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甲醛的工艺流程图-防腐风机厂

  目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇.典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序.

  天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品(焦炭、焦炉煤气)、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料.天然气与石脑油的蒸气需在结构复杂造价很高的炉中进行.炉设置有辐射室与对流室,在高温,催化剂存在下进行烃类蒸气反应.重油部分氧化需在高温气化炉中进行.以固体燃料为原料时,可用间歇气化或连续气化制水煤气.间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂,将吹风、制气阶段分开进行,连续气化以氧气、蒸汽为气化剂,过程连续进行.

  甲醇生产中所使用的多种催化剂,如天然气与石脑油蒸气催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物而失去活性,必须将硫化物除净.气体脱硫方法可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫.干法脱硫设备简单,但由于反应速率较慢,设备比较庞大.湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类.

  甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的,是典型的复合气-固相催化反应过程.随着甲醇合成催化剂技术的不断发展,目前总的趋势是由高压向低、中压发展.

  粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质,需要精制.精制过程包括精馏与化学处理.化学处理主要用碱在精馏过程中难以分离的杂质,并调节PH.精馏主要是除去易挥发组分,如二甲醚、以及难以挥发的组分,如乙醇高级醇、水等.

  甲醇生产的总流程长,工艺复杂,根据不同原料与不同的净化方法可以演变为多种生产流程.

  简述高压法、中压法、低压法三种方法及区别

  高压工艺流程一般指的是使用锌铬催化剂,在300—400℃,30MPa高温高压下合成甲醇的过程.自从1923年第一次用这种方法合成甲醇成功后,差不多有50年的时间,世界上合成甲醇生产都沿用这种方法,仅在设计上有某些细节不同,例如甲醇合成塔内移热的方法有冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类,反应气体流动的方式有轴向和径向或者二者兼有的混合型式,有副产蒸汽和不副产蒸汽的流程等.近几年来,我国开发了25-27MPa压力下在铜基催化剂上合成甲醇的技术,出口气体中甲醇含量4%左右,反应温度230-290℃.

  ICl低压甲醇法为英国ICl公司在1966年研究成功的甲醇生产方法.从而打破了甲醇合成的高压法的垄断,这是甲醇生产工艺上的一次重大变革,它采用51-1型铜基催化剂,合成压力5MPa.ICl法所用的合成塔为热壁多段冷激式,结构简单,每段催化剂层上部装有菱形冷激气分配器,使冷激气均匀地进入催化剂层,用以调节塔内温度.低压法合成塔的型式还有联邦Lurgi公司的管束型副产蒸汽合成塔及美国电动研究所的三相甲醇合成系统.70年代,我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300吨低压甲醇装置(英国ICI专利技术).80年代,齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦Lurge公司的低压甲醇合成装置.

  中压法是在低压法研究基础上进一步发展起来的,由于低压法操作压力低,导致设备体积相当庞大,不利于甲醇生产的大型化.因此发展了压力为10MPa左右的甲醇合成中压法.它能更有效地降低建厂费用和甲醇生产成本.例如ICI公司研究成功了51-2型铜基催化剂,其化学组成和活性与低压合成催化剂51-1型差不多,只是催化剂的晶体结构不相同,制造成本比51-1型高贵.由于这种催化剂在较高压力下也能维持较长的寿命,从而使ICI公司有可能将原有的5MPa的合成压力提高到l0MPa,所用合成塔与低压法相同也是四段冷激式,其流程和设备与低压法类似.

  3.简述天然气制甲醇的生产方法:

  天然气是制造甲醇的主要原料.天然气的主要组分是甲烷,还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气.以天然气生产甲醇原料气有蒸汽、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法,其中蒸汽法应用得最广泛,它是在管式炉中常压或加压下进行的.由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的温度,一般是在管间燃烧某种燃料气来实现,用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和气的热量制取.

  由于天然气蒸汽法制的合成气中,氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足,工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽法,以达到合适的配比,二氧化碳可以外部供应,也可以由炉烟道气中回收.另一种方法是以天然气为原料的二段法,即在第一段中进行天然气的蒸汽,只有约1/4的甲烷进行反应,第二段进行天然气的部分氧化,不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800℃以上,残留的甲烷量可以减少,增加了合成甲醇的有效气体组分.

