吸塔甲醛吸收率为 90%,一吸塔吸收甲醛量为:2112(kg),二吸塔吸收甲醛量为
232.2(kg),HCOOH 量少,计算中忽略不计。
表 11-24 入、出塔各气体的组分量及组成
物料名称
入塔气流量 kmol/h
入塔气组成 mol 分率
被吸收量 kmol/h
出塔气流量 kmol/h
4.5.3 富液出塔管、回流液入塔管
取φ 133×9 u = 1.8 (m/s)
4.5.4 人孔
取 Dg500
4.6 吸收塔设计
4.6.1 已知条件
塔体内径:D = 2000mm,塔高:H = 16m 设计压力:P = 0.3MPa 设计温度:t = 100℃ 介质为 37%的甲醛水溶液 腐蚀裕量:c2 = 2mm
x2 = 0.098, y2 = 0.041 代入上式解得:Ls = 150.8(kmol/h) 把上式整理得:
3
即:
GB ( y y2 ) x2 X Ls 1 y 1 y2 1 x2
1 GB ( y y2 ) x2 Ls 1 y 1 y2 1 x2
X 1.22y 0.055 1.11 0.11y
已知:塔底截面:x1 = 0.2654, y1 = 0.192 塔顶截面:x2 = 0.098, y2,=0.041
在其间再任意取三个截面,先设定 y 值,再计算出 x 值
【良心出品】甲醛,课题设计任务书

化工与材料工程学院毕业设计任务书(工艺设计类)学院专业班(学号)同学:现给你下达毕业设计任务如下,要求你在预定时间内,完成此项任务。
一、设计题目:年产###万吨甲醛的生产工艺设计二、设计主要内容:1.装置的物料衡算;2.装置的热量衡算;3.装置典型设备的工艺计算以及选型;4.管道及仪表流程图(PID图)(1张);5.设备布置图(1张);6.成本核算及初步技术经济评价;7.设计说明书。
三、产品主要规格与参数尾气组成四、原材料及辅助材料主要规格备注中应注明运入装置方式(桶式、槽车、管道进入)五、生产条件(包括年操作日、生产方式及其它限制性条件)1、连续生产,四个班组三班倒;2、年操作日为300日,7200 h;六、基础条件1.建设地点(地址与其它限制性要求):建设地点自定。
七、设计中主要参考资料(包括参考书、资料、规范、标准等)1.中国石化集团上海工程有限公司编. 化工工艺设计手册(上、下册)(第三版). 化学工业出版社,2003.2.时钧,汪家鼎,余国琮,陈敏恒编. 化学工程手册(第二版). 化学工业出版社,1996.3.马沛生编著. 石油化工基础数据手册(第一版). 化学工业出版社,1993.4.黄路,王保国编. 化工设计(第一版). 化学工业出版社,2001.5.贺匡国主编. 化工容器及设备简明设计手册(第二版). 化学工业出版社,2002.6.化工部化工工艺配管设计技术中心站.化工工艺设计施工图内容和深度统一规定(HG 20519-2009). 化工部工程建设标准编辑中心,2010.7.陈志平等编,搅拌与混合设备设计选用手册.化学工业出版社,2004.九、本设计必须完成的任务:1.调查研究、查阅文献和搜集资料;2.阅读和翻译与课题内容有关的外文资料(外文翻译不能少于0.5万汉字);3.撰写文献综述,确定实施方案和分析检测方法;4.工艺流程说明及论述;5.工艺计算;6.安全和环保、经济及社会效益说明;7.撰写毕业设计说明书;8.绘制图纸(执行HG 20519-2009标准)。
甲醛生产工艺设计1

摘要甲醛是一种重要的有机化工原料,主要用于生产酚醛树脂(PP)、脲醛树脂(UF)等,还可用作杀菌剂、消毒剂、防腐剂、溶剂、还原剂以及尿素—甲醛型缓效肥料等,在农业、水处理、涂料、医药以及染料等方面具有广泛的用途。
本套设计是根据国内甲醛工业现状、产品要求,采用铁、钼、钒等金属氧化物作为催化剂,在“铁钼法”传统生产工艺的基础上,设计出具有创新性“铁钼法”工艺,反应原理简单,所得产品纯度高,污染少的一套装置。
关键词:铁钼法,原理方法,工艺设计,尾气循环,物料衡算引言甲醛用途非常广泛,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。
