通过以上分析,我采用银法,该法工艺已相当成熟,并且银法甲醛生产线具有投资小、能耗低、工期短、见效快、能生产高浓度甲醛、物耗又接近铁钼法水平等优点,因此,将它推广为首选的甲醛生产路线,比较适合中国的国情。
3 工艺流程介绍毕业论文
http://www.751com.cn/ 3.1 流程说明
热水 蒸汽 工艺补水 尾气
甲醇
→蒸发器→过热器→三元过滤器 →氧化器 →吸收一塔→吸收二塔
空气 冷却水 甲醛产品
图3—1 电解银法制甲醛工艺流程图
原料气的供给:
原料甲醇用泵连续从甲醇贮槽送至高位槽,一部分甲醇流回至甲醇贮槽,另一部分自高位槽通过甲醇过滤器过滤羰基铁等杂质后,控制一定的流量进入蒸发器;同时,空气经空气过滤器过滤灰尘等杂质后由罗茨鼓风机由蒸发器底部送入,并通过空气放空来控制一定的量。
空气经过滤器由鼓风机鼓入蒸发器。空气鼓泡经过0.8~1m的45℃甲醇液,被甲醇蒸发所饱和,蒸发器顶部装有阻雾设施,分离夹带的甲醇液滴。按照配料要求补加水蒸气。
用热水或蒸气调节蒸发器温度后,控制在45~52℃(依据氧醇比和平衡浓度来定)。甲醇在蒸发器中经空气鼓泡蒸发后,形成均匀混合的三元气体,再通过喷嘴加入不定期定量的水蒸气(即配料蒸气)以调节水醇比,形成配比的三元反应气。原文请+QQ324,9114辣.文^论,文'网
甲醇-水蒸气-空气经过过热器加热到120℃,以保证反应混合气中的甲醇全部气化。因为甲醇液滴进入反应区,会剧烈蒸发,使催化剂床层翻动,造成床层厚度不均,发生短路,而且甲醇蒸发吸热,会降低反应温度,甚至发生熄火不反应。
过热的反应混合气进入阻火器,阻火器起安全隔离作用,当反应器中发生燃烧反应时,不会涉及到前部的蒸发器。再进入过滤器以除去五羰基铁等含铁的杂质。最后于120℃左右进入氧化反应器。
原料所转化为甲醛:
在氧化器的的氧化室中,三元反应气在电解银触媒的作用下发生氧化和脱氢反应生成甲醛,反应温度控制在640℃绝大部分甲醇转化成甲醛,同时会有一些副反应发生。为控制副反应的发生并防止甲醇的分解,转化后的气体经废热锅炉被骤冷到230℃以下,再经冷却段冷却到80~100℃,然后进入第一吸收塔。
反应气体的吸收:
吸收采用双塔循环,二塔用软水作吸收剂,一塔用二塔来的甲醛溶液的稀溶液(二补一)作吸收剂。具体流程:
自氧化器出来的甲醛从一塔底进入,向塔顶流动;二塔来的稀甲醛溶液(二补一)从塔顶加入,一塔循环液从塔顶和塔中部加入,向下流动,气流逆向流动;在此运行过程中大部分甲醛被吸收,并放出大量的热;为控制一定的一塔循环温度以保证吸收效果,一塔出来的循环液经泵送入塔顶和塔中部前,必须经一塔第一冷却器和一塔第二冷却器冷却后,才能送入形成自塔循环。未被吸收的气体由塔顶引出,进入第二吸收塔的底部,由塔顶引出尾气锅炉或支真空系统。
吸收用水由泵经冷却器打到第二吸收塔顶,在二塔内吸收甲醛后,用泵经第二冷却口头冷却后,打到第一吸收塔顶,在一塔内进一步吸收甲醛后,由一塔底引出冷却器流入甲醛贮槽。
产品含甲醛36.7%~37.4%,甲醇6%左右,密度1.1Kg/L。
铁会促使甲醛分解,为了避免铁接触,反应器以后的设备、管路采用铝或不锈钢制成。
3.2 生产工艺影响因素
影响甲醇转化为甲醛反应过程的主要因素有:反应器的结构与状态、催化剂的性能状态、反应温度、氧醇比、停留时间和空间速度、反应压力及原料混合气的纯度,分析如下:
3.2.1 反应器的结构与状态毕业论文
http://www.751com.cn/ 反应器的结构与状态将直接关系到甲醇转化成甲醛的主反应能否顺利进行和减少与防止副反应的发生等问题。设计反应器的结构时应考虑诸如能否让气固两相很好的接触,是否保持良好的催化层状态,反应物在反应器中的流动是否有死角,反应气的速度分布和反应在床层中的阻力是否能均匀,以及反应后的气体能否迅速离开高温区以快速冷却等问题。
3.2.2 催化剂的性能和状态
催化剂在化工生产中被广泛使用,其活性的高低,直接决定着转化的效果的好坏。一般对催化剂的性能要求是要有较高的催化活性,良好的选择性,较强的机械强度,较好的热稳定性和具有一定的抗毒能力。要想有效的发挥催化剂的性能,设计中必须考虑催化剂的铺装方法,考虑床层的严密、平整和均匀性,以使气体能均匀的流经催化剂床层,特别在床层的边缘,热电偶插入等部位要避免和防止沟道旁路,否则这些部位易发生局部反应过热,引起床层烧结和破裂。
3.2.3 反应温度
反应温度的高低会影响物料的反应程度。温度过高,物料会剧烈氧化,生成一些副产品,降低甲醛含量;温度过低,甲醛不能被氧化,达不到生产目的。
对吸热反应的甲醇脱氢反应来说,升温是有利的。醇脱氢反应的平衡常数随温度的升高而增大。自发进行的最低温度为481.6℃,实际生产的反应温度应高于这一温度。
3.2.4 氧醇比原文请+QQ3249'114辣.文^论,文'网
氧醇比是甲醛生产中氧气和甲醇的摩尔比值。氧醇比过高,氧气过量,甲醇会被深度氧化而降低甲醇的转化率;氧醇比过低,甲醇过量,浪费原料。
氧醇比是一个非常重要的参数,它关系到甲醛生产反应过程中的转化率,选择性和安全性等问题,其数学表达式为:
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年产4万吨37%甲醛水溶液的生产工艺初步设计+甲醛生产工艺流程图 第7页下载如图片无法显示或论文不完整,请联系qq752018766