银法甲醛生产工艺

一、 55%高浓度甲醛产品简介

1.1用途

1、生产多种重要的工业原料：甲醛被用于生产酚醛树脂、脲醛树脂等，这些原料进一步被用于制造涂料、粘合剂等。此外，甲醛还用于生产聚甲醛(pom)、多聚甲醛等成为各种塑料的原料。

2、在医学和生物学领域的应用：甲醛在医学上被用来消毒和防腐，例如用于医疗器械的消毒和某些手术的防腐。在生物学中，甲醛是制备生物防腐剂和杀菌剂的重要原料。

1.2甲醛物性

结构式：

分子式：CH₂O

分子量：30.03

性状：无色气体，有刺鼻气味

溶解性：易溶于水，溶于乙醇等多数有机溶剂。

熔点（℃）：-92；

沸点（℃）：-19.4

燃烧性：易燃

闪点（℃）：-19.4

相对密度（空气=1）：1.07

1.3产品规格

1、国标甲醛溶液规格

表1.1工业用甲醛溶液（GB/T9009-2011）

本项目所用原料为50%级优等品甲醛溶液。

2、我司55%甲醛溶液产品规格

表1.2

3、副产品蒸汽规格

表1.3

二、 原料辅料公用工程规格

2.1原料的主要技术规格

1、原辅材料

本项目涉及的主要原辅材料如表2.1所示。

表2.1主要原辅材料一览表

2、原料质量指标

表 2.2 工业用甲醇标准（ GB 338-2011）

2.2公用工程规格

表2.3

2.3 55%甲醛溶液生产单耗

表2.4

三、 银法甲醛生产技术简介

3.1流程简述

3.1.1 反应原理

在甲醇过量的条件下，甲醇、蒸汽和空气混合物在银催化剂作用下进行氧化反应生产甲醛，甲醛等混合气经过急冷段冷却后去吸收塔由水吸收后经冷却生成甲醛溶液，根据需要可生产不同浓度的甲醛溶液。

反应方程式：

主反应：

CH₃OH CH₂ O + H₂  －85.27 kj/mol                                           (1)

（气相）                       （气相）

CH₃OH + 1/2 O      CH₂ O + H₂O   + 156.557 kj/mol                             (2)

（气相）              650℃   （气相）

副反应：

CH₃OH + 3/2 O₂ C O₂ + 2 H₂O + 675.99 kj/mol                                       (3)

（气相）                  （气相）

CH₂O CO + H₂  －5.375 kj/mol                                                  (4)

（气相）                （气相）

H₂ + 1/2 O₂ H₂ O  + 241.83 kj/mol                                                    (5)

（气相）                 （气相）

从反应方程式来看：

甲醛的生成反应：（1）（2）；

甲醇的消耗反应：（1）（2）（3），其中（3）为甲醇的损失反应；

氧气的消耗反应：（2）（3）（5）；

甲醛的消耗反应：（4）。

3.1.2 工艺流程简述

生产过程分为：蒸发、氧化反应、吸收、尾气处理工序。

1、蒸发

原料甲醇从甲醇计量槽用甲醇泵经过流量计计量，使用甲醇过滤器过滤后送入甲醇蒸发器。 空气经空气过滤器被吸入变频控制的罗茨鼓风机。控制一定流量进入蒸发器，空气流量与甲醇流量比为（A/M=1.8～2.0）。

0.4MPa水蒸汽由蒸汽管路进入蒸汽除雾器，过滤后再进入蒸发器上部。

蒸汽流量与甲醇流量比为（S/M=0.3～0.7）。

甲醇蒸气、空气混合气体从蒸发器中部经除雾后再通入一定量的水蒸汽， 后进入过热器，经间接加热至 110~130℃左右，目的是避免蒸汽和甲醇冷凝。由此得到的混合过热气体经过阻火过滤器便进入氧化器。

系统运行正常后可以加入部分的生产尾气来减少配料蒸汽的用量。

2、氧化反应

氧化反应工序是甲醛生产中关键工序。来自阻火过滤器已预热至110℃左右的甲醇、水蒸汽、空气、尾气的混合气体进入氧化器顶部，自上而下均匀通过触媒层，甲醇在银催化剂作用下生成甲醛。

醇氧化为甲醛的反应，需要在200℃以上才开始进行，对于正常生产，反应放出的反应热便可预热原料气至所需的反应温度。而在刚开车时，还必须对原料气进行加热，所

以银催化剂层上方装有电热丝加热器，待温度升至 300~500℃左右时切断电源，反应热使氧化器催化剂层温度自然上升至600℃左右，达到甲醛转化最佳活性温度。适当调整风量可控制氧化器银催化剂层温度在600℃左右。

