每年3万吨甲醇催化脱氢制无水甲醛工艺设计(3)
2.3 生产控制说明及控制项目 11
2.4 工业安全 11
2.5 车间定员 13
3 物料衡算 14
3.1 反应方程式 14
3.2 工艺要求与中试数据 14
3.2.1 年产量与年工作日 14
3.2.2 中试数据 14
3.3 基于中试数据计算 15
3.4 总物料衡算表 16
4 热量衡算 17
4.1 焓的计算 17
4.1.1 甲醇的标准生成焓 17
4.1.2 无水甲醛的标准生成焓 17
4.1.3 氢气的标准生成焓 17
4.2 热容的计算 17
4.3 反应焓的计算 18
4.4 热量的计算 18
4.4.1 Q1的计算 18
4.4.2 Q2的计算 19
4.4.3 Q4的计算 19
4.5 反应器的容积计算 19
4.6 反应釜的体积设计 20
4.7 设备向四周散失的热量 20
4.8 消耗在设备各个部件及管道上的热量Q5 21
4.9 热量衡算 21
5 设备选型及计算 23
5.1 加热器 23
5.1.1 加热器的换热面积的计算 23
5.1.2 加热器的工艺结构尺寸的计算 24
5.1.3 加热器的设备选型 26
5.2 反应器 26
5.2.1 反应器催化剂的填充量 26
5.2.2 反应管长度的计算 27
5.2.3 管束尺寸和反应管的排列 27
5.2.4 反应器进口管口设计 27
5.3 冷凝器 28
5.3.1 冷凝器的换热面积的计算 28
5.3.2 冷凝器的工艺结构尺寸的计算 29
5.3.3 冷凝器的设备选型 31
5.4 甲醛精馏塔 32
5.4.1 基础数据整理 32
5.4.2 初估塔径 33
5.4.3 理论板数的计算 35
5.4.4 塔内件设计 38
5.4.5 塔板流体力学验算 41
5.4.6 塔板负荷性能图 43
5.4.7 甲醛精馏塔工艺计算结果汇总 46
5.5 泵的选型 46
结 论 48
致谢 49
参考文献 50
1总论
1.1 概论[1]
纯净的甲醛是无色具有刺激性气的气体，其沸点为－19℃，能与空气及氧气混合为爆炸性气体。易燃烧，能溶于水及醇，微溶于丙酮、苯和醚。甲醛气体在高压及低温下，能液化成无色液体，通常都是以水溶液出售，35%~40%甲醛水溶液被称为福尔马林。
甲醛有强的还原作用，特别是在碱性溶液中。甲醛的水溶液如果长期露置于空气中，很容易被氧化成甲酸，甲醛在氢氧化铜的烧碱溶液中，可被氧化为乙酸钠，同时氢氧化铜被还原为氧化亚铜沉淀，甲醛与其它醛类物质一样，容易与许多物质发生加成反应，因此甲醛又是不饱和化合物。加成原理是碳和氧之间的双键被破坏，在碳原子和氧原子上连接其它的原子或原子团。例如甲醛可以与NaHSO3发生加成反应，生成一种 主要应用于印染工业拔染剂、拔色剂、还原剂及用作丁苯橡胶、合成树脂的活化剂和一些有机物的脱色和漂白的“吊白块” 。甲醛极易聚合，气体甲醛在常温下能自动聚合成三聚体，55%的甲醛水溶液在少量硫酸存在下煮沸也可以得到环状的三聚甲醛 ，甲醛还可以通过聚合生成更大的聚合分子，三聚甲醛不稳定，加热时容易分解为甲醛。甲醛还是近代化学工业上一重非常重要的合成原料，应用于尿素—甲醛树脂及三聚氰胺—甲醛树脂的合成，甲醛还是医药上的消毒剂和防腐剂，甲醛还用于表面活性剂、塑料、橡胶、鞣革、造纸、染料、制药、农药、照相胶片、炸药、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐过程中。