国外甲醛衍生产品多达近百种。
甲醛生产企业应根据本地区的原料及产品供求情况,不失时机和因地制宜的发展一些附加值更高的甲醛衍生产品,加快甲醛衍生产品的品种及其生产技术的发展进程。
与此同时,应重点关注催化剂性能的改进和提高工作,大力加强业已成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料的推广应用,不断提高装置的技术含量,加大技术进步力度。
本次设计在“铁钼法”传统生产工艺的基础上,设计出“尾气循环工艺”、“热量循环工艺”等多种改良创新性节能、环保的新型“铁钼法”工艺,解决了实际生产中尾气、热量的再次利用。
由于甲醛是有毒有害气体,生产过程中一定要注意环保,尾气和废碱,废酸必须经过处理达排放标准后才能排放。
这次设计有成功也有不足。
对所需的各种参数都做到了有据可查,计算过程有理有据。
从铁钼催化法甲醛生产工艺设计流程出发,系统的进行了物料衡算,但是,由于此设计资料有限,反应器的动力学模型无法建立,不能进行反应器设备设计,又因为自身水平的限制,尽管已尽最大努力,最终不足之处仍然存在,希望大家批评指正。
一、甲醛生产的目的及意义甲醛是脂肪族等系列中最简单的醛,化学性质十分活泼,可合成多种化合物,是重要的大宗基本化工原料之一,广泛应用于化工、医药、染料和农业等领域,大部份用作脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺—甲醛树脂的原料,还可用作生物合成香料、合成炸药、合成螯合剂、合成助剂以及合成重要的中间体等,甲醛的用途分布为图1所示。
年产25万吨甲醛生产工艺设计设计

中国矿业大学银川学院本科毕业设计(2015届)题目年产 2.5 万吨甲醛生产工艺设计系别化学工程系专业煤化工年级11 级 2 班学生姓名魏杰指导教师张霞年月日本设计为年产2.5 万吨37%甲醛水溶液的生产工艺设计,本设计采用银催化法工艺,根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证,对整个装置进行了物料与能量的衡算,对主要设备和管道进行了设计及选型,同时对本装置安全生产与“三废”治理作了相关讨论。
关键词: 甲醛: 甲醇: 氧化: 工艺: 电解银:甲醛是重要的有机化工基础原料,是甲醇最重要的衍生物产品之一,甲醛的用途十分广泛,主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等,也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。
目前甲酴的生产均采用甲醇为原料,银催化剂,经空气氧化得到,其浓度为37%左右,其余为水,含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林,是常用的杀菌剂和防腐剂。
甲醛是脂肪族中的最简单的醛,化学性质十分活泼。
甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov 于1895 年通过亚甲基二乙酯水解制得。
1868 年,A.M.Hoffmann 使用铂催化剂,用空气氧化甲醇合成了甲醛,并且确定了它的化学特性。
1886年Loews使用铜催化剂和1910 年Blank 使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。
1910 年,由于酚醛树脂的开发成功,使甲醛工业得到了迅猛的发展。
随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究,其生产工艺的日渐完善,对甲醛生产设备的要求也在不断提高。
工业甲醛生产典型的有机合成工艺,在我国已有近五十年的历史。
我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步,其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。