  天然气进入蒸汽炉前需进行净化处理清除有害杂质,要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3.后的气体经压缩去合成工段合成甲醇.

  4.简述煤、焦炭制甲醇的生产方法.

  煤与焦炭是制造甲醇粗原料气的主要固体燃料.用煤和焦炭制甲醇的工艺线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及甲醇合成与精制.

  用蒸汽与氧气(或空气、富氧空气)对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化,气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气,气化的主要设备是煤气发生炉,按煤在炉中的运动方式,气化方法可分为固定床(移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法.国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化——般都沿用固定床间歇气化法,煤气炉沿用

  UCJ炉.在国外对于煤的气化,目前已工业化的煤气化炉有柯柏斯-托切克(Koppers-Totzek)、鲁奇(Lurge)及温克勒(Winkler)三种.还有第二、第三代煤气化炉的炉型主要有德士古(Texaco)及谢尔-柯柏斯(Shell--Koppers)等.

  用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低,故在气体脱硫后要经过变换工序.使过量的一氧化碳变换为氢气和二氧化碳,再经脱碳工序将过量的二氧化碳除去.

  原料气经过压缩、甲醇合成与精馏精制后制得甲醇.

  5.简述油制甲醇的生产方法.

  工业上用油来制取甲醇的油品主要有二类:一类是石脑油,另一类是重油.

  原油精馏所得的220℃以下的馏分称为轻油,又称石脑油.以石脑油为原料生产合成气的方法有加压蒸汽法,催化部分氧化法、加压非催化部分氧化法、间歇催化法等.目前用石脑油生产甲醇原料气的主要方法是加压蒸汽法.石脑油的加压蒸汽需在结构复杂的炉中进行.炉设置有辐射室与对流室,在高温、催化剂存在下进行烃类蒸汽反应.石脑油经蒸汽后,其组成恰可满足合成甲醇之需要.既无需在前后补加二氧化碳或设二段,也无需经变换、脱碳调整其组成.

  重油是石油炼制过程中的一种产品,根据炼制方法不同,可分为常压重油、减压重油、裂化重油及它们的混合物.以重油为原料制取甲醇原料气有部分氧化法与高温裂解法两种途径.裂解法需在1400℃以上的高温下,在蓄热炉中将重油裂解,虽然可以不用氧气,但设备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多.

  重油部分氧化是指重质烃类和氧气进行燃烧反应,反应放热,使部分碳氢化合物发生热裂解,裂解产物进一步发生氧化、重整反应,最终得到以H2、CO为主,及少量CO2、CH4的合成气供甲醇合成使用.重油部分氧化法所生成的合成气,由于原料重油中碳氢比高,合成气中一氧化碳与二氧化碳含量过量,需将部分合成气经过变换,使一氧化碳与水蒸气作用生成氢气与二氧化碳,然后脱除二氧化碳,以达到合成甲醇所需之组成.

  合成后的粗甲醇需经过精制,除去杂质与水,得到精甲醇.

  6.简述联醇生产方法.

  与合成氨联合生产甲醇简称联醇,这是一种合成气的净化工艺,以替代我国不少合成氨生产用铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺.

  联醇生产的工艺条件是在压缩机五段出口与铜洗工序进口之间增加一套甲醇合成的装置,包括甲醇合成塔、循环机、水冷器、分离器和粗甲醇贮槽等有关设备,工艺流程是压缩机五段出口气体先进人甲醇合成塔,大部分原先要在铜洗工序除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔内与氢气反应生成甲醇,联产甲醇后进入铜洗工序的气体一氧化碳含量明显降低,减轻了铜洗负荷,同时变换工序的一氧化碳指标可适量放宽,降低了变换的蒸汽消耗,而且压缩机前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体,压缩机电耗降低.

