甲醇铁钼催化法制甲醛的工艺设计(5)
2.2.1 银法生产工艺
银催化氧化法是在甲醇-空气的爆炸上限大于36%以外的操作，即在甲醇过量的条件下操作，在常压和600～680℃条件下，通过银催化氧化反应将含有甲醇、空气、水蒸气等成分的原料气转化为甲醛气体，通过冷却、冷凝、吸收过程将甲醛气体转变为溶液，控制吸收加水量得到一定甲醛含量的工业甲醛产品。
主要工艺流程：甲醇经离心泵输送至甲醇过滤器、通过计量进入管壳式甲醇蒸发器，通过孔板流量计计量后进入混合器。氧化器下段为废热锅炉段，高温甲醛在此急冷至150℃左右进入吸收塔。吸收塔底部甲醛溶液经循环泵、板式换热器冷却后一部分作为吸收液在塔内继续循环，另一部分作为产品输送至甲醛储槽。尾气经塔顶排出, 一部分送至尾气燃烧炉焚烧放热产生蒸汽, 另一部分作循环尾气由罗茨鼓风机继续输送至反应系统循环。
主要化学反应式：
2.2.2 铁钼法生产工艺
铁钼氧化物催化剂氧化法甲醛生产是在甲醛-空气的爆炸下限以外操作，即在空气过量的条件下操作，故也称之为“空气过量法”。该反应是在常压和250～400℃下进行，从而能做到使副反应减少、甲醛产品分解量小、选择性高。铁钼法甲醛生产有几个副反应，副反应的产物除少量的二氧化碳和甲醇外，主要是一氧化碳和二甲醚。铁钼法甲醛生产的甲醛产率为92.2～93.1%。
主要工艺流程：在固定床铁钼催化剂表面进行部分氧化反应，生成甲醛。甲醇经离心泵输送至甲醇过滤器、流量计，最后经喷头以雾状形式进入管壳式换热器内与空气、尾气混合形成反应原料气，原料气再通过一个以反应器出口物料为热源的管壳式换热器加热后进入反应器进行反应。新鲜空气与塔顶尾气混合，混合气经两台离心风机加压后在甲醇蒸发器内与甲醇混合，经反应器管程催化剂床层进行反应生成甲醛。反应器后的物料进入甲醇蒸发器换热后进入吸收塔进行吸收。吸收部分工艺流程与电解银法基本一致，但是本工艺吸收塔采用双塔吸收。物料中不能吸收的气体作为尾气经塔顶排出, 一部分送至尾气处理系统（以铂作为催化剂的反应床层）进行反应后进入废热锅炉，换热后作为热源通过管壳式换热器加热入ESC 反应气进行后排放, 另一部分作为循环尾气由罗茨鼓风机继续输送至反应系统循环。
主要化学反应式：
2.2.3 确定设计方案
表2.1列出了银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标。
表2.1 银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标[6]
项目 银法 铁钼法
投资比 1.00 1.15～1.30
甲醇单耗（kg/t） 445～470 4.20～4.37
能耗节余（美元/t） 6.2 11.9
生产成本比 1.0 1.0
反应温度（℃） ＞37 ＜7
甲醇质量分数 600～700 280～350
催化剂寿命（月） 3～6 12～18
甲醛质量分数（%） 37～40 55～60
产品醇含量（%） 4～8 0.5～1.5
产品酸含量（%） 100～200 200～300
收率（%） 86～90 95～98
组分 电解银或载体银 Fe-Mo
对毒物敏感 大 小
失活原因 烧结或中毒 Mo升华
由上表所列出的数据，经过比较，铁钼法生产甲醛相对于银法生产甲醛较经济合理，投资效益比较高。另外，电解银法工艺生产甲醛浓度已能达到45%，铁钼法工艺生产甲醛浓度则可达到55%。电解银法生产工艺产品中甲酸含量一般都低于0.01%、甲醇含量低于2.0%。铁钼法工艺生产的产品中甲酸一般低于0.03%；甲醇含量低于1.0%。故，选择“铁钼法生产甲醛”。
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