从我国甲醛的生产现状看,结合毕业实习的相关内容,此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。
在整个设计过程中,按照设计任务书的要求,对年产2.5 万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算,对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算。
甲醛生产工艺设计1

摘要甲醛是一种重要的有机化工原料,主要用于生产酚醛树脂(PP)、脲醛树脂(UF)等,还可用作杀菌剂、消毒剂、防腐剂、溶剂、还原剂以及尿素—甲醛型缓效肥料等,在农业、水处理、涂料、医药以及染料等方面具有广泛的用途。
本套设计是根据国内甲醛工业现状、产品要求,采用铁、钼、钒等金属氧化物作为催化剂,在“铁钼法”传统生产工艺的基础上,设计出具有创新性“铁钼法”工艺,反应原理简单,所得产品纯度高,污染少的一套装置。
关键词:铁钼法,原理方法,工艺设计,尾气循环,物料衡算引言甲醛用途非常广泛,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。
国外甲醛衍生产品多达近百种。
甲醛生产企业应根据本地区的原料及产品供求情况,不失时机和因地制宜的发展一些附加值更高的甲醛衍生产品,加快甲醛衍生产品的品种及其生产技术的发展进程。
与此同时,应重点关注催化剂性能的改进和提高工作,大力加强业已成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料的推广应用,不断提高装置的技术含量,加大技术进步力度。
本次设计在“铁钼法”传统生产工艺的基础上,设计出“尾气循环工艺”、“热量循环工艺”等多种改良创新性节能、环保的新型“铁钼法”工艺,解决了实际生产中尾气、热量的再次利用。
由于甲醛是有毒有害气体,生产过程中一定要注意环保,尾气和废碱,废酸必须经过处理达排放标准后才能排放。
这次设计有成功也有不足。
对所需的各种参数都做到了有据可查,计算过程有理有据。
从铁钼催化法甲醛生产工艺设计流程出发,系统的进行了物料衡算,但是,由于此设计资料有限,反应器的动力学模型无法建立,不能进行反应器设备设计,又因为自身水平的限制,尽管已尽最大努力,最终不足之处仍然存在,希望大家批评指正。
一、甲醛生产的目的及意义甲醛是脂肪族等系列中最简单的醛,化学性质十分活泼,可合成多种化合物,是重要的大宗基本化工原料之一,广泛应用于化工、医药、染料和农业等领域,大部份用作脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺—甲醛树脂的原料,还可用作生物合成香料、合成炸药、合成螯合剂、合成助剂以及合成重要的中间体等,甲醛的用途分布为图1所示。
年产25万吨甲醛生产工艺设计

甲醛(CH₂O)是一种重要的有机化工产品,广泛应用于树脂、涂料、纤维、塑料、医药和农药等领域。
本文将介绍一个年产25万吨甲醛的生产工艺设计。
一、工艺流程该生产工艺采用甲烷与空气氧在催化剂的作用下反应得到甲醛。
具体工艺流程如下:1.原料准备:从工厂和市场采购纯净的甲烷和氧气,确保原料的纯度和稳定性。
2.反应器:将甲烷和氧气进料到反应器中,在催化剂的作用下进行气相氧化反应。
反应器采用立式设计,由不锈钢制成,具有良好的耐腐蚀性和压力稳定性。
3.分离器:将反应产物经过冷却和分离处理。
在分离器中,甲醛被冷却后液化,分离出甲醛和残余的甲烷、氧气和其他杂质气体。
4.精馏塔:利用精馏原理将上一步得到的甲醛进一步纯化。
在精馏塔中,甲醛被加热蒸发,然后通过冷凝冷却成液体,并收集得到纯净的甲醛产品。
5.废气处理:将分离器中产生的残余气体进行处理。
这些气体包括未被完全反应的甲烷和氧气以及其他杂质气体,需要进行净化和排放处理,以符合环保要求。
二、操作条件和参数1.反应器温度:根据催化剂的要求和反应速率的最佳条件,反应器温度设置在300-400摄氏度之间。
