甲醛裝置工藝設計

A. 求助甲醛的生產工藝尋找甲醛的設計單位

根據「 技術問答咨詢服務網 」相關文章介紹，目前，甲醛幾乎都是採用甲醇空氣氧化法製得的。按所用催化劑的不同類型，可以分為鐵鉬催化劑法和銀催化劑法2種生產方法。目前，國外現有甲醛生產裝置中約70%左右的裝置使用銀法生產工藝，近幾年新建甲醛裝置大部分採用鐵鉬法，我國甲醛生產廠家主要採用銀法工藝。
1 鐵鉬催化劑法
鐵鉬催化劑法是用Fe2O3、MnO3作催化劑，以鉻和鈷的氧化物作助催化劑，甲醇與過量空氣混合，經凈化、預熱，在320-380℃溫度下反應生成甲醛。該工藝路線以瑞典的Perstorp公司為典型。採用鐵鉬催化劑法工藝生產的甲醛裝置生產能力較大，甲醇轉化率高，可達95%-99%，甲醇消耗低，不需要蒸餾裝置，可以生產高濃度的甲醛，甲醛成品中醇含量低，催化劑使用壽命長，但一次性投資大，電耗高。
2 銀催化劑法
銀催化劑法是用銀絲網或鋪成薄層的銀粒為催化劑，過量的甲醇與空氣在反應溫度約為600-720℃條件下反應生成甲醛，銀法工藝路線以德國BASF公司為代表。銀法工藝簡單，投資省，調節能力強，產品中甲酸含量少，尾氣中含氫，可以燃燒，但是甲醇的轉化率低，單耗高，催化劑壽命短，對甲醇純度要求高，甲醛成品中甲醇含量高，只能生產低濃度甲醛。銀催化劑法又可以分為兩種生產工藝流程，一種是帶有甲醛整流回收流程的循環工藝，另一種是不帶甲醛整流回收流程的非循環工藝。兩種工藝流程的選用依據主要是依據終產品甲醛的純度。循環工藝是不完全轉化法，甲醛轉化率較低，但產品甲醛濃度高，醇含量低，且可根據用戶的需求隨時調節產品的甲醛濃度和醇含量;非循環工藝的甲醛生產成本和投資費用都較低，但其產品甲醛濃度不高且醇含量較高。

B. 聚甲醛工藝選擇

聚甲醛作為工程塑料之一,性能優秀,工業上有「超鋼」、「賽鋼」之稱,可替代多種金屬製作多種工業部件,具有廣闊的市場應用前景。本課題在對國內外聚甲醛工藝技術、生產能力、市場需求及發展前景進行深入分析的基礎上,對唐山中浩化工有限公司(以下簡稱唐山中浩)4萬噸／年聚甲醛工程塑料項目開展了工藝技術研究,選擇了適當的聚甲醛生產工藝技術,重點針對聚甲醛改性生產特種塑料的工藝進行了實驗研究和工程放大。主要研究工作如下： 1、對國內外聚甲醛生產廠家的生產技術進行了系統的研究,確定唐山中浩聚甲醛項目採用韓國PID公司的工藝技術,並基於此技術開展技術的適應性改造研究。 2、對聚甲醛產品改性配方進行研究,並在此基礎上設計唐山中浩聚甲醛改性生產工藝包； 3、在實驗室開展聚甲醛增強改性研究,重點考察聚甲醛的拉伸強度、拉伸模量及彎曲強度等指標。結果表明：當玻璃纖維添加量為25%時,聚甲醛的拉伸強度、拉伸模量及彎曲強度分別提高了101.6%、345.0%、120.5%。 4、對聚甲醛進行增韌改性研究,結果表明：聚甲醛的缺口沖擊強度和斷裂伸長率大大提高,增韌效果明顯,當TPU添加量為30%時,POM的斷裂伸長率達到了106%。 5、對聚甲醛進行抗UV耐候改性研究,結果表明：經過改性處理的POM在穩定性上明顯優於未經改性的POM。老化時問為1000h時,彎曲性能保持率達到108%。 6、灰卡評級實驗表明：改性POM和未改性POM的灰卡評級都為4,表示色牢度基本不變,但是試驗過程中可明顯觀察到未改性POM經紫外光照射後表面己經白斑化,而改性產品並沒有明顯變化。 7、聚甲醛耐磨改性研究表明：分別加入潤滑劑二硫化鉬、PTFE和硅油後,POM產品的摩擦系數都有大幅度下降。其中加入10%的PTFE後,摩擦系數降幅達到49.2%。此外,當MoS2加入過程中會有POM分解出現,需要添加相應的穩定劑。

C. 甲醛的工藝流程圖

甲醛屬用途廣泛,生產工藝簡單、原料供應充足的大眾化工產品。是甲醇下游產品樹中的主幹，世界年產量在2500萬噸左右，30%左 右的甲醇都用來生產甲醛。但甲醛是一種濃度較低的水溶液，從經濟角度考慮不便於長距離運輸，所以一般都在主消費市場附近設廠.進出口貿易也極少。工業上主要採用甲醇氧化法和天然氣直接氧化法：

1、甲醇氧化法：在600~700℃下，使甲醇、空氣和水通過銀催化劑或銅、五氧化二礬等催化劑，直接氧化生成甲醛，甲醛用水吸收得甲醛溶液：

總反應是放熱反應，但50~60%的甲醛是通過氧化反應生成，而其餘部分是通過氫反應生成。副產物為一氧化碳和二氧化碳、甲酸甲酯及甲酸。甲醇轉化率80%，收率以甲醇計為85%~90%。該法技術成熟，收率高，國內外生產廠廣為採用。

2、天然氣氧化法：在600-680℃下，使天然氣和空氣的混合物通過鐵、鉬等的氧化物催化劑，直接氧化生成甲醛，用水吸收得甲醛溶液。

3、將甲醇蒸氣在300℃時，通入銅或銀的催化劑，甲醇脫氫而製得。甲醛氣體吸收水含量達36%～40%，即為甲醛溶液。將市售甲醛溶液蒸餾去除雜質，並補充甲醇即為試劑甲醛溶液。

4、二甲醚氧化法：系採用合成氣高壓法合成甲醇副產的二甲醚為原料，以金屬氧化物為催化劑氧化而成。

5、甲醇脫氫法：甲醇直接脫氫可得到無水甲醛，同時副產氫氣。該工藝是極具吸引力的甲醛制備方法。其進展關鍵在於過程催化劑性能的提高。

6、將氣化的甲醇與經鹼洗後的空氣、水蒸氣以1∶1.8～2.0∶0.8～1.0（ 體積比）混合後，加熱至115～120℃進行反應，在銀催化劑作用下控制反應溫度 為600～650℃，壓力0.3～0.5MPa。

反應結束後，將反應物急冷至80～85℃，用水吸收，然後蒸餾，蒸出未反應的甲醇，釜液經陰離子交換樹脂處理，所得甲醛溶液加入適量阻聚劑，攪拌混合，即得成品。