氧化后含有甲醛的高温气经过工艺汽包设置在氧化器内的列管急冷段，降温至120~150℃左右，然后进入吸收塔吸收。

甲醛的氧化反应即甲醇氧化生成甲醛的反应，在 200℃以上各种温度范围内都可以进行。而甲醇脱氢反应的平衡转化率与温度关系比较大；当温度升高时，甲醇脱氢反应的平衡转化率很快增加，而到 625℃以后再升高温度时，平衡转化率增加就很缓慢，因此温度较高对甲醇的脱氢反应是有利的。 但是温度过高不仅脱氢反应进行缓慢，而且消耗甲醇的副反应也会相应加快。同时由于温度过高，电解银催化剂的熔结现象也会越来越严重，催化剂的活性也会受到影响，催化床的阻力也会显著上升。所以温度究竟取何值，取决于催化剂的活性和热稳定性，一般控制在 600℃左右为宜。

3、吸收

产生的高温甲醛气体进入第一吸收塔（内为两级吸收）。混合气由塔底进入，自下而上与塔顶喷淋的甲醛吸收液逆流接触，将大部分甲醛吸收，甲醛气溶于水形成甲醛液体从第一吸收段塔底排出。设计吸收效率90%以上，吸收液甲醛浓度约为55%，经冷却器冷却温度50~60℃后进入甲醛接收槽。

经第一吸收塔两级吸收后，多余未吸收的混合气进入第二吸收塔（内为两级吸收）与吸收液混合后生成稀甲醛液体，塔底混合液甲醛浓度约为5~8%左右，经冷却后返回前第一吸收塔继续吸收甲醛气体浓缩，反复循环达到要求浓度后，从第一吸收塔塔底排入成品甲醛储罐，再泵入甲醛罐待用。

采出的55%甲醛溶液送入甲醛中间罐储存，保持温度在50～70℃之间防止甲醛自聚。经甲醛输送泵送入缩醛单元或罐区保温储罐。

4、尾气处理

第二吸收塔塔顶排出的未吸收气体称为工艺尾气主要成分包括甲醇、甲醛、甲烷、氢等多种可燃气体和二氧化碳、氮，主要成分是氢（含量约15~22%V/V）一部分通过循环风机返回甲醇蒸发器作为原料气的配料气，一部分通过风机加压后进入尾气焚烧炉作为燃料对缩醛装置产生的不凝尾气进行焚烧，焚烧过程放出的热量在废热锅炉产生蒸汽，供生产使用。

甲醛工艺尾气和缩醛工艺尾气通过管道分别进尾气焚烧炉，甲醛工艺尾气作为燃烧介质，缩醛工艺尾气作为被焚烧的尾气。当甲醛工艺尾气不稳定或停产时候使用天然焚烧尾气（甲醛工艺尾气、缩醛工艺尾气）。

尾气焚烧炉设有常明灯、火焰检测器、熄火保护装置、炉膛火焰视频监控、炉膛温度报警、连锁炉膛泄爆口等安全设施。尾气焚烧炉设置自动点火程序，点火失败后 3s 连锁切断天然气进气阀，重新置换炉膛，再次点火，直至着火正常。甲醛生产稳定后，甲醛工艺尾气可以作为燃料稳定的焚烧缩醛工艺尾气尾气，则慢慢关闭天然气阀门。焚烧炉汽包设有压力与液位的监测、报警、控制安全设施。

3.2流程简图

3.3甲醛装置三废处理

本项目“三废”排放及治理情况见下表。

3.4甲醛装置占地

以5万吨t/a（37%）甲醛装置为例，占地面积30米*11.5米。如下图所示。

四、 银法甲醛工程案例

1、五万吨每年甲醛装置

2、七万吨每年甲醛装置

五、工程服务内容

5.1工程服务方式

1) 单独提供工艺包和技术服务

2) 工艺包+技术服务+设计

3) 工艺包+技术服务+设计+核心设备

4) 工艺包+技术服务+设计+设备采购

5) 工艺包+技术服务+设计+设备采购+安装工程施工+装置调试指导

5.2工程范围

主车间内部除土建、钢结构、消防、监控、给排水、催化剂以外的所有工程内容

5.3工程周期

自预付款支付起，主要设备到厂需要5个月，安装工程3个月，总建设周期约8个月。