2.反应器压力:根据反应的平衡常数和催化剂的要求,反应器压力设置在2-5兆帕之间。
3.催化剂选择:合适的催化剂对甲醛的产率和选择性有重大影响。
通常使用金属催化剂,如银、铜、钯等。
4.原料比例:根据反应的化学计量比,确定甲烷和氧气的进料比例,以保证反应的充分进行。
5.冷却温度:在分离器中,甲醛被冷却后液化,冷却温度一般为15-25摄氏度,以保证甲醛的液化。
三、安全措施1.原料检测:在进料前对甲烷和氧气进行检测,确保其纯度和稳定性。
2.反应器控制:监测和控制反应过程中的温度、压力和进料速率等参数,避免过渡反应和事故发生。
3.废气处理:建立完善的废气处理系统,确保废气中污染物的去除和排放的合规性。
4.防爆措施:由于甲醛具有易燃易爆的特性,需要在生产过程中加强防爆措施,使用防爆设备和控制系统。
甲醛生产工艺设计

甲醛生产工艺设计
甲醛是一种重要的化工原料,广泛应用于树脂、合成纤维、橡胶、塑料等行业,因此甲醛生产工艺设计非常重要。
下面我会介绍一个常用的甲醛生产工艺设计。
1. 原料准备:甲醇和空气是甲醛生产的主要原料,因此需要准备充足的甲醇和空气供应。
2. 催化剂选择:甲醛的生产是通过将甲醇在催化剂的作用下氧化为甲醛。
常用的催化剂包括银催化剂、氯化亚砜催化剂等,选择适当的催化剂对提高甲醛生产效率和质量非常重要。
3. 生产过程:甲醇和空气通过一定比例进入反应器,在催化剂的作用下进行氧化反应。
反应器通常采用高温高压的条件,确保反应的进行。
同时,需要控制反应的温度和压力,以保证反应的效果和安全。
4. 产物分离和纯化:甲醛生产过程中还会伴随着一些副产物的生成,需要对产物进行分离和纯化。
常用的方法包括蒸馏、吸附、冷凝等,可以将甲醛和其他组分分离开来,得到高纯度的甲醛。
5. 安全控制:甲醛作为一种有毒有害物质,工艺设计中需要注意安全控制。
采取合适的工艺措施,确保工艺操作人员的安全。
例如,需要对生产装置进行密封处理,以减少有毒气体的泄漏;安装监测仪器,实时监测关键参数,及时发现异常情况。
以上就是一个常用的甲醛生产工艺设计的概述。
当然,实际的甲醛生产工艺设计还需要结合具体的企业条件、工艺设备等方面进行详细设计。
在设计过程中,还需要充分考虑安全性、经济性和环保性,并根据实际情况进行调整和优化,以达到高效、稳定、可持续生产的目标。
甲醛吸收课程设计

甲醛吸收课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解甲醛的基本性质、用途及危害。
2. 学生能够掌握甲醛吸收的原理及方法。
3. 学生能够了解甲醛在生活环境中的来源及影响。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的甲醛吸收实验。
2. 学生能够通过观察、分析实验现象,提出改进甲醛吸收效果的建议。
3. 学生能够运用科学方法,对甲醛相关问题进行探究和解决。
情感态度价值观目标:1. 学生认识到化学知识在实际生活中的重要性,增强学习化学的兴趣。
2. 学生关注室内空气质量,养成环保意识,积极参与甲醛污染防控。
3. 学生通过小组合作,培养团队协作精神,提高沟通与表达能力。
课程性质:本课程为化学学科,结合生活实际,注重实践操作与理论知识的结合。
学生特点:六年级学生具有一定的化学基础知识,好奇心强,善于观察,喜欢动手操作。
教学要求:教师应注重引导学生主动探究,激发学生兴趣,将理论知识与生活实际相结合,培养学生的实践能力和环保意识。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 甲醛的基本性质:包括甲醛的物理性质、化学性质,以及其在常温下的存在形态。
相关教材章节:第三章“有机物的性质”第二节“醛、酮的性质”。
2. 甲醛的危害及来源:介绍甲醛对人体健康的危害,如刺激呼吸道、诱发癌症等;以及甲醛在家庭、学校等场所的常见来源。
相关教材章节:第四章“环境化学”第一节“室内环境污染”。
3. 甲醛吸收原理及方法:讲解活性炭吸附、化学吸收等甲醛吸收方法,以及其作用机理。
