甲醛制备工艺及装置.pdf

本发明涉及甲醛的生产领域，尤其是一种简化工艺流程的甲醛制备工艺及装置，工艺过程：甲醇与空气加热后除雾滴，加入饱和水蒸汽后阻火过滤；然后通入有催化剂进行氧化和脱氧反应；生成的气体进行骤冷；甲醛气通过工艺水进行吸收，采出进行醛、醇分离，分离后的醛作为甲醛成品收放，其余气体继续处理。装置具有甲醇混合气体依次通过的处理器、反应器和组合吸收塔，组合吸收塔上连接有循环泵，蒸馏吸收塔自下而上包括吸收气体再分布的塔底段、甲醇分离气液转换的蒸馏转换段、液位控制的吸收段、甲醇气吸收的浮阀段和气液分离的塔顶段。转换低；开车周期长，系统阻力小，电耗、能耗低，物耗低。

1.  一种甲醛制备工艺，其特征在于：制备工艺如下
(一)甲醇与空气混合并进行加热，对加热的混合体除雾滴后加入饱和水蒸汽形成三元混合气体，然后对其进行阻火过滤；
(二)三元混合气体通入催化剂后在590℃～610℃的高温下进行甲醇的氧化和脱氧反应，生成甲醛气体；
(三)生成后的甲醛气体及其它气体进行骤冷，防止进行热分解；
(四)甲醛气通过工艺水进行吸收，采出进行醛、醇分离，分离后的醛作为甲醛成品收放，吸收后的稀醛液中一部分进行自循环吸收，另一部分补充一次吸收的吸收液，未被吸收的进行处理。

2.  根据权利要求1所述的甲醛制备工艺，其特征是：所述的甲醇与空气和/或水蒸汽是按照氧醇摩尔比为0.38～0.43的比例进行混合。

3.  一种制备权利要求1工艺的装置，具有甲醇混合气体依次通过的三元气处理器(1)、反应器(2)和组合吸收塔(3)，组合吸收塔(3)上连接有循环泵(4)，其特征是：三元气处理器(1)包括设置在底端的甲醇蒸发器、设置在甲醇蒸发器上端的除抹器、设置在除抹器上端的过热组件和阻火过滤器，组合吸收塔(3)为蒸馏吸收塔，蒸馏吸收塔自下而上包括吸收气体再分布的塔底段(31)、甲醇分离和气液转换的蒸馏转换段(32)、液位控制的吸收段(33)、甲醇气吸收的浮阀段(34)和气液分离的塔顶段(35)。