  联产甲醇后能耗降低较明显,可使每吨氨节电50kw.h,节省蒸汽0.4t,折合能耗为200万kJ.联醇工艺流程必须重视原料气的精脱硫和精馏等工序,以甲醇催化剂使用寿命和甲醇产品质量

  methanal

  别称:蚁醛(formaldehyde)

  产品别名 福尔马林

  英文名称Formaldehyde

  英文别名Formalin; Methanal

  化学式:CH2O, HCHO

  结构简式:HCHO

  量:30.03

  CAS登录号:50-00-0

  EINECS登录号:200-001-8

  密度1.083

  折射率1.3755-1.3775

  闪点60 ℃

  水溶性soluble

  沸点-19.5 ℃

  熔点-118 ℃

  一种无色,有强烈刺激性气味的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。

  易溶于水和乙醇,35~40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛中有醛基生缩聚反应,得到酚醛树脂(电木)。

  甲醛是一种重要的有机原料,主要用于塑料工业(如制酚醛树脂、脲醛塑料—电玉)、合成纤维(如合成维尼纶—聚乙烯醇缩甲醛)、皮革工业、医药、染料等。福尔马林具有杀菌和防腐能力,可浸制生物标本,其稀溶液(0.1—0.5%)农业上可用来浸种,给种子消毒。工业上常用催化氧化法由甲醇制取甲醛。甲醛可与银氨溶液产生银镜反应,使试管内壁上附着一薄层光亮如镜的金属银(化合态银被还原,甲醛被氧化);与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀氧化亚铜。

  甲醛是最简单的醛,通常把它归为饱和一元醛,但它又相当于二元醛。在与弱氧化剂的反应中,每摩尔HCHO最多可还原出4mol的Ag或2mol的氧化亚铜,这都是乙醛还原能力的两倍,故甲醛又像二元醛。

  甲醛的化学反应:

  1.与Ag(NH3)2OH反应:

  HCHO + 2[Ag(NH3)2]+ +2OH- ---------(加热)------→HCOO- +NH4+ +2Ag↓+ 3NH3 +H2O

  或 HCHO + 4[Ag(NH3)2]+ +4OH- ---------(加热)-------→CO3 2- +2NH4+ +4Ag↓+ 6NH3 +2H2O

  注:生成的NH3因为量太少,故不加气体符号

  2.与Cu(OH)2反应:

  HCHO+4Cu(OH)2 --------(加热)------→ CO2↑+2Cu2O↓+5H2O

  3.加聚反应:

  nHCHO--------→ -[---CH2—O--]n--

  说明:-[---CH2—O--]n--是人造象牙的主要成分。

  结构: C原子以sp2杂化轨道成键。为平面形极性。

  甲醛是一种重要的基本有机化工原料,但由于沸点低,性质活泼,存在着工业包装要求高,贮存稳定性差,运输困难,使用不便等弊病。多聚甲醛是工业甲醛极好的代用品,高质量的多聚甲醛具有纯度高,水溶性好,解聚完全,产品疏松,颗粒均匀等特点,被誉为理想的纯甲醛源。我国目前虽有多家多聚甲醛生产厂,但生产规模小,原材料消耗高,产品质量差,难与国外产品竞争,因此每年需要从国外进口大量高质量多聚甲醛。 根据国内需要,石化技术开发中心参考国外当前最先进的生产技术,开发了吨/年的多聚甲醛生产工艺,该工艺采用两级降膜浓缩、喷射造粒和连续干燥等技术,克服了国内釜式浓缩、耙式或刮片式干燥工艺所带来的生产规模小,原材料消耗高,产品质量差等缺点,使多聚甲醛生产的各项质量和消耗指标均达到了国外的先进水平。 技术原理及流程:将37%或55%的甲醛水溶液先解聚,然后通过两级降膜真空浓缩得到80%左右的浓甲醛溶液,在调聚剂的作用下发生聚合反应后,再通过喷射造粒、连续干燥得到96%左右的多聚甲醛成品。 水平及主要技术指标:产品质量指标: 甲醛含量≥95%,甲醇含量≤0.5%,酸度≤0.8%,灰分含量≤100ppm,熔点120~175℃,堆密度600~800 g/L,PH3.5~5.0,反应时间5分,溶解性(在100℃水中10分钟)95%,聚合度8~30。 吨产品消耗指标: 37%甲醛2.8吨,蒸汽3.0吨,冷却水200吨,电260 kwh。 生产规模及产量:吨/年。 所需厂房占地面积: m2。 主要设备:解聚釜、降膜蒸发器、聚合反应器、造粒塔、干燥器、吸收塔和冷却器等。 主要原材料及来源:甲醛。 市场分析及效益预测:多聚甲醛作为甲醛的理想代用品有着广阔的市场,但国内的多聚甲醛总产量不足6000吨/年,远远不能满足市场的需求。2001年我国进口3.75万吨多聚甲醛,而且还在以超过25%年均速率增长。

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