甲醛生产工艺流程模板.doc

甲醛生产工艺步骤 具体工艺步骤以下:原料甲醇由甲醇计量槽经甲醇泵输送至甲醇高位槽，保持一定流量经过滤后进入甲醇蒸发器，同时由罗茨鼓风机将经过滤后空气送入甲醇蒸发器底部。甲醇经加热*后气化及空气夹带，和空气形成二元混合气；再和通入一定流量蒸汽相混合，形成三元混合气，三元混合气经过热器过热后，逐进入阻火过滤器，再次过滤后三元混合气进入氧化器，在氧化室加热元件高温和电解银催化剂作用下，发生氧化脱氢反应。反应气体快速经过氧化器急冷段并在急冷段冷却下，进入1#吸收塔循环吸收，循环液部分采出即为成品甲醛溶液(浓度37%左右)，并送入甲醛计量槽及甲醛成品槽。经1#吸收塔循环吸收后尾气进入2#吸收塔，以脱盐水作为吸收剂，经2#吸收塔循环吸收后尾气*，经尾气液封槽，最终进入尾气处理装置作为燃料燃烧，燃烧后尾气直接进入大气，达成零污染排放。尾气处理装置所副产蒸汽可并网外供。氧化器总来讲 , 不管什么样工艺路线 , 优异也好不那麽优异也罢 , 只要是以甲醇为原料，总是离不开甲醇输送、蒸发、原料气 ( 空气、配料、甲醇气 ) 净化 , 过滤阻火 , 转化反应 , 冷却吸收，产品贮运等步骤。各步骤手段不一样和不一样组合方法形成不一样工艺路线。下面先按操作单元异同作一介绍 . 首先来看原料计量 , 它是统计单耗高低一个手段 , 因不一样厂家统计方法不一样能够表现出相当悬殊单耗差异 . 通常计量用计量罐 , 靠事先标示好刻度，计量出甲醇、甲醛重量。实际上它得到是体积数 , 受气温和介质含量影响较大 , 冬夏单耗就可能有很大不一样 . 有些厂家有多种多样流量计好部分还带有压力、温度赔偿 , 可靠性也就高部分。 计量好甲醇进系统有两种方法。一个用泵将甲醇打入高位槽 , 然后依靠位差压入蒸发系统。另一个用泵直接进料 , 前一个易受系统压力影响 , 也有一定挥发损失 , 后一个需要上料泵不停运转 , 如泵出现故障 , 则处理要立即果断，预防断料造成蒸发器低液位引发安全事故 . 在蒸发器中甲醇受热蒸发 , 其热源有水蒸气、热水、热甲醛溶液等 . 水蒸气来自系统自产或外管网 , 通常为低压蒸气。热水则来自热水循环系统 , 其热源靠循环热水吸收氧化反应器下段反应生成气低品位热量得到补充 . 经过循环首先将反应生成热气体深入降温 , 同时也将热量传输给甲醇蒸发器蒸发甲醇。热甲醛液循环类似热水循环 , 区分在于热量起源不一样 . 它是把吸收塔底部热甲醛液循环经过蒸发器 , 在甲醇蒸发过程中吸收热量 , 降温后甲醛液在经过吸收塔冷却器深入冷却后重新返回吸收塔上部吸收甲醛 . 这两种蒸发加热步骤全部属于节能步骤 , 蒸发器充当了反应生成气或一塔甲醛冷却器 . 区分在于热水循环工艺中蒸发器外壳和循环水管道能够用碳刚制造 , 节省制造成本 , 而热甲醛循环工艺中蒸发器和配管必需是全不锈钢 . 但反过来热甲醛循环步骤较热水循环步骤节省一套热水循环系统 , 包含热水泵和热水循环槽 , 既节省了设备投资又降低了电耗 . 蒸发系统另一个不一样点在于有没有过滤器。蒸发器中甲醇在使用过程中总是会不停变黄 . 新建甲醛厂有在甲醇蒸发器底部装过滤器做法 , 过滤介质能够用海绵 , 过滤棉和河沙及其它们组合 . 通常在甲醇上料泵入口和蒸发器底部排污口经过过滤器连接一条带流量计管道 , 必需时能够让甲 空气加入和净化也有不一样作法 . 在木材厂和化肥厂等粉尘比较大地方有用水洗塔净化空气 , 在比较开阔地方空气质量比很好 , 通常见固体介质过滤 . 常见介质是海绵 , 单面绒布和玻璃棉被 . 设备有圆筒平板形 , 长方体形等多种形式 . 