年产3万吨甲醛工艺设计

1、-PAGE . z.年产3万吨甲醛生产工艺设计专业：化学工程与工艺设计人：强指导教师：罗道成摘要：本设计为年产3万吨37.2%甲醛水溶液的生产工艺初步设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进展了选择与论证，对整个装置进展了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进展了设计及选型，同时对本装置的平安生产与三废治理作了相关讨论并进展经济的初步核算。本设计配有设计说明书一本，附图4。说明书包括1：总论；2：工艺流程的选择及论证；3：年产3万吨37.2%甲醛水溶液工艺计算；4：非标准设备的计算及定性设备的选型；5：工艺管道计算；6：平安以及三废治理；7：技术经济初步核算。图纸包括：1 带控制点

2、的工艺管道及工艺流程图；2 氧化器装配图；3 装置平面图；4 装置立面图。关键词：甲醛；甲醇；氧化；工艺；电解银The manufacturing process of Formaldehyde 30000tons per yearSpeciality:chemical engineering and technologydesigner:*ie Qiang director:Luo Dao ChengAbstract:The design is primary for the manufacturing process of formaldehyde 30000tons per year,a

3、nd adopts Ag as catalyst According to the design,the craft production way of formaldehyde was selected and the technology was investiged.The main equipments and pipes were designed or selected.At the sane time,safely producing and dealing withthree waste were argued and technology economic was origi

4、nally estimated.The design consists of an instruction book and a series of diagram.The instruction book includes:1.Introduction.2.Choice and demonstration of the technological process.3.30000 tons per year 37.2%formaldehyde crafts for production were designde.4.It is not a selecting type of the equi

5、pment of calculation and finalizing the design of the standard device.5.Thecraft pipeline calculating.6.Security and abatement ofthree waste.7.Economic initial estimate of technoligy.The diagram include:1.The pipeline of the device and process flow sheet with controlled piot.2.Assemblage chart of th

6、e o*idator.3.Plane figure of the device.4.The blueprints of factory.Key words:formaldehyde;Methanol;O*idation;Technology;Electrolysis Silver-. z.目录TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc199535210前言 PAGEREF _Toc199535210 h 1HYPERLINK l _Toc1995352111 绪论 PAGEREF _Toc199535211 h 1HYPERLINK l _Toc1995352121.1 我

7、国甲醛工业的开展过程 PAGEREF _Toc199535212 h 1HYPERLINK l _Toc1995352131.1.1 起步阶段 PAGEREF _Toc199535213 h 1HYPERLINK l _Toc1995352141.1.2 开展阶段 PAGEREF _Toc199535214 h 1HYPERLINK l _Toc1995352151.1.3 快速增长阶段 PAGEREF _Toc199535215 h 1HYPERLINK l _Toc1995352161.2 我国甲醛工业的现状 PAGEREF _Toc199535216 h 2HYPERLINK l _To

8、c1995352171.2.1 生产工艺 PAGEREF _Toc199535217 h 2HYPERLINK l _Toc1995352181.2.2 生产能力和产量 PAGEREF _Toc199535218 h 2HYPERLINK l _Toc1995352191.2.3 技术指标 PAGEREF _Toc199535219 h 2HYPERLINK l _Toc1995352201. 3 影响我国甲醛价格的主要因素 PAGEREF _Toc199535220 h 3HYPERLINK l _Toc1995352211.3.1 生产本钱 PAGEREF _Toc199535221 h

9、3HYPERLINK l _Toc1995352221.3.2 下游需求状况 PAGEREF _Toc199535222 h 4HYPERLINK l _Toc1995352231.3.3 地区差异 PAGEREF _Toc199535223 h 4HYPERLINK l _Toc1995352241.4 产品说明 PAGEREF _Toc199535224 h 4HYPERLINK l _Toc1995352251.4.1 产品名称 PAGEREF _Toc199535225 h 4HYPERLINK l _Toc1995352261.4.2 产品性质 PAGEREF _Toc1995352

10、26 h 4HYPERLINK l _Toc1995352271.5 产品用途 PAGEREF _Toc199535227 h 6HYPERLINK l _Toc1995352281.6 原材料说明 PAGEREF _Toc199535228 h 6HYPERLINK l _Toc1995352291.7 甲醛工业的开展趋势 PAGEREF _Toc199535229 h 6HYPERLINK l _Toc1995352301.7.1 改良催化剂的性能 PAGEREF _Toc199535230 h 6HYPERLINK l _Toc1995352311.7.2 高浓度甲醛工艺开展趋势 PAG