相关教材章节:第五章“化学实验技能”第三节“物质的分离与提纯”。
4. 甲醛吸收实验设计:指导学生设计实验,观察不同吸收剂对甲醛的吸收效果。
相关教材章节:第五章“化学实验技能”第四节“实验设计与评价”。
教学内容安排与进度:第一课时:甲醛的基本性质及危害第二课时:甲醛的来源及吸收原理第三课时:甲醛吸收实验设计与操作第四课时:实验结果分析及讨论三、教学方法本课程采用以下教学方法,旨在激发学生的学习兴趣,提高学生的实践能力和创新思维:1. 讲授法:教师通过生动的语言、形象的表达,讲解甲醛的基本性质、危害及吸收原理等理论知识,为学生奠定扎实的理论基础。
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前言甲醛是重要的有机化工基础原料,是甲醇最重要的衍生物产品之一,甲醛的用途十分广泛,主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等,也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。
目前甲酴的生产均采用甲醇为原料,银催化剂,经空气氧化得到,其浓度为37%左右,其余为水,含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林,是常用的杀菌剂和防腐剂。
甲醛是脂肪族中的最简单的醛,化学性质十分活泼。
甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。
1868年,A.M.Hoffmann使用铂催化剂,用空气氧化甲醇合成了甲醛,并且确定了它的化学特性。
1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。
1910年,由于酚醛树脂的开发成功,使甲醛工业得到了迅猛的发展。
随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究,其生产工艺的日渐完善,对甲醛生产设备的要求也在不断提高。
工业甲醛生产典型的有机合成工艺,在我国已有近五十年的历史。
我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步,其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。
从我国甲醛的生产现状看,结合毕业实习的相关内容,此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。
在整个设计过程中,按照设计任务书的要求,对年产3万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算,对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算,同时也对装置的技术经济状况进行了初步估计。
由于本人能力有限,加上时间较为仓促,在整个设计中难免有错误和不足之处,敬请老师和同行批评指正。
二、设计依据及原则(2.1)设计依据CH2O+CO+H2→HOCH2CHO(2.2)设计指导思想和设计原则主要从能耗、投资、环境等因素考虑。
三、产品方案(3.1)产品名称和性质产品名称:甲醛化学分子式:HCHO 分子量:30.03产品性质A.物理性质甲醛又称蚁醛,是无色有强烈刺激性气味的气体,对空气的比重为1.06,略重于空气,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。
其30%~40%的水溶液为福尔马林液,此溶液沸点为19℃。
故在室温时极易挥发,随着温度的上升挥发速度加快。
甲醛易聚合成多聚甲醛,其受热易发生解聚作用,并在室温下可缓慢释放甲醛。
