銀法甲醛生產工藝

一、 55%高濃度甲醛產品簡介

1.1用途

1、生產多種重要的工業原料：甲醛被用于生產酚醛樹脂、脲醛樹脂等，這些原料進一步被用于制造涂料、粘合劑等。此外，甲醛還用于生產聚甲醛(pom)、多聚甲醛等成為各種塑料的原料。

2、在醫學和生物學領域的應用：甲醛在醫學上被用來消毒和防腐，例如用于醫療器械的消毒和某些手術的防腐。在生物學中，甲醛是制備生物防腐劑和殺菌劑的重要原料。

1.2甲醛物性

結構式：

分子式：CH₂O

分子量：30.03

性狀：無色氣體，有刺鼻氣味

溶解性：易溶于水，溶于乙醇等多數有機溶劑。

熔點（℃）：-92；

沸點（℃）：-19.4

燃燒性：易燃

閃點（℃）：-19.4

相對密度（空氣=1）：1.07

1.3產品規格

1、國標甲醛溶液規格

表1.1工業用甲醛溶液（GB/T9009-2011）

本項目所用原料為50%級優等品甲醛溶液。

2、我司55%甲醛溶液產品規格

表1.2

3、副產品蒸汽規格

表1.3

二、 原料輔料公用工程規格

2.1原料的主要技術規格

1、原輔材料

本項目涉及的主要原輔材料如表2.1所示。

表2.1主要原輔材料一覽表

2、原料質量指標

表 2.2 工業用甲醇標準（ GB 338-2011）

2.2公用工程規格

表2.3

2.3 55%甲醛溶液生產單耗

表2.4

三、 銀法甲醛生產技術簡介

3.1流程簡述

3.1.1 反應原理

在甲醇過量的條件下，甲醇、蒸汽和空氣混合物在銀催化劑作用下進行氧化反應生產甲醛，甲醛等混合氣經過急冷段冷卻后去吸收塔由水吸收后經冷卻生成甲醛溶液，根據需要可生產不同濃度的甲醛溶液。

反應方程式：

主反應：

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

（氣相）                       （氣相）

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

（氣相）              650℃   （氣相）

副反應：

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

（氣相）                  （氣相）

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

（氣相）                （氣相）

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

（氣相）                 （氣相）

從反應方程式來看：

甲醛的生成反應：（1）（2）；

甲醇的消耗反應：（1）（2）（3），其中（3）為甲醇的損失反應；

氧氣的消耗反應：（2）（3）（5）；

甲醛的消耗反應：（4）。

3.1.2 工藝流程簡述

生產過程分為：蒸發、氧化反應、吸收、尾氣處理工序。

1、蒸發

原料甲醇從甲醇計量槽用甲醇泵經過流量計計量，使用甲醇過濾器過濾后送入甲醇蒸發器。 空氣經空氣過濾器被吸入變頻控制的羅茨鼓風機。控制一定流量進入蒸發器，空氣流量與甲醇流量比為（A/M=1.8～2.0）。

0.4MPa水蒸汽由蒸汽管路進入蒸汽除霧器，過濾后再進入蒸發器上部。

蒸汽流量與甲醇流量比為（S/M=0.3～0.7）。

甲醇蒸氣、空氣混合氣體從蒸發器中部經除霧后再通入一定量的水蒸汽， 后進入過熱器，經間接加熱至 110~130℃左右，目的是避免蒸汽和甲醇冷凝。由此得到的混合過熱氣體經過阻火過濾器便進入氧化器。

系統運行正常后可以加入部分的生產尾氣來減少配料蒸汽的用量。

2、氧化反應

氧化反應工序是甲醛生產中關鍵工序。來自阻火過濾器已預熱至110℃左右的甲醇、水蒸汽、空氣、尾氣的混合氣體進入氧化器頂部，自上而下均勻通過觸媒層，甲醇在銀催化劑作用下生成甲醛。

醇氧化為甲醛的反應，需要在200℃以上才開始進行，對于正常生產，反應放出的反應熱便可預熱原料氣至所需的反應溫度。而在剛開車時，還必須對原料氣進行加熱，所

以銀催化劑層上方裝有電熱絲加熱器，待溫度升至 300~500℃左右時切斷電源，反應熱使氧化器催化劑層溫度自然上升至600℃左右，達到甲醛轉化最佳活性溫度。適當調整風量可控制氧化器銀催化劑層溫度在600℃左右。