11、EREF _Toc199535231 h 6HYPERLINK l _Toc1995352321.7.3 设备集约化 PAGEREF _Toc199535232 h 7HYPERLINK l _Toc1995352331.7.4 规模大型化 PAGEREF _Toc199535233 h 7HYPERLINK l _Toc1995352341.7.5 产品简介 PAGEREF _Toc199535234 h 7HYPERLINK l _Toc1995352351.8 甲醛的主要技术指标 PAGEREF _Toc199535235 h 7HYPERLINK l _Toc1995352362 合成

12、方法及生产技术比拟 PAGEREF _Toc199535236 h 8HYPERLINK l _Toc1995352372.1 甲醛的合成方法 PAGEREF _Toc199535237 h 8HYPERLINK l _Toc1995352382.1 .1 银催化剂法 PAGEREF _Toc199535238 h 8HYPERLINK l _Toc1995352392.1 .2 铁钼催化剂法 PAGEREF _Toc199535239 h 8HYPERLINK l _Toc1995352402.1 .3 甲缩醛氧化法 PAGEREF _Toc199535240 h 8HYPERLINK l

13、_Toc1995352412.1 .4 二甲醚氧化法 PAGEREF _Toc199535241 h 8HYPERLINK l _Toc1995352422.1 .5 低碳烷烃直接氧化法 PAGEREF _Toc199535242 h 8HYPERLINK l _Toc1995352432.2 生产工艺比拟 PAGEREF _Toc199535243 h8HYPERLINK l _Toc1995352442.2 .1 工艺技术比拟 PAGEREF _Toc199535244 h 8HYPERLINK l _Toc199535245 银催化剂法和铁钼催化剂法的特点的比拟 PAGEREF _Toc

14、199535245 h 9HYPERLINK l _Toc1995352462.3 国外甲醛装置能耗比拟 PAGEREF _Toc199535246 h 10HYPERLINK l _Toc1995352473 工艺流程介绍 PAGEREF _Toc199535247 h 10HYPERLINK l _Toc1995352483.1 流程说明 PAGEREF _Toc199535248 h 10HYPERLINK l _Toc1995352493.2 生产工艺影响因素 PAGEREF _Toc199535249 h 11HYPERLINK l _Toc1995352503.2.1 反响器的构造

15、与状态 PAGEREF _Toc199535250 h 11HYPERLINK l _Toc1995352513.2.2 催化剂的性能和状态 PAGEREF _Toc199535251 h 11HYPERLINK l _Toc1995352523.2.3 反响温度 PAGEREF _Toc199535252 h 12HYPERLINK l _Toc1995352533.2.4 氧醇比 PAGEREF _Toc199535253 h 12HYPERLINK l _Toc1995352543.2.5 水醇比 PAGEREF _Toc199535254 h 12HYPERLINK l _Toc199

16、5352553.2.6 停留时间和空间速度 PAGEREF _Toc199535255 h 12HYPERLINK l _Toc199535256反响压力 PAGEREF _Toc199535256 h 13HYPERLINK l _Toc1995352573.2.8 原料混合气的纯度 PAGEREF _Toc199535257 h 13HYPERLINK l _Toc1995352583.3 主要工艺指标 PAGEREF _Toc199535258 h 13HYPERLINK l _Toc1995352594 年产3万吨37.2%甲醛的工艺计算 PAGEREF _Toc199535259 h

17、 14HYPERLINK l _Toc1995352604.1 计算依据 PAGEREF _Toc199535260 h 15HYPERLINK l _Toc1995352614.2 物料衡算 PAGEREF _Toc199535261 h 15HYPERLINK l _Toc199535262产品： PAGEREF _Toc199535262 h 15HYPERLINK l _Toc1995352634.2.2 原料甲醇投入量 PAGEREF _Toc199535263 h 15HYPERLINK l _Toc1995352644.2.3 空气投入量根据氧醇比求 PAGEREF _Toc19

18、9535264 h 15HYPERLINK l _Toc1995352654.2.4 尾气中各组分含量的计算 PAGEREF _Toc199535265 h 16HYPERLINK l _Toc1995352664.2.5 核对 PAGEREF _Toc199535266 h 16HYPERLINK l _Toc1995352674.2.6 主要设备物料衡算以小时计 PAGEREF _Toc199535267 h 17HYPERLINK l _Toc1995352684.3 热量衡算 PAGEREF _Toc199535268 h 22HYPERLINK l _Toc1995352694.3.