长方体形过滤器是用角铁焊成长方体形骨架外敷以过滤介质 , 周围压紧 , 五面进气 , 因为过滤面积大 , 气速低阻力小不易穿透 , 固能起到有效过滤作用。水洗净化也很好 , 需要一套循环水系统和气液分离器 , 蒸发器中平衡浓度下降比较快 , 要注意调整蒸发温度 . 单层平板式空气过滤器过滤面积比较小 , 压力降比较大些 , 在过滤介质铺装细节上更应该注意 , 处理不好可能会使气体走短路而达不到过滤作用 . 净化后空气进入系统也有不一样方法 . 传统方法是空气优异入蒸发器底部 , 经过空气分布管鼓泡经过蒸发器中甲醇液 , 带动甲醇一起蒸发 . 这种方法习用多年 , 大家全部很熟悉 , 此处不再多讲 . 另一个方法是净化后空气不经过蒸发器而是直接进入系统 , 依据工艺不一样要求依靠仪表调整空气加入量。 反应原料气混合常见是空气进入蒸发器在蒸发器上部先形成二元混合气 , 然后在进入过热器前再加入配料气最终形成三元混合气 . 多年来又有新做法 . 空气、甲醇、配料气体各自独立进入称为混合器设备中 , 混合器内部有专用混合头 , 气体进入混合器后得到充足混合 . 也有使用文丘里喉管高效结构进行气体混合 . 如空气经过预热后进入混合器最前部 , 甲醇靠和蒸发器相连再沸器加热汽化 , 在保持一定压力下经过流量计定量加入混合器前中部 , 配料蒸气或其它惰性气体靠本身压力或输送设备作用进入混合器另一部位 . 然后空气、配料气和甲醇气在混合器中折流经过得到深入混合 , 然后进入阻火过滤器。 阻火过滤器差异关键指因过滤层面积 , 过滤材质性能等不一样造成过滤效果差异 . 现在阻火过滤器结构形式有单层和复层过滤袋 , 过滤材质有一般和专用高效过滤材质 . 单层过滤器过滤面积相对比较小 , 阻力上升快 , 轻易穿透 ; 复层过滤和袋式过滤器面积相对大得多 , 有些还带有反吹结构 , 能够定时对玻璃棉用蒸气反吹 , 节省人力 , 延长使用周期 . 专用亚高效过滤块在新型工艺中被首次采取 , 它是多层玻纤布经过专门设备折叠压制而成 , 阻力小 , 过滤效果好安装方便 . 当然价格也相对贵部分 . 经过充足混合后净化原料气在进入氧化器反应前必需被加热到一定温度以上以免混合气中甲醇和配料水蒸气冷凝 . 具体加热到多少度适宜也有多个说法 , 现有 120 以上习惯作法 , 也有新兴免过热技术 , 通常多数控制在 110 左右 . 经过精心处理原料气能否高收率地转化成甲醛还要看氧化器结构情况和具体工艺操作。氧化器作为甲醇脱氢氧化反应生成甲醛装置中关键设备，其结构、型式、运行好坏直接影响该装置单耗、产品质量及使用寿命 . 能够说氧化器是甲醛生产心脏。为此很多从事甲醛生产研究专业技术人员进行了大量细致工作。中国最早氧化器是开放式，平板结构，反应后甲醛生成气进入一冷却水槽，靠列管壁外循环冷却水冷却，冷却水没过上管板，管板完全浸在水中不受气蚀影响和应力腐蚀，所以寿命较长，冷却比较充足，单耗相对比较低。但它致命缺点是浪费了可利用热源。 1980 年以后基础上被能产蒸气急冷段替换了热水槽，形成了第二代有余热利用节能氧化器。 醇蒸发器中脏甲醇部分循环净化 . 净化后甲醇大多重新返回蒸发器 , 鲜有返回储 现在氧化反应器大多数以圆形为主，包含平管板、椭圆管板、蝶形管板等。平管板氧化器因其上管板比较厚，加上产生水蒸气出路不畅，轻易被高差引发应力破坏和腐蚀，寿命较短。椭圆形氧化器和蝶形氧化器克服了平管板氧化器在应力方面不足，设备使用寿命长。不过这两种结构氧化器布管数全部少于平管板形，对甲醛生产中反应生成气快速冷却工艺要求方面显著不如平管板氧化器。而且因为椭圆形氧化器床层下部空间大，周围盲区多，造成反应生成气在高温区停留时间相对较长，轻易使甲醛产生热分解，影响单耗和酸度。