甲醛生產工藝流程(2007/05/19 15:54)
標籤：具體工藝流程如下:
原料甲醇由甲醇計量槽經甲醇幫浦輸送至甲醇高位槽，保持一定流量經過濾後進入甲醇蒸發器，同時由羅茨鼓風機將經過濾後的空氣送入甲醇蒸發器底部。甲醇經加熱*後氣化及空氣夾帶，與空氣形成二元混合氣；再和通入一定流量的蒸汽相混合，形成三元混合氣，三元混合氣經過熱器過熱後，逐進入阻火過濾器，再次過濾後三元混合氣進入氧化器，在氧化室加熱元件的高溫與電解銀催化劑的作用下，發生氧化脫氫反應。反應氣體快速經過氧化器急冷段並在急冷段的冷卻下，進入1#吸收塔迴圈吸收，迴圈液部分採出即為成品甲醛溶液(濃度37%左右)，並送入甲醛計量槽及甲醛成品槽。
經1#吸收塔迴圈吸收後的尾氣進入2#吸收塔，以脫鹽水作為吸收劑，經2#吸收塔迴圈吸收後的尾氣*，經尾氣液封槽，最終進入尾氣處理裝置作為燃料燃燒，燃燒後的尾氣直接進入大氣，達到零汙染排放。尾氣處理裝置所副產蒸汽可並網外供。氧化器總的來講 , 不論什麼樣的工藝路線 , 先進的也好不那麼先進的也罷 , 只要是以甲醇為原料，總是離不開甲醇的輸送、蒸發、原料氣 ( 空氣、配料、甲醇氣 ) 的淨化 , 過濾阻火 , 轉化反應 , 冷卻吸收，產品貯運等環節。
各環節手段不同以及不同的組合方式形成不同的工藝路線。下面先按操作單元的異同作一介紹 .
首先來看原料的計量 , 它是統計單耗高低的乙個手段 , 因不同廠家統計方法的不同可以表現出相當懸殊的單耗差別 . 一般的計量用計量罐 , 靠事先標示好的刻度，計量出甲醇、甲醛的重量。實際上它得到的是體積數 , 受氣溫和介質含量影響較大 , 冬夏的單耗就可能有很大不同 .
有些廠家有各種各樣的流量計好一些的還帶有壓力、溫度補償 , 可靠性也就高一些。
計量好的甲醇進系統有兩種方法。一種用幫浦將甲醇打入高位槽 , 然後依靠位差壓入蒸發系統。另一種用幫浦直接進料 , 前一種易受系統壓力影響 , 也有一定的揮發損失 , 後一種需要上料幫浦不停運轉 , 如幫浦出現故障 , 則處理要及時果斷，防止斷料造成的蒸發器低液位引發安全事故 .
在蒸發器中甲醇受熱蒸發 , 其熱源有水蒸氣、熱水、熱甲醛溶液等 . 水蒸氣來自系統自產或外管網 , 一般為低壓蒸氣。熱水則來自熱水迴圈系統 , 其熱源靠迴圈熱水吸收氧化反應器下段反應生成氣的低品位熱量得到補充 .
通過迴圈一方面將反應生成的熱氣體進一步降溫 , 同時也將熱量傳遞給甲醇蒸發器蒸發甲醇。熱甲醛液迴圈類似熱水迴圈 , 區別在於熱量**不同 . 它是把吸收塔底部的熱甲醛液迴圈經過蒸發器 , 在甲醇蒸發過程中吸收熱量 , 降溫後的甲醛液在經過吸收塔冷卻器進一步冷卻後重新返回吸收塔上部吸收甲醛 .
這兩種蒸發加熱流程都屬於節能流程 , 蒸發器充當了反應生成氣或一塔甲醛的冷卻器 . 區別在於熱水迴圈工藝中的蒸發器外殼和迴圈水管道可以用碳剛製造 , 節約製造成本 , 而熱甲醛迴圈工藝中的蒸發器和配管必須是全不鏽鋼 . 但反過來熱甲醛迴圈流程較熱水迴圈流程節省一套熱水迴圈系統 , 包括熱水幫浦和熱水迴圈槽 , 既節省了裝置投資又降低了電耗 .
蒸發系統的另乙個不同點在於有沒有過濾器。蒸發器中的甲醇在使用過程中總是會不斷的變黃 . 新建甲醛廠有在甲醇蒸發器底部裝過濾器的做法 , 過濾介質可以用海綿 , 過濾棉和河沙及其它們的組合 .