19、1 物性参数及计算公式 PAGEREF _Toc199535269 h 22HYPERLINK l _Toc1995352704.3.2 主要设备热量衡算 PAGEREF _Toc199535270 h 22HYPERLINK l _Toc1995352715 主要非定型设备的计算及选型 PAGEREF _Toc199535271 h 27HYPERLINK l _Toc1995352725.1 蒸发器 PAGEREF _Toc199535272 h 27HYPERLINK l _Toc1995352735.1.1 蒸发室的体积V与高度H的计算 PAGEREF _Toc199535273 h

20、27HYPERLINK l _Toc1995352745.1.2 蒸发器的换热器计算 PAGEREF _Toc199535274 h 27HYPERLINK l _Toc1995352755.2 过热器 PAGEREF _Toc199535275 h 28HYPERLINK l _Toc1995352765.2.1 传热面积的估算 PAGEREF _Toc199535276 h 28HYPERLINK l _Toc1995352775.2.2 径的计算 PAGEREF _Toc199535277 h 28HYPERLINK l _Toc1995352785.3 氧化器 PAGEREF _Toc

21、199535278 h 29HYPERLINK l _Toc1995352795.3.1 氧化器直径 PAGEREF _Toc199535279 h 29HYPERLINK l _Toc1995352805.3.2 热锅炉的主要尺寸 PAGEREF _Toc199535280 h 29HYPERLINK l _Toc1995352815.3.3 氧化器下部的急冷段 PAGEREF _Toc199535281 h 30HYPERLINK l _Toc1995352825.3.4 废锅辅助设备汽包 PAGEREF _Toc199535282 h 31HYPERLINK l _Toc19953528

22、35.4 吸收一塔 PAGEREF _Toc199535283 h 31HYPERLINK l _Toc199535284气体重度r气 PAGEREF _Toc199535284 h 31HYPERLINK l _Toc199535285液相重度 PAGEREF _Toc199535285 h 32HYPERLINK l _Toc1995352865.4.3 液相粘度单位Mpa或Cp PAGEREF _Toc199535286 h 32HYPERLINK l _Toc1995352875.4.4 填料 PAGEREF _Toc199535287 h 32HYPERLINK l _Toc1995

23、352885.4.5 喷淋密度 PAGEREF _Toc199535288 h 33HYPERLINK l _Toc1995352895.4.6 液相流量 PAGEREF _Toc199535289 h 33HYPERLINK l _Toc1995352905.4.7 泛点气速计算 PAGEREF _Toc199535290 h 33HYPERLINK l _Toc1995352915.4.8 塔径及空塔气速的计算 PAGEREF _Toc199535291 h 34HYPERLINK l _Toc1995352925.4.9 高度 PAGEREF _Toc199535292 h 34HYPE

24、RLINK l _Toc1995352935.4.10 填料层阻力计算 PAGEREF _Toc199535293 h 34HYPERLINK l _Toc1995352945.5 吸收二塔 PAGEREF _Toc199535294 h 35HYPERLINK l _Toc199535295气体重度 PAGEREF _Toc199535295 h 35HYPERLINK l _Toc199535296液相重度 PAGEREF _Toc199535296 h 36HYPERLINK l _Toc1995352975.5.3 液相粘度单位Mpa或Cp PAGEREF _Toc199535297

25、h 36HYPERLINK l _Toc1995352985.5.4 填料 PAGEREF _Toc199535298 h 36HYPERLINK l _Toc1995352995.5.5 喷淋密度 PAGEREF _Toc199535299 h 36HYPERLINK l _Toc1995353005.5.6 液相流量 PAGEREF _Toc199535300 h 36HYPERLINK l _Toc1995353015.5.7 泛点气速计算 PAGEREF _Toc199535301 h 37HYPERLINK l _Toc1995353025.5.8 塔径及空塔气速的计算 PAGERE

26、F _Toc199535302 h 38HYPERLINK l _Toc1995353035.5.9 高度 PAGEREF _Toc199535303 h 38HYPERLINK l _Toc1995353045.5.10 填料层阻力计算 PAGEREF _Toc199535304 h 38HYPERLINK l _Toc1995353055.6 主要非定型设备一览表 PAGEREF _Toc199535305 h 38HYPERLINK l _Toc1995353065.7 主要定型设备选型 PAGEREF _Toc199535306 h 39HYPERLINK l _Toc19953530