碟形管板氧化器实际上它是一个平管板和椭圆形管板氧化器结合体。它含有了二者优点，但同时也减缓了二者缺点。多年来，伴随科学技术进步，国外研制了高效冷却复合式氧化器 ( 图四 ). 新兴复合式氧化器和老平管板结构有很多相同地方。该氧化器集合了以上各代氧化器优点：它将管板置于冷却水中（如同第一代）；它有足够大换热面（如同平管板）；有很好缓解应力腐蚀结构（如同椭圆形管板）和它本身高效传热效果和使反应气高速经过高温区手段。如换热管内填充了传热效果极佳铜质物体，将流通截面积缩小了 65% 左右，并使反应气体沿着管壁湍流而过，快速将反应热传输给换热管管壁。另外它铺装催化剂花板也很独特，使催化剂和花板含有较靠近热膨胀系数故整体性很好，氧化器触媒室有专用防开裂内件，短暂开停车不需要打开氧化器顶盖处理催化剂。罐作法。平管板氧化器图。此种氧化器是反应室和两个管壳式换热器组合。它将反应热经过第一段我们在工艺上称它为急冷段换热段将反应气温度从 650 下降到 200 左右，把热能转化为蒸汽，并用于生产上。第二段工艺上称为热水段 , 将 200 反应汽冷却到 100 左右，带走反应热用于加热甲醇蒸发器或用于产生热水供给锅炉。这种结构氧化器余热利用相当充足，设计合理装置产生蒸气除确保本身用以外还有多出外供。但因为其结构上存在缺点造成换热管轻易被高温差应力腐蚀和汽蚀，故此种氧化器使用寿命较短 , 在使用过程中要注意软化水分析。在结构和外形上 , 需对平管板氧化器作深入改善。有企业对传统平管板氧化器进行了优化设计和改造，并经过 FEM 热应力计算分析，在强度上能合乎要求前提下使用了薄形管板，并采取了上管板扩大结构，克服了应力腐蚀，延长了设备使用寿命。对原氧化器关键材料进行了从新调整，建立合理装配关系。另外，氧化器换热烈管之间中心距、铺装催化剂多孔板和管板距离、反应后气体在高温区停留时间和氧化器支撑圈和其它内部结构也做了精心调整。改善后氧化器经过实际使用后，普遍反应设备情况良好。 正椭圆形管板氧化器 , （图二）这是现在甲醛行业中 13 万吨装置用较多一个氧化器。但它余热锅炉换热面积小，并因为反应气体在高温区停留时间略长轻易使产品产生热分解，影响单耗和酸度。但经过对椭圆管板氧化器结构进行改造（比如将多出空间填补掉），缩短了反应气在高温区滞留时间并可合适增加换热面，使椭圆管板氧化器一样含有较大换热面和快速冷却效果，抑制热分解。有些使用单位综合考评单耗指标也在 0.455 以下。但它优势在于高温差应力腐蚀和汽蚀影响小，设备使用寿命长（通常 5 年以上）故从它诞生以来一直使用至今。 另外现在使用中平管板氧化还有一段水浴式 ( 图三 ) 管板浸在水中，氧化器冷却效果好 , 不受汽蚀影响和应力腐蚀。从而改善了平管板氧化器使用寿命。现在该结构氧化器也得到了很好应用。 矩形氧化器单套装置生产能力大为其最大特点 , 多在大型装置上采取 . 和其相配套很多技术全部已经过实践验证 . 众所周知，不管转化多麽好工艺，反应后甲醛气体只有在吸收塔中被吸收剂高效吸收为甲醛水溶液才能最终达成低耗生产目标，目前吸收塔就有填料种类，吸收步骤，分段多少，热量移除方法等方面差异。反应后甲醛生成气在吸收塔中被吸收步骤上多数还是采取双塔或三塔步骤，所谓单塔步骤也是在一个塔中分成多段。另外也有在塔底气相入口加冷却器 , 有在二吸收塔上部加 3-5 层泡罩。比很好数带带有上部吸收塔板三塔吸收步骤 , 吸收液浓度梯度比较显著 , 能够有效扼制甲醛逃逸 . 现在银法甲醛工艺路线改善关键有以下几点： 1 、传统将氧化器分成两段冷却 , 急冷段产生蒸气 , 热水段加热软水给蒸发器加热。 