银催化剂法和铁钼催化剂法生产甲醛的比较.doc

银催化剂法和铁钼催化剂法生产甲醛的比较
王彦明 姜德双
(黑龙江省哈尔滨气化厂 154854)
1 甲醛主要生产方法
甲醛(HCHO)几乎都是采用甲醇(CH3OH)空
气氧化制取.
甲醇空气氧化生产甲醛反应式:
CH3OH + 1P2O2HCHO + H2O
CH3OHHCHO + H2
按所用催化剂类型分为2类.
1. 1 铁钼催化剂法
用Fe2O3,MoO3作催化剂,还常加入铬和钴的
氧化物作助催化剂,甲醇与过量空气混合,经净
化,预热,在320～380℃温度下反应生成甲醛.
铁钼法工艺路线以瑞典Perstorp公司为典型.
1. 2 银催化剂法
用银丝网或铺成薄层的银粒为催化剂,控制
甲醇过量,反应温度约为600～720℃.银法工艺
路线以德国BASF公司为代表.
2 2种催化剂法甲醛生产对比分析
2. 1 铁钼催化剂法甲醛生产特点
采用铁钼催化剂法工艺路线的装置生产能力
较大,甲醇转化率高于银催化剂法,可达95 %～
99 % ,甲醇单耗低,不需蒸馏装置,可以生产高浓
度甲醛,甲醛成品中含醇量低,催化剂使用寿命
长,但是铁钼法生产一次性投资大,电耗高,过氧
化时甲酸含量增加.
2. 2 银催化剂法甲醛生产特点
银催化剂法工艺简单,投资省,调节能力强,
产品中甲酸含量少,尾气中含氢,可以燃烧,但是
甲醇的转化率低,单耗高,催化剂寿命短,对甲醇
纯度要求高,甲醛成品中甲醇含量高,适宜生产低
浓度甲醛.
2. 3 银法与铁钼法生产工艺部分参数对比
银法与铁钼法生产工艺部分参数对比见表1.
由表1可以看出,银法在爆炸上限操作,原料
表1 银法与铁钼法生产工艺部分参数对比
项目铁钼法工艺银法工艺
甲醇单耗P(kg t- 1)420～440460～480
反应温度P℃340～380620～720
催化剂寿命P月16～185～7
甲醛收率P%91～9588～92
甲醛浓度P%37～55≥37
产品中醇含量P%0. 5～1. 54～8或更高
催化剂失活原因Mo升华Ag粒烧结,Fe,S杂质中毒
对毒物敏感程度不敏感敏感
混合气中甲醇浓度较高,设备负荷大,对工艺流程
要求低,因而建厂投资较低.但由于银法在600
℃以上高温反应,银催化剂银晶粒容易长大,加上
银催化剂对毒物(Fe,S)极为敏感,因而催化剂寿
命短.铁钼催化剂活性高,寿命长,对毒物不敏
感,单耗低,产品甲醛浓度高,含醇低,特别适用于
作树脂,聚甲醛,脲醛及医药的原料.
虽然铁钼法工艺路线一次投资大,且因合成
过程中循环空气量较大而使电耗稍高,但是因铁
钼化法适宜生产高浓度甲醛,在制取甲醛的下游
产品时可以直接利用,不必浓缩,免去了稀醛浓缩
增加的设备及动力消耗费用,也节省了对生产中
产生的大量含醇废水的处理而花费的各项费用.
就总体效益来讲,直接生产浓甲醛与先生产稀甲
醛再浓缩成浓甲醛比较无论是投资费用还是从环
境污染与治理来讲,都合理得多.
目前国内甲醛行业除了山东德州,云天化,成
都金象等几个厂家采用铁钼法生产甲醛,基本上
都采用银法工艺路线生产37 %低浓度甲醛,不生
产高浓度甲醛.在甲醛的下游产品生产中都是通
过把37 %稀甲醛浓缩成50 %以上的浓甲醛后再
进一步利用.在稀甲醛浓缩过程中除了要消耗大
量的动力,还要产生大量的含醇废水,加重了环境
污染,而且使甲醛的下游产品成本居高不下,难以
7 小氮肥 2002年 第1期
1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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3 甲醛生产2种工艺经济性比较
根据国内正阳河甲醛厂,上海溶剂厂,佳木斯
化工五厂等银法和铁钼法甲醛装置的考察所得数
据,总结分析了2种催化剂生产甲醛工艺路线的
大致成本构成,供业内人士参考.
建设规模均按3万tPa甲醛(浓度37 %)生产
能力计算,铁钼法采用进口催化剂,设备国内配
套,建设投资暂按1 400万元计,银法以电解银为
例,每4个月再生1次,建设投资按300万元计.
大致经济分析见表2.
从表2中看出若选择铁钼法甲醛生产工艺,
投资若不超过1 400万元,综合成本比银法甲醛
也只多32. 53元.而且可以开展后续高附加值产
品的加工生产以便真正发挥铁钼催化剂法生产甲
醛的优势.另外若采用成都西南化工研究院的铁
钼催化剂,国内设计配套装置,投资会相对下降,
成本也会与银催化剂生产甲醛成本接近,对开发
甲醛下游产品更加有利.
表2 铁钼催化法与银催化法2种工艺生产
1 t 37 %甲醛成本分析
项目
铁钼法银法
消耗定额
成本P
元
消耗定额
成本P
元
原料及
水电单价
原料
甲醇0. 44 t7920. 46 t828
甲醇
1800元Pt
催化剂30g进口1156g4. 2
公用工程
吸收用软水0. 2 t40. 4 t8
除盐水
20元Pt
循环水40t635t5. 25
循环水
0. 15元Pt
电耗90kWh3640kWh16
电0. 4
元PkWh
蒸汽
回收
0. 6 t
- 13. 2自给0
蒸汽
22元Pt
设备折旧
(按15年)
31. 16. 7
修理费
(设备费3%)
143
贷款利息
(6. 21 %计)
28. 986. 21
工资福利
及其它
(80人)32(80人)32
人月均
1000元
成本合计941. 89909. 36
注:表内公用工程及原料消耗数据参照哈尔滨气化厂及正阳河甲
醛厂
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