27、75.7.1 上料泵两台 PAGEREF _Toc199535307 h 39HYPERLINK l _Toc1995353085.7.2 鼓风机两台 PAGEREF _Toc199535308 h 39HYPERLINK l _Toc1995353095.7.3 炉给水泵两台 PAGEREF _Toc199535309 h 39HYPERLINK l _Toc1995353105.7.4 塔循环泵两台 PAGEREF _Toc199535310 h 39HYPERLINK l _Toc1995353115.7.5 塔循环泵两台 PAGEREF _Toc199535311 h 39HYPERL

28、INK l _Toc1995353125.7.6 品泵两台 PAGEREF _Toc199535312 h 39HYPERLINK l _Toc1995353136 主要工艺管道计算及选型 PAGEREF _Toc199535313 h 40HYPERLINK l _Toc1995353146.1 主要工艺管道计算及选型 PAGEREF _Toc199535314 h 40HYPERLINK l _Toc1995353156.1.1 空气吸入管空气过滤器风机口 PAGEREF _Toc199535315 h 40HYPERLINK l _Toc1995353166.1.2 空气压出管风机口蒸发

29、器 PAGEREF _Toc199535316 h 40HYPERLINK l _Toc1995353176.1.3 二元气体管蒸发器过热器 PAGEREF _Toc199535317 h 40HYPERLINK l _Toc199535318三元气体管过热器氧化器 PAGEREF _Toc199535318 h 40HYPERLINK l _Toc1995353196.1.5 产品气管氧化器塔底 PAGEREF _Toc199535319 h 41HYPERLINK l _Toc1995353206.1.6 一塔顶出气管一塔底二塔底 PAGEREF _Toc199535320 h 41HYP

30、ERLINK l _Toc1995353216.1.7 尾气管二塔顶尾气处理车间 PAGEREF _Toc199535321 h 41HYPERLINK l _Toc1995353226.1.8 配料蒸汽管蒸汽分配缸过热器前 PAGEREF _Toc199535322 h 41HYPERLINK l _Toc1995353236.1.9 甲醇管原料泵蒸发器 PAGEREF _Toc199535323 h 42HYPERLINK l _Toc1995353246.1.10 甲醛管一塔循环管成品槽 PAGEREF _Toc199535324 h 42HYPERLINK l _Toc19953532

31、56.1.11 工艺管道软水管二塔顶 PAGEREF _Toc199535325 h 42HYPERLINK l _Toc1995353266.1.12 一塔循环管一塔底一塔顶 PAGEREF _Toc199535326 h 43HYPERLINK l _Toc1995353276.1.13 二塔循环管二塔底二塔顶 PAGEREF _Toc199535327 h 43HYPERLINK l _Toc1995353286.2 主要工艺管道汇总表 PAGEREF _Toc199535328 h 43HYPERLINK l _Toc1995353297 平安与三废处理 PAGEREF _Toc199

32、535329 h 43HYPERLINK l _Toc1995353307.1工艺物料特性及防护措施 PAGEREF _Toc199535330 h 44HYPERLINK l _Toc1995353317.2 三废处理 PAGEREF _Toc199535331 h 44HYPERLINK l _Toc1995353327.2.1 废气处理 PAGEREF _Toc199535332 h 44HYPERLINK l _Toc1995353337.2.2 废水处理 PAGEREF _Toc199535333 h 44HYPERLINK l _Toc199535334噪声防治 PAGEREF _

33、Toc199535334 h 45HYPERLINK l _Toc1995353358 技术经济初步评估甲醛及市场 PAGEREF _Toc199535335 h 45HYPERLINK l _Toc1995353368.1 产品甲醛及原料市场分析 PAGEREF _Toc199535336 h 45HYPERLINK l _Toc1995353378.1.1 甲醛及原料市场价格分析 PAGEREF _Toc199535337 h 45HYPERLINK l _Toc1995353388.1.2 甲醛市场的供求分析 PAGEREF _Toc199535338 h 45HYPERLINK l _