氧化后含有甲醛的高溫氣經過工藝汽包設置在氧化器內的列管急冷段，降溫至120~150℃左右，然后進入吸收塔吸收。

甲醛的氧化反應即甲醇氧化生成甲醛的反應，在 200℃以上各種溫度范圍內都可以進行。而甲醇脫氫反應的平衡轉化率與溫度關系比較大；當溫度升高時，甲醇脫氫反應的平衡轉化率很快增加，而到 625℃以后再升高溫度時，平衡轉化率增加就很緩慢，因此溫度較高對甲醇的脫氫反應是有利的。 但是溫度過高不僅脫氫反應進行緩慢，而且消耗甲醇的副反應也會相應加快。同時由于溫度過高，電解銀催化劑的熔結現象也會越來越嚴重，催化劑的活性也會受到影響，催化床的阻力也會顯著上升。所以溫度究竟取何值，取決于催化劑的活性和熱穩定性，一般控制在 600℃左右為宜。

3、吸收

產生的高溫甲醛氣體進入第一吸收塔（內為兩級吸收）。混合氣由塔底進入，自下而上與塔頂噴淋的甲醛吸收液逆流接觸，將大部分甲醛吸收，甲醛氣溶于水形成甲醛液體從第一吸收段塔底排出。設計吸收效率90%以上，吸收液甲醛濃度約為55%，經冷卻器冷卻溫度50~60℃后進入甲醛接收槽。

經第一吸收塔兩級吸收后，多余未吸收的混合氣進入第二吸收塔（內為兩級吸收）與吸收液混合后生成稀甲醛液體，塔底混合液甲醛濃度約為5~8%左右，經冷卻后返回前第一吸收塔繼續吸收甲醛氣體濃縮，反復循環達到要求濃度后，從第一吸收塔塔底排入成品甲醛儲罐，再泵入甲醛罐待用。

采出的55%甲醛溶液送入甲醛中間罐儲存，保持溫度在50～70℃之間防止甲醛自聚。經甲醛輸送泵送入縮醛單元或罐區保溫儲罐。

4、尾氣處理

第二吸收塔塔頂排出的未吸收氣體稱為工藝尾氣主要成分包括甲醇、甲醛、甲烷、氫等多種可燃氣體和二氧化碳、氮，主要成分是氫（含量約15~22%V/V）一部分通過循環風機返回甲醇蒸發器作為原料氣的配料氣，一部分通過風機加壓后進入尾氣焚燒爐作為燃料對縮醛裝置產生的不凝尾氣進行焚燒，焚燒過程放出的熱量在廢熱鍋爐產生蒸汽，供生產使用。

甲醛工藝尾氣和縮醛工藝尾氣通過管道分別進尾氣焚燒爐，甲醛工藝尾氣作為燃燒介質，縮醛工藝尾氣作為被焚燒的尾氣。當甲醛工藝尾氣不穩定或停產時候使用天然焚燒尾氣（甲醛工藝尾氣、縮醛工藝尾氣）。

尾氣焚燒爐設有常明燈、火焰檢測器、熄火保護裝置、爐膛火焰視頻監控、爐膛溫度報警、連鎖爐膛泄爆口等安全設施。尾氣焚燒爐設置自動點火程序，點火失敗后 3s 連鎖切斷天然氣進氣閥，重新置換爐膛，再次點火，直至著火正常。甲醛生產穩定后，甲醛工藝尾氣可以作為燃料穩定的焚燒縮醛工藝尾氣尾氣，則慢慢關閉天然氣閥門。焚燒爐汽包設有壓力與液位的監測、報警、控制安全設施。

3.2流程簡圖

3.3甲醛裝置三廢處理

本項目“三廢”排放及治理情況見下表。

3.4甲醛裝置占地

以5萬噸t/a（37%）甲醛裝置為例，占地面積30米*11.5米。如下圖所示。

四、 銀法甲醛工程案例

1、五萬噸每年甲醛裝置

2、七萬噸每年甲醛裝置

五、工程服務內容

5.1工程服務方式

1) 單獨提供工藝包和技術服務

2) 工藝包+技術服務+設計

3) 工藝包+技術服務+設計+核心設備

4) 工藝包+技術服務+設計+設備采購

5) 工藝包+技術服務+設計+設備采購+安裝工程施工+裝置調試指導

5.2工程范圍

主車間內部除土建、鋼結構、消防、監控、給排水、催化劑以外的所有工程內容

5.3工程周期

自預付款支付起，主要設備到廠需要5個月，安裝工程3個月，總建設周期約8個月。