一般在甲醇上料幫浦的入口和蒸發器底部的排汙口經過過濾器連線一條帶流量計的管道 , 必要時可以讓甲
空氣的加入和淨化也有不同的作法 . 在木材廠和化肥廠等粉塵比較大的地方有用水洗塔淨化空氣的 , 在比較開闊的地方空氣質素比較好 , 一般用固體介質過濾 . 常見的介質是海綿 , 單面絨布和玻璃棉被 .
裝置有圓筒平板形 , 長方體形等各種形式 . 長方體形的過濾器是用角鐵焊成長方體形的骨架外敷以過濾介質 , 周邊壓緊 , 五面進氣 , 由於過濾面積大 , 氣速低阻力小不易穿透 , 固能起到有效的過濾作用。水洗淨化也很好 , 需要一套迴圈水系統和氣液分離器 , 蒸發器中的平衡濃度下降比較快 , 要注意調節蒸發溫度 .
單層平板式空氣過濾器過濾面積比較小 , 壓力降比較大些 , 在過濾介質的鋪裝細節上更應該注意 , 處理不好可能會使氣體走短路而達不到過濾作用 .
淨化後的空氣進入系統也有不同的方法 . 傳統的方法是空氣先進入蒸發器的底部 , 通過空氣分布管鼓泡通過蒸發器中的甲醇液 , 帶動甲醇一起蒸發 . 這種方法習用多年 , 大家都非常熟悉 , 此處不再多講 .
另一種方法是淨化後的空氣不經過蒸發器而是直接進入系統 , 根據工藝的不同要求依靠儀表調節空氣的加入量。
反應原料氣的混合常見的是空氣進入蒸發器在蒸發器上部先形成二元混合氣 , 然後在進入過熱器前再加入配料氣最終形成三元混合氣 . 近年來又有新的做法 . 空氣、甲醇、配料氣體各自獨立進入稱為混合器的裝置中 , 混合器的內部有專用混合頭 , 氣體進入混合器後得到充分混合 .
也有使用文丘里喉管的高效結構進行氣體混合的 . 如空氣經過預熱後進入混合器的最前部 , 甲醇靠與蒸發器相連的再沸器加熱汽化 , 在保持一定的壓力下通過流量計定量的加入混合器的前中部 , 配料蒸氣或其它惰性氣體靠自身壓力或輸送裝置的作用進入混合器的另一部位 . 然後空氣、配料氣和甲醇氣在混合器中折流通過得到進一步混合 , 然後進入阻火過濾器。
阻火過濾器的差別主要指因過濾層的面積 , 過濾材質的效能等的不同造成的過濾效果的差別 . 目前阻火過濾器的結構形式有單層和複層過濾袋 , 過濾材質有普通和專用高效過濾材質 . 單層過濾器的過濾面積相對比較小 , 阻力上公升快 , 容易穿透 ; 複層過濾和袋式過濾器面積相對大得多 , 有些還帶有反吹結構 , 可以定期對玻璃棉用蒸氣反吹 , 節省人力 , 延長使用週期 .
專用亞高效過濾塊在新型的工藝中被首次採用 , 它是多層玻纖布經過專門裝置摺疊壓制而成 , 阻力小 , 過濾效果好安裝方便 . 當然**也相對貴一些 .
. 具體加熱到多少度合適也有多種說法 , 既有 120 ℃以上的習慣作法 , 也有新興的免過熱技術 , 一般多數控制在 110 ℃左右 .
經過精心處理的原料氣能否高收率地轉化成甲醛還要看氧化器的結構情況和具體的工藝操作。。氧化器作為甲醇脫氫氧化反應生成甲醛裝置中的關鍵裝置，其結構、型式、執行好壞直接影響該裝置的單耗、產品質量及使用壽命 . 可以說氧化器是甲醛生產的心臟。
為此許多從事甲醛生產研究的專業技術人員進行了大量細緻的工作。我國最早的氧化器是開放式的，平板結構，反應後的甲醛生成氣進入一冷卻水槽，靠列管壁外的迴圈冷卻水冷卻，冷卻水沒過上管板，管板完全浸在水中不受氣蝕影響和應力腐蝕，因而壽命較長，冷卻比較充分，單耗相對比較低。但它的致命缺陷是浪費了可利用的熱源。
1980 年以後基本上被能產蒸氣的急冷段代替了熱水槽，形成了第二代有餘熱利用的節能氧化器。
醇蒸發器中的髒甲醇部分迴圈淨化 . 淨化後的甲醇大多重新返回蒸發器 , 鮮有返回儲目前氧化反應器大多數以圓形為主，包括平管板、橢圓管板、蝶形管板等。平管板氧化器因其上管板比較厚，加上產生的水蒸氣出路不暢，容易被高差引起的應力的破壞和腐蝕，壽命較短。
橢圓形氧化器和蝶形氧化器克服了平管板氧化器在應力方面的不足，裝置使用壽命長。但是這兩種結構的氧化器布管數都少於平管板形的，對甲醛生產中的反應生成氣快速冷卻的工藝要求方面明顯不如平管板氧化器。並且由於橢圓形氧化器的床層下部空間大，周邊盲區多，造成反應生成氣在高溫區停留時間相對較長，容易使甲醛產生熱分解，影響單耗和酸度。
碟形管板氧化器實際上它是一種平管板和橢圓形管板氧化器的結合體。它具備了兩者的優點，但同時也減緩了兩者的缺點。近年來，隨著科學技術的進步，國外研製了高效冷卻複合式的氧化器 ( 圖四 ).