34、Toc1995353398.1.3 甲醛市场未来分析 PAGEREF _Toc199535339 h 46HYPERLINK l _Toc1995353408.2 经济效益初步梳算 PAGEREF _Toc199535340 h 46HYPERLINK l _Toc1995353418.2.1 投资估算 PAGEREF _Toc199535341 h 46HYPERLINK l _Toc1995353428.2.2 生产本钱和销售收益的估算 PAGEREF _Toc199535342 h 46HYPERLINK l _Toc1995353438.2.3 销售收益估算 PAGEREF _Toc1

35、99535343 h 47HYPERLINK l _Toc1995353448.2.4 经济效率评估 PAGEREF _Toc199535344 h 47HYPERLINK l _Toc199535345完毕语 PAGEREF _Toc199535345 h 49HYPERLINK l _Toc199535346主要参考文献 PAGEREF _Toc199535346 h 50-. z.前言甲醛是重要的有机化工根底原料，是甲醇最重要的衍生物产品之一，甲醛的用途十分广泛，主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。目前甲酴的生产均采用甲

36、醇为原料，银催化剂，经空气氧化得到，其浓度为37%左右，其余为水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林，是常用的杀菌剂和防腐剂。甲醛是脂肪族中的最简单的醛，化学性质十分活泼。甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。1868年，A.M.Hoffmann使用铂催化剂，用空气氧化甲醇合成了甲醛，并且确定了它的化学特性。1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。1910年，由于酚醛树脂的开发成功，使甲醛工业得到了迅猛的开展。随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究，其生产工艺的日渐完善，对甲醛生产设

37、备的要求也在不断提高。工业甲醛生产典型的有机合成工艺，在我国已有近五十年的历史。我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改良、还是余热利用方面都已有了长足的进步，其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。从我国甲醛的生产现状看，结合毕业实习的相关容，此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。在整个设计过程中，按照设计任务书的要求，对年产3万吨甲醛装置进展了完整的物料衡算与热量衡算，对工艺过程中的主要设备进展了较为详细的工艺计算，同时也对装置的技术经济状况进展了初步估计。由于本人能力有限，加上时间较为仓促，在整个设计中难免有错误和缺乏之处，敬请教师和同行批评指正。-. z.1

38、绪论1.1 我国甲醛工业的开展过程我国甲醛工业的开展大致可分为三个阶段。 起步阶段20世纪50-60年代，以浮石银作催化剂的银法生产甲醛是我国甲醛工业的起步阶段。 我国第一套甲醛生产装置是1956年9月由前联专家设计指导在溶剂厂兴建，设计能力仅为0.3万吨/年，采用浮石银作催化剂。1957年-1959年化肥厂等三家企业相继建立了甲醛生产装置，溶液剂厂也将0.3万吨/年的装置扩大到1万吨/年。但到50年代末，我国工业甲醛的生产量仍然还缺乏4万吨37%CH2O，产品主要用于生产乌洛托品等。1965年-1969年，由于合成纤维和木材加工工业的开展，甲醛需求量增加，维尼纶厂、助剂厂等一批采用浮石银作催

39、化剂的甲醛生产装置先后投产，到60年代末生产厂到达10家，总生产能力扩大到10万吨/年。60年代后期由于开发聚甲醛树脂等对浓甲醛的需要，又自行开发了铁钼氧化物催化剂，石井沟联合化工厂、塑料厂先后采用铁钼氧化物 催化剂生产甲醛，但由于催化剂性能不佳和工艺落后以及平安性差等原因未能长期生产。 开展阶段上世界70-80年代的以电解银催化剂为主体的银法生产甲醛是我国甲醛工业日趋成熟的开展阶段。20世纪70年代以后，我国甲醛工业无论在产能、生产技术还是在设备、节能和自动控制等方面都有了较大的改良和提高。随着反响热和尾气的燃烧热的利用，使甲醛生产装置由原来的耗汽型变成为不耗汽型或外供蒸汽型装置，至70年代

40、末我国甲醛工业的产量接近40万吨/年。20世纪80年代以后，由于木材加工业和甲醛下游产品开展的需要，我国甲醛工业又有了较大的开展，至80年代末生产甲醛厂家达51家，总生产能力超过80万吨/年。快速增长阶段20世纪90年代至今的银法生产甲醛和铁钼法生产甲醛同时开展是我国甲醛工业快速增长阶段。20世纪90年代，特别是90年代中后期，由于我国经济的快速开展，木材加工业、建材业、塑料工业的社会需求量的大幅度增加和小氮肥厂的转产等因素，我国甲醛工业进入快速增长时期，1990年-1999年的10年中，总生产能力翻了近3倍。在这一阶段国多家企业从国外引进以铁钼氧化物作催化剂的铁钼催化法的甲醛生产装置，逐渐使