2 、氧化器冷却段为一段，用 1# 塔吸收液加热蒸发器，这么能够省热水加热系统。 3 、使用高效冷却复合式氧化器，采取部分尾气循环工艺。该工艺主导思想是：采取部分尾气循环将反应热带走，合适加配料蒸汽，依据市场和下游产品需要制取 3752% 浓度甲醛产品。 该工艺是现在中国银法生产甲醛装置中比较优异一个，不管从原料气制法还是气体混合配制全部有别于传统中国银法甲醛工艺，它在设备结构，催化剂制取，工艺路线及控制系统上全部有独到优势。采取高效冷却复合式氧化器工艺中反应气体不是三元而是四元气体。在设备方面去掉了过热器，增加四元气体混合器。多种反应气体靠各自加热系统保持一定温度进入混合器。利用调整阀控制多种气体百分比。专用过滤块阻力小，过滤效果优异。新型结晶银催化剂确保催化床含有很高活性和低压力降。采取 DCS 控制，自动化程度高，操作精细灵敏、简便实用。工艺步骤、特点 采取四元气体操作法，甲醇经过泵打入蒸发器、再沸器，经加热蒸发后，甲醇气体进入混合器，空气由罗茨鼓风机送入空气加热器，经预热后进入混合器，合适加入蒸汽进入混合器，生产正常后，尾气系统用尾气进行吹扫置换，再开启尾气风机使部份尾气经过加热器，预热后进入混合器。混合气体经过滤净化处理后进入铺装电解银固定床反应器，经过正确氧醇比来调整氧温，经氧化脱氢反应生产甲醛气体，最终经吸收塔吸收，经过塔顶加水来控制产品浓度，产品由 1 塔采出。 甲醇直接加热气化，为数字化控制提供了确保，正确氧醇比控制使反应在最好状态下进行，同时增加了系统安全性，系统不会因停电而回火到蒸发器。工艺上采取尾气循环法，将部份反应热量由循环气带走，因尾气中有 19% 氢气抑制了脱氢反应，在一样条件下，氧温降低 30 ，同时因为空速增大，副反应降低，表现为产品中甲酸含量尤其低，达 0.009 以下，产品质量优单耗低。 主反应器氧化器结构完全不一样于过去任何一个氧化器。该氧化器是高效冷却复合形氧化器。它集中表现了平管板氧化器和其它形式氧化器全部优点。在结构方面，它有足够大换热面积；它上管板象第一代氧化器一样完全浸在水中，克服了气蚀。它有很好应力缓释结构，它上管板有充足伸长空间，很好克服了高温差造成应力开列现象，极大地延长了设备使用寿命；它本身高效传热效果和使反应气高速经过高温区手段也是其独特一面。处理了长久迷惑技术人员没有处理氧化器余热锅炉段应力腐蚀和汽蚀现象，大大延长了氧化器使用寿命（由原来 12 年到现 35 年以上）。另外，因为该设备在换热管内设有传热下效果极佳紫铜棒，提升了气速，缩短了反应气在高温区停留时间。从而降低了副反应。如换热管内填充了传热效果极佳纯铜物体，将换热管截面积减小了二分之一以上，迫使反应生成气沿着换热管壁喘流经过，快速将反应热传输给换热管壁，提升了传热效率。独有催化剂铺装结构，使催化剂和催化剂支撑体有靠近膨胀系数，确保了床层整体性能；该氧化器余热炉汽包就在氧化器外围，氧化器完全被热蒸汽包围，床层内部有保护层，停车后床层散热比较慢，短时间停车能够无须打开氧化器盖进行处理而直接生产。这么氧化器结构配以合适催化剂，能够在高空速下操作，比如用尾气替换配料水蒸气循环而不影响产能，从而生产 37-55% 任意浓度甲醛。因采取新型复合氧化器，比原反应器材料增加约 2 倍，加工难度，工作量大大增加。 催化剂改善也取得了长足进步 . 现在用于实际生产银催化剂大致有三种 . 大家全部很熟悉带有羽毛状 , 用手工或机器造粒那种我成为第一个 . 不用手工造粒 , 在电解过程中靠电沉积形成颗粒称为第二种 . 不用手工造粒 , 在电解过程中靠变相电解 , 先长成纤维再形成颗粒称为第三种 . 在用量方面后两种显著多于第一个 , 不过长周期低压力降也不失为其优势