4.  根据权利要求3所述的甲醇制备装置，其特征在于：所述的阻火过滤气包括加热组件、阻火器和组合型过滤器。

甲醛制备工艺及装置
技术领域
本发明涉及甲醛的生产领域，尤其是一种简化工艺流程的甲醛制备工艺及装置。
背景技术
目前，中国银法甲醛生产经50多年风雨历程，在各方面都取得了巨大成就，能耗从耗气型转变为外供气型，物耗从500kg甲醇/T 37％甲醛到现在的445kg甲醇/T 37％甲醛，产能从几十万吨发展到今天二千多万吨，银法生产产能及技术已处在世界领先地位。甲醛生产由粗放型发展到精细化生产，由简单到专业发展的道路，在工艺及操作上研究的就是提高转换率。现在许多工厂在甲醛生产管理，甲醛工艺优化，触媒选用及安装上都做的很好，但是物耗水平只能保持在445kg左右。
国内甲醛生产主要采用二种工艺路线，传统工艺与尾气循环法工艺，传统工艺是用三元气体氧化反应生产甲醛，尾气循环法工艺是采用四元气体氧化反应生产甲醛，反应吸收机理基本相同，只是反应单元设备装置配置不同，尾气循环法工艺增加尾气系统，用尾气代替部分配料水蒸汽移走反应热，可做到50％左右浓度甲醛产品，而两种制备方法追求的都是提高转化率选择性，都是把甲醛生产作为系统工程，力求将设备、电气、仪表、原材料、操作及人员每个单元，环节做到精细，达到高转化率。以上做法不可能在提高转化率同时降低了负反应而保证不降低产率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述存在的缺点与不足，提供一种简化工艺流程的甲醛制备工艺及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种甲醛制备工艺及装置，其工艺过程如下
(一)甲醇与空气混合并进行加热，对加热的混合体除雾滴后加入饱和水蒸汽形成三元混合气体，然后对其进行阻火过滤；
(二)三元混合气体通入催化剂后在590℃～610℃的高温下进行甲醇的氧化和脱氧反应，生成甲醛气体；
(三)生成后的甲醛气体及其它气体进行骤冷，防止进行热分解；
(四)甲醛气通过工艺水进行吸收，采出进行醛、醇分离，分离后的醛作为甲醛成品收放，吸收后的稀醛液中一部分进行自循环吸收，另一部分补充一次吸收的吸收液，未被吸收的进行处理。
进一步，为了使得制备的工艺的效果更好，甲醇与空气和/或水蒸汽是按照氧醇摩尔比为0.38～0.43的比例进行混合。
制备上述工艺的装置，具有甲醇混合气体依次通过的三元气处理器、反应器和组合吸收塔，组合吸收塔上连接有循环泵，三元气处理器包括设置在底端的甲醇蒸发器、设置在甲醇蒸发器上端的除抹器、设置在除抹器上端的过热组件和阻火过滤器，组合吸收塔为蒸馏吸收塔，蒸馏吸收塔自下而上包括吸收气体再分布的塔底段、甲醇分离和气液转换的蒸馏转换段、液位控制的吸收段、甲醇气吸收的浮阀段和气液分离的塔顶段。
为了延长滤材使用周期，过滤效果好，所述的阻火过滤气包括加热组件、阻火器和组合型过滤器。
本发明的有益效果是，本发明的甲醛制备工艺及装置，转换低；开车周期长，系统阻力小，电耗、能耗低，触媒使用周期长；甲醛生产、氧温控制低，负反应少，对系统干扰因素要求低，降低了操作难度；甲醛产品经蒸馏工序，产品中含醇量可达到无醇要求，甲醛产品的质量高；停车次数少，消耗的甲醇少，保证物耗低；不增加尾气也能生产高浓甲醛，使得尾气中CO含量0.3％，CO₂含量2.0％，甲醛中醇含量无，甲酸含量≤0.01，单耗435kg/T。同时具备工艺流程短，设备少，占地面积小，投资少的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中1、三元气处理器，2、反应器，3、组合吸收塔，31、塔底段，32、蒸馏转换段，33、吸收段，34、浮阀段，35、塔顶段，4、循环泵。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
甲醛制备工艺过程如下
(一)甲醇与空气混合并进行加热，对加热的混合体除雾滴后加入饱和水蒸汽形成三元混合气体，然后对其进行阻火过滤；
(二)三元混合气体通入催化剂后在590℃～610℃的高温下进行甲醇的氧化和脱氧反应，生成甲醛气体；
(三)生成后的甲醛气体及其它气体进行骤冷，防止进行热分解；
(四)甲醛气通过工艺水进行吸收，采出进行醛、醇分离，分离后的醛作为甲醛成品收放，吸收后的稀醛液中一部分进行自循环吸收，另一部分补充一次吸收的吸收液，未被吸收的进行处理。
甲醇与空气和/或水蒸汽是按照氧醇摩尔比为0.38～0.43的比例进行混合。
如图1所示制备上述工艺的装置，具有甲醇混合气体依次通过的三元气处理器1、反应器2和组合吸收塔3，组合吸收塔3上连接有循环泵4，其特征是：三元气处理器1包括设置在底端的甲醇蒸发器、设置在甲醇蒸发器上端的除抹器、设置在除抹器上端的过热组件和阻火过滤器，组合吸收塔3为蒸馏吸收塔，蒸馏吸收塔自下而上包括吸收气体再分布的塔底段31、甲醇分离和气液转换的蒸馏转换段32、液位控制的吸收段33、甲醇气吸收的浮阀段34和气液分离的塔顶段35，阻火过滤气包括加热组件、阻火器和组合型过滤器。延长了滤材的使用周期，过滤效果好，使得安装方便。在转换段33上设置分布器，使得流通量大，阻力小，分布均匀。
本发明的甲醇从甲醇计量槽由甲醇泵打入进入处理器底部，进入处理器内的甲醇蒸发器前由调节阀控制流量，同时从蒸发器底部进入一定量由鼓风机带来的空气，对蒸发器内的甲醇和空气的二元混合气体进行加热，接着二元混合气体从顶部经除雾滴后加入一定量的饱和水蒸汽，配成具有一定浓度配比的甲醇、空气和水蒸汽的三元混合气体，三元混合气体进入过热组件，通过蒸汽进行加热，至110℃后经阻火过滤器过滤后进入装有催化剂的反应器2中，自上而下通过触煤层在610℃高温下进行甲醇氧化和脱氧反应，生成有甲醛的气体，生成的气体迅速通过反应器2的极冷段进行聚冷，然后将其送入吸收塔进行吸收，将含有甲醛的成品进入脱醇器进行能够醛、醇分离，醇留在系统内经过处理后进入处理器使用，醛为成品进入甲醛计量罐，未被吸收气体进入吸收他上部进行吸收，将吸收的稀醛液用泵打出，一部分在塔内自循环吸收，一部分进入吸收塔下部用于补充吸收液，吸收塔顶部未被吸收的尾气送入处理器中燃烧，放出的热量间接产生蒸汽，蒸汽可供给系统外使用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。