41、我国铁钼催化法甲醛装置到达了国际同类装置的先进水平。与此同时，我国银催化法的甲醛装置也有了快速的开展。反响器等关键设备不断地得到改良，银催化剂的制备和应用也有了新的提高，原料甲醇单耗有了进一步的下降，生产控制技术也有了长足的进步，原料甲醛单耗又有了进一步的下降，装置规模趋向大型化，国最大、世界第二的年产16万吨/年单套甲醛装置于2000在凯跃化工集团建成投产。进入21世纪，我国甲醛工业仍保持持续开展的势头，2002年总生产能力已超过700万吨。迄今，总生产能力已超过840万吨/年以37%HCHO计。1.2我国甲醛工业的现状生产工艺以甲醇为原料生产甲醛的工艺按催化剂的不同，分为银法和铁钼法两种不

42、同的生产工艺。银法甲醛生产工艺中又有生产37%甲醛的传统银法和生产浓甲醛的废气循环法、尾气循环法及以本征控制技术为核心的大型甲醛生产新工艺等。在甲醇、水、空气所组成的原料混合气的配制工艺中又有浓甲醇蒸发后配制水蒸汽和甲醇、水配制后蒸发两种工艺；而吸收局部则有单塔吸收、双塔吸收和多塔吸收以及并流吸收等多种流程。此外，在装置的余热利用上又有多种形式的工艺流程，使装置的能量得到充分的合理利用。 生产能力和产量我国工业甲醛的生产能力近十年有很大的增长，据不完全统计，我国现有甲醛生产装置约380套，装置总能力超过720万吨，已居世界首位。目前我国银法装置的生产能力仍占绝大局部。铁钼法装置仅有10套，合计

43、生产能力仅占国生产能力的5%左右。从总体看，我国工业甲醛的单套装置能力较为偏小，平均仅为2万吨/套，最小的只有0.5万吨/套。其中，铁钼法中最大为8万吨/套，最小为1.5万吨/套；银法中最大为16万吨，最小为0.5万吨/套。由于我国甲醛工业总体开展较快，而下游衍生产品的开展和市场容量的扩大相对较慢，致使总体开工率却不高，现已从早期的80%左右降到50%左右，有的装置还常年处于停工状态。从表11中可以看出，我国甲醛生产厂家现主要集中在、等地区。其中华北地区包括、*、五省市的生产能力约占全国总生产能力的1/3，而西北地区的生产能力很小，还不到全国的1%。目前省是全国最大的甲醛生产地区，生产能力约1

44、17万吨/年；其次是地区包括*市和市，生产能力约89.5万吨/年；省排名第三，生产能力约88万吨/年；第四位是省，生产能力约86万吨/年。技术指标1产品规格多年来，我国生产的工业甲醛都是单一的37%wt浓度的水溶液，使用中存在浓度低、运输费用高和影响*些下游产品的加工性能及废水处理等问题。近年来，随着甲醛下游产品的开展和铁钼法生产甲醛技术的引进，甲醛产品的规格品种已开场向多种化工方向开展，现根据需要，可生产除37%wt浓度以外的37%-55%wt浓度的多种甲醛产品供给市场。2产品质量由于历史的原因，目前我国工业甲醛执行的产品标准仍是以37%wt浓度的产品，我国工业甲醛37%的质量大局部都到达优

45、极品标准，有的还根据用户和自身的要求，严格控制酸度和甲醇含量等标准。但企业间仍存在一定的差异，少数企业优极品率低，质量波动较大。表1-1 我国甲醛生产厂家现主要集中地 单位：万吨地区名企业数生产能力产量(2003年)200120022003全国276722.5287.6426.6308.974911762.78139.491020.57.81016.091018.5572.54220.5826368.810.53.753472.532.430.321.14153.61.40*4123.232.774171.850.826*110

46、.30.60.54198831.83346.5510331824.527.448301112.413.52533.523.522.515.2928455.5589*3740.84612.567.313.842.855.5128621.623.836.4613258.713.913.255916.324.51.410.881. 3 影响我国甲醛价格的主要因素近些年来我国甲醛行业开展很快，每年产销量增长速度都在10%以上，2004年