新興的複合式氧化器與老的平管板結構有許多相同的地方。該氧化器集合了以上各代氧化器的優點：它將管板置於冷卻水中（如同第一代）；它有足夠大的換熱面（如同平管板）；有很好的緩解應力腐蝕的結構（如同橢圓形管板）以及它本身的高效傳熱效果和使反應氣高速通過高溫區的手段。
如換熱管內填充了傳熱效果極佳的銅質物體，將流通截面積縮小了 65% 左右，並使反應氣體沿著管壁湍流而過，快速將反應熱傳遞給換熱管管壁。另外它的鋪裝催化劑的花板也很獨特，使催化劑和花板具有較接近的熱膨脹係數故整體性較好，氧化器觸媒室有專用防開裂內件，短暫的開停車不需要開啟氧化器頂蓋處理催化劑。罐的作法。
平管板氧化器如圖。此種氧化器是反應室和兩個管殼式換熱器的組合。它將反應熱通過第一段我們在工藝上稱它為急冷段的換熱段將反應氣溫度從 650 ℃下降到 200 ℃左右，把熱能轉化為蒸汽，並用於生產上。
第二段工藝上稱為熱水段的 , 將 200 ℃的反應汽冷卻到 100 ℃左右，帶走的反應熱用於加熱甲醇蒸發器或用於產生熱水供給鍋爐。這種結構氧化器餘熱利用相當充分，設計合理的裝置產生的蒸氣除保證自身用以外還有多餘外供。但由於其結構上存在的缺陷造成換熱管容易被高溫差應力腐蝕和汽蝕，故此種氧化器使用壽命較短 , 在使用過程中要注意軟化水的分析。
在結構和外形上 , 需對平管板氧化器作進一步的改進。有公司對傳統平管板氧化器進行了優化設計和改造，並通過 fem 熱應力計算分析，在強度上能合乎要求前提下使用了薄形的管板，並採用了上管板擴大結構，克服了應力腐蝕，延長了裝置使用壽命。對原氧化器的主要材料進行了從新調整，建立合理的裝配關係。
另外，氧化器換熱烈管之間的中心距、鋪裝催化劑的多孔板與管板的距離、反應後氣體在高溫區的停留時間以及氧化器的支撐圈和其他內部結構也做了精心調整。改進後的氧化器經過實際使用後，普遍反映裝置狀況良好。
正橢圓形管板氧化器 , （圖二）這是目前甲醛行業中 1~3 萬噸裝置用的較多的一種氧化器。但它的餘熱鍋爐換熱面積小，並由於反應氣體在高溫區停留時間略長容易使產品產生熱分解，影響單耗和酸度。但通過對橢圓管板氧化器結構進行改造（例如將多餘空間填補掉），縮短了反應氣在高溫區滯留時間並可適當增加換熱面，使橢圓管板的氧化器同樣具有較大換熱面和快速冷卻效果，抑制熱分解。
有些使用單位綜合考核單耗指標也在 0.455 以下。但它的優勢在於高溫差應力腐蝕和汽蝕影響小，裝置使用壽命長（一般 5 年以上）故從它誕生以來一直使用至今。
另外現在使用中的平管板氧化還有一段水浴式的 ( 如圖三 ) 管板浸在水中，氧化器冷卻效果好 , 不受汽蝕影響和應力腐蝕。從而改善了平管板氧化器的使用壽命。目前該結構的氧化器也得到了很好應用。
矩形氧化器單套裝置生產能力大為其最大特點 , 多在大型裝置上採用 . 與其相配套的許多技術都已經過實踐驗證 .
生產工藝流程
編制原則 盡可能避免或減少工件倒流，以減少往返運輸和周圍時間。生產課職責 根據一級指令，保質 保量 按時的完成每項生產任務。每乙個生產命令下達後，指令由專人負責，拆分圖紙，請購材料編制施工進度計畫，針對不同的產品要求考慮不同的工藝方案，力爭做到以最少的勞動量，最短的生產週期 最低的材料的能源消耗，生...
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