表1-2 甲醛的物理性质计量单位:见表项目数值密度(g/cm3)-80℃ 0.9151-20℃ 0.8153沸点(101.3kPa)/℃-19熔点℃-118汽化热(19℃)/(kj/mol)23生成热(25℃)/(kj/mol)-116标准自由能(25℃)/(kj/mol)-109.7比热容J/(mol.k)35.2熵J/(mol.k)218.6燃烧热(kj/mol)561~569临界温度℃137.2~141.2临界压力Mpa 6.81~6.66空气中爆炸极限%7.0~73着火点℃430B.化学性质甲醛分子中含有醛基,具有典型的醛类的化学性质,同时又含有羰基碳原子键合的较为活泼的α-H,使甲醛的化学性质十分活泼,能参加与多种化学反应。
在此只介绍几种重要的化学反应。
(1)加成反应1)在有机溶剂中,甲醛与烯烃在酸催化下发生加成反应,通过这种反应,可由单制备双烯烃,并增加一个碳原子,例如甲醛与异丁烯反应得到异戊二烯。
2)在乙炔酮、乙炔银和乙炔汞催化剂存在下,单取代乙炔化合物与甲醛加成生成炔属醇(Reppe反应)。
对乙炔来说,加上2mol甲醛,生成2-丁炔-1,4-二醇,2-丁炔-1,4-二醇进一步加氢生成重要的化学1,4-丁二醇。
3)在碱性溶液中,甲醛和氰化氢反应生成氰基甲醇。
(2)缩合反应甲醇除自身外,能各多种醛、醇、酚、胺等化合物发生缩合反应。
缩合反应是甲醛最重要的化学反应。
1)甲醛能发生自缩合反应,生成三聚甲醛或多聚甲醛。
60%浓甲醛溶液在室温下长期放置就能自动聚合成三分子的环状聚合物。
2)在NaOH溶液中,甲醛自身缩合生成羟基乙醛。
HOCH3CHO它能进一步快速与甲醛缩合生成碳水化合物,俗称Formose反应。
3)甲醛聚糖反应是已知的唯一一步合成碳水化合物的方法,它在生成物多元醇和甲醛生物工程利用中具有潜在的重要意义。
在RhCl(Ph3P)和叔胺催化体系的作用下,在120℃3~12Mpa的条件下甲醛与合成气反应生成贩丙糖、戊糖和己糖。
4)在碱性催化剂作用下,甲醛和酚首先发生加成反应。
生成多羟基苯酚,生成多羟基苯酚受热后,可进一步缩合脱水,生成酚醛树脂。
5)甲醛很容易和氨及胺发生缩合反应,生成链状或环状化合物。
甲醛和氨在20~30℃条件下缩合生成六亚甲基四胺,俗称乌洛托品。
(3)分解反应纯的、干燥的甲醛气体能在80~100℃的条件下稳定存在,在300℃以下时,中醛发生缓慢分解为CO和H2,400℃时分解速度加快,达到每分钟0.44%的分解速度。
300℃HCHO→CO+H2(4)氧化还原反应甲醛极易氧化成甲酸、进而氧化为CO2和H2OO2O2HCHO→HCOOH→CO2+H2O(5)羰基化反应在钴或铑催剂作用下,于110℃和13-15Mpa条件下,甲醛与合成气(H2/CO=1-3)能进行羟基化反应生成乙醇醛,进一步加氢可以生成乙二醇,该反应也称甲醛氢甲酰化反应。
CH2O+CO+H2→HOCH2CHO在羰基铑催化剂和卤化物促进剂的作用下,甲醛与合成气能进行同系化反应生成乙醛,进一步加氢生成乙醇。
(3.2)产品质量规格多年来,我国生产的工业甲醛都是单一的37%(wt)浓度的水溶液,使用中存在浓度低、运输费用高和影响某些下游产品的加工性能及废水处理等问题。
近年来,随着甲醛下游产品的发展和“铁钼法”生产甲醛技术的引进,甲醛产品的规格品种已开始向多种化工方向发展,现根据需要,可生产除37%(wt)浓度以外的37%-55%(wt)浓度的多种甲醛产品供应市场。
由于历史的原因,目前我国工业甲醛执行的产品标准仍是以37%(wt)浓度的产品,我国工业甲醛(37%)的质量大部分都达到优极品标准,有的还根据用户和自身的要求,严格控制酸度和甲醇含量等标准。
但企业间仍存在一定的差异,少数企业优极品率低,质量波动较大。