47、我国甲醛产销量已突破了480万吨大关。脲醛树脂是甲醛行业最主要的下游产品，约占甲醛总消费量的60%以上，市场前景可观。近几年，我国甲醛市场的价格变化比拟大，总体来看，呈现一种上升走势。2001年为800元/吨，2002年为850元/吨，2003年上涨幅度很大，到达了1200元，2004年为1250元/吨。影响甲醛价格主要有以下三个因素：生产本钱。构成甲醛生产本钱的有原料甲醇、电、水、催化剂、设备维护、人工及管理费用等，其中原料甲醇是最主要的生产本钱，约占甲醛生产总本钱的90%左右。这几年甲醛价格在不断上涨，其中一个重要原因就是甲醇价格的上涨。2001年的甲醇价格为1200元/吨，2002年不到

48、1300元/吨，2003年2100元/吨，2004年为2200元/吨。可以看出，甲醛价格与甲醇价格根本上呈现一种线性关系。 下游需求状况。甲醛下游产品的需求量增长较快，拉动了甲醛产量的增大，但由于下游产品的价格相对较稳定，上升幅度小， 在一定程度上制约了甲醛价格的提高。地区差异。甲醛单位价值不太高，不适宜于长途运输，否则运费太贵，不合算，所以甲醛根本上是就地产销的产品，呈现明显的地域特征，各地区之间的价格差异比拟大。目前来看，、等地的甲醛价格比拟低，出厂价在11001200无左右的水平，而、*、等地，甲醛价格相对较高，出厂价在13501500元左右的水平。1.4 产品说明 产品名称：甲醛 化学

49、分子式：HCHO 分子量：30.03 产品性质A.物理性质甲醛又称蚁醛，是无色有强烈刺激性气味的气体，对空气的比重为1.06，略重于空气，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。其30%40%的水溶液为福尔马林液，此溶液沸点为19。故在室温时极易挥发，随着温度的上升挥发速度加快。甲醛易聚合成多聚甲醛，其受热易发生解聚作用，并在室温下可缓慢释放甲醛。表1-2 甲醛的物理性质 计量单位:见表工程数值密度(g/cm3)-800.9151-200.8153沸点(101.3kPa)/-19熔点-118汽化热(19)/(kj/mol)23生成热(25)/(kj/mol)-116标准自由

50、能(25)/(kj/mol)-109.7比热容J/(mol.k)35.2熵J/(mol.k)218.6燃烧热(kj/mol)561569临界温度137.2141.2临界压力Mpa6.816.66空气中爆炸极限%7.073着火点430B.化学性质甲醛分子中含有醛基，具有典型的醛类的化学性质，同时又含有羰基碳原子键合的较为活泼的-H，使甲醛的化学性质十分活泼，能参加与多种化学反响。在此只介绍几种重要的化学反响。1加成反响 1在有机溶剂中，甲醛与烯烃在酸催化下发生加成反响，通过这种反响，可由单制备双烯烃，并增加一个碳原子，例如甲醛与异丁烯反响得到异戊二烯。2在乙炔酮、乙炔银和乙炔汞催化剂存在下，单取

51、代乙炔化合物与甲醛加成生成炔属醇Reppe反响。对乙炔来说，加上2mol甲醛，生成2-丁炔-1，4-二醇，2-丁炔-1，4-二醇进一步加氢生成重要的化学1，4-丁二醇。3在碱性溶液中，甲醛和氰化氢反响生成氰基甲醇。2缩合反响甲醇除自身外，能各多种醛、醇、酚、胺等化合物发生缩合反响。缩合反响是甲醛最重要的化学反响。1甲醛能发生自缩合反响，生成三聚甲醛或多聚甲醛。60%浓甲醛溶液在室温下长期放置就能自动聚合成三分子的环状聚合物。2在NaOH溶液中，甲醛自身缩合生成羟基乙醛。HOCH3CHO它能进一步快速与甲醛缩合生成碳水化合物，俗称Formose反响。3甲醛聚糖反响是的唯一一步合成碳水化合物的方法

