甲醛生产工艺规程2019.4.16

一、概述

1、产品的性质及执行标准

1.1产品的性质

1.1.1产品名称

甲醛(formaldehyde)是最简单的脂肪醛，别名蚁醛。纯甲醛在常温下是一种具有窒息作用的无色气体，有强烈刺激性气味，特别对粘膜和眼睛有刺激作用。甲醛易溶于水，水溶液为无色透明液体，具有强烈的刺激气味，俗称为福尔马林。

甲醛已成为最重要的、应用十分广泛的基本有机化工原料之一，它的衍生物已达上百种。主要衍生产品有脲醛树脂、酚醛树脂、新戊二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、乌洛托品、多聚甲醛、聚甲醛、吡啶及其化合物等。

1.1.2甲醛的性质

危险化学品说明书（见附件1《安全技术说明书》）

1.1.3执行标准

2、原辅料的性质及执行标准

2.2.1原料名称

甲醛生产使用的原料主要为：甲醇

理化性质：无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。分子式 C-H4-O。分子量32.04。相对密度0.792(20/4℃)。熔点-97.8℃。沸点64.5℃。闪点 12.22℃。

自燃点463.89℃。蒸气密度 1.11。蒸气压 13.33KPa(100mmHg 21.2℃)。蒸气与空气混合物爆炸下限 6～36.5 % 。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。遇热、明火或氧化剂易着火。

用途：基本有机原料之一。主要广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域的基本有机化工原料，可开发出100多种高附加值化工产品。

2.2.2甲醇的性质

危险化学品说明书（见附件2《安全技术说明书》）

2.2.3执行标准

甲醇应符合GB338—2011标准

二、甲醛生产原理

我厂采用的是电解银催化剂生产甲醛。原料甲醇气、空气、水蒸气按一定配比在630-6600C下在电解银催化剂表面上进行表面反应生成甲醛气及少量未反应的甲醇气，经吸收塔吸收后成品为甲醛40%(体积比）无色透明液体。

反应原理：

以银为催化剂将甲醇经空气氧化为甲醛气用水吸收制成37±0.5（重量法）的甲醛溶液。

当甲醇、空气和水蒸气混合进入反应器，在催化剂上发生催化作用而生成甲醛，其主要反应是氧化脱氢反应。

CH3OH ＋O2 → HCHO ＋H2O ＋157.25 千焦（1）

CH3OH → HCHO ＋H2－90.58千焦（2）

甲醇氧化反应（1）在2000C左右开始进行，因此预热进入反应器的原料混合气，必须用电炉丝加热点火。当催化床温度升到2000C左右，反应（1）开始缓慢进行。它是一个预热反应，放出的热量使催化床温度逐渐升高，又使反应（1)不断加快。因此点火催化剂床温度升高是非常迅速的。

甲醇脱氢反应（2）在低温下几乎不进行。当催化床温度达到6000C以后反应（2）成为主要反应，脱氢反应是一个吸热反应，因此反应（2）的发生对控制氧化温度有利。

在主反应进行的同时，在反应器中还发生下列副反应：

CH3OH ＋3\2O2 →CO2 ＋2H2O ＋674.32 千焦（3）

CH3OH ＋O2 →CO＋2H2O ＋391.75 千焦（4）

CH30H ＋H2 → CH4＋H2O＋139.53千焦（5）

HCHO ＋1/2O2→ HCOOH→ CO＋H2O （6）

生产甲醛主要有以上几个反应。只有甲醇脱氢是吸热反应，其余皆是放热反应，因此生产上不需要外界供热，而且混合气中进行水蒸气以便将多余的热量从反应系统中移去，使反应正常进行。几个副反应都消耗甲醇，生成的惰性气体从塔顶排出，降低了反应效率，因此工业生产上通过控制一定的反应条件，尽可能减少副反应的发生。

三、甲醛的生产工艺流程

1、甲醛生产工艺流程

1.1甲醛生产工艺流程说明

原料甲醇液由甲醇送料泵连续送至高位槽，自高位槽以一定的流量送入蒸发器内，同时由鼓风机向蒸发器底部送入一定量的空气，在蒸发器内形成鼓泡，蒸发温度控制在40-50℃左右，蒸发出的二元气体甲醇汽和空气在过热器前与蒸汽配料汇合成三元气体，三元气体经过热器加热至110℃以上，再途经气相过滤器进一步过滤后进入氧化器，在600-650℃的电解银催化剂床层上发生反应，生产甲醛、水、氢气和一些副反应气体，为控制副反应的发生和甲醛的分解，转化的甲醛气体通过废热锅炉和冷水段换热器时被骤然冷却到200℃以下，然后进入吸收一塔进行吸收，未被吸收的气体由一塔顶部排出，进入吸收二塔进行吸收，二塔未被吸收的气体由二塔顶直接进入三塔循环吸收，剩余的未被吸收的气体从三塔顶部排出，进入尾气锅炉燃烧，产出气体水蒸气供生产使用，三塔循环吸收的同时，一定量的软水自三塔顶部注入作为三塔的循环液循环吸收，三塔的多余循环液经溢流口进入二塔作为二塔的循环液循环吸收，二塔的多余循环液经溢流口进入一塔循环吸收。从一塔循环液中取出一部分作为成品甲醛注入甲醛中间槽，在混配到符合国家现在标准，通过计量包装售出。

1.2甲醛生产工艺流程图

2.甲醛生成各工段工艺说明

2.1原料成品工序：

本工序主要任务，负责原料甲醇按生产要求均匀输送，成品甲醛计量入库。2.2蒸发工序：

本工序主要任务负责原料气（即合乎生产要求的甲醇与空气的混合气体）的制备，甲醇与空气的比值：0.37 ~ 0.39

蒸发的意义：

空气中的氧气是参加反应的原料之一，所以本工序是将一定量的空气通过风机

压入蒸发器和液体甲醇直接接触，鼓泡汽化，在一定的蒸发温度和压力下。甲醇和空气的分压比例是一定的，据此，根据反应要求便可控制一定的氧醇分子比。蒸发后的二元气体再通入一定量的水蒸汽制成：甲醇——水蒸汽——空气三元混合气体。通入水蒸汽的目的是要将三元混合气体控制在甲醇蒸汽在空气中的爆炸范围以外。

混合气体的比例对接触转化，甚至对整个甲醛生产来说有着极其重要的意义，所以本工序的任务是使甲醇——水——空气完全达到生产所需要的比例，而不是一般地将溶液蒸发，三元配比是直接影响反应安全的一个重要因素，实际生产中必须十分重视它。

其中：（1）空气中的氧的公斤分子数与甲醇的公斤分子数之比又称为氧醇比，生产实践表明氧醇比控制在0.37~0.39能得到比较满意的生产效果；（2）三元气体

配料浓度100%

制在56~60%。

2.3配备混合气体过程：

甲醇从甲醇贮槽由泵打入甲醇高位槽，从甲醛高位槽出来经过转子流量计，液位浮球槽进入蒸发器底部，同时，从蒸发器底部送入由罗茨鼓风机来的一定量的空气。甲醇和空气在这里混合，并被间接加热。在45—49℃的温度下，便能得到符合生产要求的甲醇、空气混合气体——甲醇——空气二元混合气体，从蒸发器顶部经阻雾网除去雾滴后再通入一定量的水蒸汽，然后进入过热器，用蒸汽间接加热至110℃。避免蒸汽冷凝，由此得到的三元过热原料气经过阻火器、过滤器进入转化系统。

蒸发温度由系统阻力和氧醇比来决定，一般在开车初期阻力小，蒸温便底。随