我国甲醛生产厂家现主要集中地单位:万吨(2003年)200120022003全国276722.5287.6426.6308.97山东4911762.78139.49吉林1020.57.8101 6.09黑龙江1018.557 2.54辽宁22217.68.8 3.62内蒙古50.50.5 1.10.58河南26368.810.5 3.75河北3472.532.430.321.14北京15 3.6 1.40天津412 3.23 2.77山西417 1.850.82陕西24 1.4 1.4 2.46新疆110.30.60.54江苏198831.83346.55浙江10331824.527.44安徽8301112.413.52上海533.523.522.515.29重庆2845 5.55四川823 5.7 5.2 6.19广西37 2.9 3.7 4.27宁夏110.2 1.1 1.14甘肃1 1.5 1.20.40.84云南612.567.313.84贵州2 3.5 1.5 1.8 2.85江西27.5 3.5 4.1 5.5广东128621.623.836.46福建13258.713.913.25湖南5168.19.115.3湖北917.5 3.4 6.716.3海南2 4.5 1.410.88(3.3)产品用途甲醛属于用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品,是甲醇下游产品中的主干,世界年产量在2500万吨左右,30%左右的甲醇都用来生产甲醛。
但甲醛是一种浓度较低的水溶液,从经济角度考虑不便于长距离运输,所以一般都在主消费市场附近设厂,进出口贸易也极少。
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、脲醛树酯、氨基树酯及乌洛托产品。
(3.4)原材料说明原材料名称:甲醇A.物理性质甲醇是最简单的饱和脂肪酸,分子式CH3OH,相对分子质量32.04,常温常压下,纯甲醇是无色透明、易挥发、可燃、略带醇香味的有毒液体。
甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等许多有机液体无限互溶,但不能与脂肪烃类化合物相互溶,甲醇蒸气和空气能形成爆炸性混合物,爆炸极限为6.0%~36.5%(体积)。
B.化学性质甲醇是最简单的饱和脂肪醇,具有脂肪醇的化学性质,即可进行氧化,酯化、羰基化、胺化、脱水等反应;甲醇裂解生CO和H2,是制备CO和H2的重要化学方法。
在此只介绍几种重要的化学反应。
(1)氧化反应甲醇在电解银催化剂下可被空气氧化成甲醛,是重要的工业制备甲醛的方法;(2)酯化反应甲醇可与多种无机酸和有机酸发生酯化反应。
甲醇和硫酸发生酯化反应生成硫酸氢甲酯,硫酸氢甲酯经加热减压蒸馏生成重要的甲基化试剂硫酸二甲酯;(3)羰基化反应甲醇和光气发生羰基化反应生成氯甲酸甲酯,进一步反应生成碳酸二甲酯;(4)裂解反应在铜催化剂上,甲醇可裂解成CO和H2。
四、合成方法及生产技术比较(4.1)甲醛的各种生产工艺比较目前,国内外由甲甲醇生产甲醛主要有以下几种方法:4.1 .1 银催化剂法:用银铺成薄层的银粒为催化剂,控制甲醇过量,反应温度在600-700℃之间。
银法工艺路线心德国BASF公司为代表。
4.1 .2 铁钼催化剂法:用FeO、MO做催化剂,还经常加入铬和钴的氧化物做助催化剂,甲醇与过量的空气混合,经净化,预热,在320-380℃温度下反应生成甲醛。
铁钼催化剂法工艺路线以瑞典PERSTORP公司为典型。
4.1 .3 甲缩醛氧化法:甲缩醛氧化法制取高浓度甲醛由三步进程完成:甲缩醛的合成、甲缩醛氧化和过浓度甲醛吸收与处理。
甲缩醛氧化法是制备高浓度甲醛溶液的另一种方法。
日本旭化成公司于20世纪80年代开发成功的这一生产方法,是将甲醛和甲醇在阳离子交换树脂的催化作用下,采用反应精馏的方法先合成甲缩醛,然后将甲缩醛在铁钼氧化催化剂的作用下,用空气氧化生产甲醛。
4.1 .4 二甲醚氧化法:将二甲醚气体与空气混合,预热后通过多管式固定床反应器,管内装有金属氧化物催化剂,管外用液体导热法移走反应热量。
反应器结构与铁钼法相同。
反应压力为常压,温度450-500℃,空速为1000-4000m/h,催化剂为金属氧化钨,也有氧化铋-氧化钼催化剂的专利发表。
反应气体速冷后进入二段吸收系统,用离子交换法脱去甲酸,制得37-44%(wt%)的甲醛水溶液。
4.1 .5 低碳烷烃直接氧化法:用低碳烃,例如天然气或瓦斯气体中甲烷及丙烷,丁烷等在No催化剂作用下,直接用空气氧化而得到甲醛。