甲醛装置工艺设计

A. 求助甲醛的生产工艺寻找甲醛的设计单位

根据“ 技术问答咨询服务网 ”相关文章介绍，目前，甲醛几乎都是采用甲醇空气氧化法制得的。按所用催化剂的不同类型，可以分为铁钼催化剂法和银催化剂法2种生产方法。目前，国外现有甲醛生产装置中约70%左右的装置使用银法生产工艺，近几年新建甲醛装置大部分采用铁钼法，我国甲醛生产厂家主要采用银法工艺。
1 铁钼催化剂法
铁钼催化剂法是用Fe2O3、MnO3作催化剂，以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。该工艺路线以瑞典的Perstorp公司为典型。采用铁钼催化剂法工艺生产的甲醛装置生产能力较大，甲醇转化率高，可达95%-99%，甲醇消耗低，不需要蒸馏装置，可以生产高浓度的甲醛，甲醛成品中醇含量低，催化剂使用寿命长，但一次性投资大，电耗高。
2 银催化剂法
银催化剂法是用银丝网或铺成薄层的银粒为催化剂，过量的甲醇与空气在反应温度约为600-720℃条件下反应生成甲醛，银法工艺路线以德国BASF公司为代表。银法工艺简单，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，只能生产低浓度甲醛。银催化剂法又可以分为两种生产工艺流程，一种是带有甲醛整流回收流程的循环工艺，另一种是不带甲醛整流回收流程的非循环工艺。两种工艺流程的选用依据主要是依据终产品甲醛的纯度。循环工艺是不完全转化法，甲醛转化率较低，但产品甲醛浓度高，醇含量低，且可根据用户的需求随时调节产品的甲醛浓度和醇含量;非循环工艺的甲醛生产成本和投资费用都较低，但其产品甲醛浓度不高且醇含量较高。

B. 聚甲醛工艺选择

聚甲醛作为工程塑料之一,性能优秀,工业上有“超钢”、“赛钢”之称,可替代多种金属制作多种工业部件,具有广阔的市场应用前景。本课题在对国内外聚甲醛工艺技术、生产能力、市场需求及发展前景进行深入分析的基础上,对唐山中浩化工有限公司(以下简称唐山中浩)4万吨／年聚甲醛工程塑料项目开展了工艺技术研究,选择了适当的聚甲醛生产工艺技术,重点针对聚甲醛改性生产特种塑料的工艺进行了实验研究和工程放大。主要研究工作如下： 1、对国内外聚甲醛生产厂家的生产技术进行了系统的研究,确定唐山中浩聚甲醛项目采用韩国PID公司的工艺技术,并基于此技术开展技术的适应性改造研究。 2、对聚甲醛产品改性配方进行研究,并在此基础上设计唐山中浩聚甲醛改性生产工艺包； 3、在实验室开展聚甲醛增强改性研究,重点考察聚甲醛的拉伸强度、拉伸模量及弯曲强度等指标。结果表明：当玻璃纤维添加量为25%时,聚甲醛的拉伸强度、拉伸模量及弯曲强度分别提高了101.6%、345.0%、120.5%。 4、对聚甲醛进行增韧改性研究,结果表明：聚甲醛的缺口冲击强度和断裂伸长率大大提高,增韧效果明显,当TPU添加量为30%时,POM的断裂伸长率达到了106%。 5、对聚甲醛进行抗UV耐候改性研究,结果表明：经过改性处理的POM在稳定性上明显优于未经改性的POM。老化时问为1000h时,弯曲性能保持率达到108%。 6、灰卡评级实验表明：改性POM和未改性POM的灰卡评级都为4,表示色牢度基本不变,但是试验过程中可明显观察到未改性POM经紫外光照射后表面己经白斑化,而改性产品并没有明显变化。 7、聚甲醛耐磨改性研究表明：分别加入润滑剂二硫化钼、PTFE和硅油后,POM产品的摩擦系数都有大幅度下降。其中加入10%的PTFE后,摩擦系数降幅达到49.2%。此外,当MoS2加入过程中会有POM分解出现,需要添加相应的稳定剂。

C. 甲醛的工艺流程图

甲醛属用途广泛,生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品。是甲醇下游产品树中的主干，世界年产量在2500万吨左右，30%左 右的甲醇都用来生产甲醛。但甲醛是一种浓度较低的水溶液，从经济角度考虑不便于长距离运输，所以一般都在主消费市场附近设厂.进出口贸易也极少。工业上主要采用甲醇氧化法和天然气直接氧化法：

1、甲醇氧化法：在600~700℃下，使甲醇、空气和水通过银催化剂或铜、五氧化二矾等催化剂，直接氧化生成甲醛，甲醛用水吸收得甲醛溶液：

总反应是放热反应，但50~60%的甲醛是通过氧化反应生成，而其余部分是通过氢反应生成。副产物为一氧化碳和二氧化碳、甲酸甲酯及甲酸。甲醇转化率80%，收率以甲醇计为85%~90%。该法技术成熟，收率高，国内外生产厂广为采用。

2、天然气氧化法：在600-680℃下，使天然气和空气的混合物通过铁、钼等的氧化物催化剂，直接氧化生成甲醛，用水吸收得甲醛溶液。

3、将甲醇蒸气在300℃时，通入铜或银的催化剂，甲醇脱氢而制得。甲醛气体吸收水含量达36%～40%，即为甲醛溶液。将市售甲醛溶液蒸馏去除杂质，并补充甲醇即为试剂甲醛溶液。

4、二甲醚氧化法：系采用合成气高压法合成甲醇副产的二甲醚为原料，以金属氧化物为催化剂氧化而成。

5、甲醇脱氢法：甲醇直接脱氢可得到无水甲醛，同时副产氢气。该工艺是极具吸引力的甲醛制备方法。其进展关键在于过程催化剂性能的提高。

6、将气化的甲醇与经碱洗后的空气、水蒸气以1∶1.8～2.0∶0.8～1.0（ 体积比）混合后，加热至115～120℃进行反应，在银催化剂作用下控制反应温度 为600～650℃，压力0.3～0.5MPa。

反应结束后，将反应物急冷至80～85℃，用水吸收，然后蒸馏，蒸出未反应的甲醇，釜液经阴离子交换树脂处理，所得甲醛溶液加入适量阻聚剂，搅拌混合，即得成品。