52、，它在生成物多元醇和甲醛生物工程利用中具有潜在的重要意义。在RhCl(Ph3P)和叔胺催化体系的作用下，在120312Mpa的条件下甲醛与合成气反响生成贩丙糖、戊糖和己糖。4 在碱性催化剂作用下，甲醛和酚首先发生加成反响。生成多羟基苯酚，生成多羟基苯酚受热后，可进一步缩合脱水，生成酚醛树脂。5甲醛很容易和氨及胺发生缩合反响，生成链状或环状化合物。甲醛和氨在2030条件下缩合生成六亚甲基四胺，俗称乌洛托品。3分解反响纯的、枯燥的甲醛气体能在80100的条件下稳定存在，在300以下时，中醛发生缓慢分解为CO和H2，400时分解速度加快，到达每分钟0.44%的分解速度。300HCHOCOH2 4氧化

53、复原反响甲醛极易氧化成甲酸、进而氧化为CO2和H2OO2O2HCHOHCOOHCO2H2O5羰基化反响在钴或铑催剂作用下，于110 和13-15Mpa条件下，甲醛与合成气H2/CO=1-3能进展羟基化反响生成乙醇醛，进一步加氢可以生成乙二醇，该反响也称甲醛氢甲酰化反响。CH2OCOH2HOCH2CHO在羰基铑催化剂和卤化物促进剂的作用下，甲醛与合成气能进展同系化反响生成乙醛，进一步加氢生成乙醇。1.5产品用途甲醛属于用途广泛、生产工艺简单、原料供给充足的群众化工产品，是甲醇下游产品中的主干，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

54、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。甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外，主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药等行业，其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛树酯、氨基树酯及乌洛托产品。1.6 原材料说明原材料名称：甲醇A.物理性质甲醇是最简单的饱和脂肪酸，分子式CH3OH，相对分子质量32.04，常温常压下，纯甲醇是无色透明、易挥发、可燃、略带醇香味的有毒液体。甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等许多有机液体无限互溶，但不能与脂肪烃类化合物相互溶，甲醇蒸气和空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限为6.0%36.5%体积。B.化学性质甲醇是最简单的饱和脂肪醇

55、，具有脂肪醇的化学性质，即可进展氧化，酯化、羰基化、胺化、脱水等反响；甲醇裂解生CO和H2，是制备CO和H2的重要化学方法。在此只介绍几种重要的化学反响。1氧化反响甲醇在电解银催化剂下可被空气氧化成甲醛，是重要的工业制备甲醛的方法；2酯化反响 甲醇可与多种无机酸和有机酸发生酯化反响。甲醇和硫酸发生酯化反响生成硫酸氢甲酯，硫酸氢甲酯经加热减压蒸馏生成重要的甲基化试剂硫酸二甲酯；3羰基化反响甲醇和光气发生羰基化反响生成氯甲酸甲酯，进一步反响生成碳酸二甲酯；4裂解反响在铜催化剂上，甲醇可裂解成CO和H2。1.7 甲醛工业的开展趋势改良催化剂的性能研制开发新型催化剂是加快甲醛工业大开展最有效的方法之一

56、，现在各国都在加快催化剂的开发。高浓度甲醛工艺开展趋势国外在聚甲醛、MDI和炔属化学品如1，4-丁二醇的开展最快，处增长率在5%以上。这些产品均需高浓度甲醛，从而刺激了以铁钼法为主的高浓度甲醛工艺的快速开展。由甲醇催化脱氢制备无水甲醛，产物甲醛和氢气很容易别离，防止了甲醛水溶液的浓缩蒸发，能耗可大幅度降低，成为最具有工业前途的无水甲醛制备方法。制备高浓度甲醛溶液的另一方法是甲缩醛氧化法。设备集约化为了防止甲醛浓度氧化，到达最正确动态平衡控制，国外开发了许多因素程序控制法。如：以蒸汽压力来调节氧醇比、混合气温度和反响状态，从而到达低甲醇消耗额的目的。规模大型化甲醛已成为大宗化工产品，其需求量不断

57、增加。现在国外兴建的甲醛生产装置，起码规模3.56万吨/年。产品简介表13 产品简介产品名称甲醛CA登记号50-00-0标准GB9009-1988英文名Formaldehyde别名福尔马林分子式HCHO分子量30.03熔点-92沸点-19.5相对密度0.815(-20)溶解度易溶于水 乙醇 乙醚 丙酮1.8 甲醛的主要技术指标表14 甲醛的主要技术指标计量单位：见表工程优等品一等品二等品色度(铂-钴),10甲醛含量，%甲醇含量，%121212酸度，%0.020.040.05铁含量，10-61(槽装3(槽装5(槽装5(槽装10(槽装10(槽装灰分，%0.0050.0050.0052合成方法及生产

58、技术比拟2.1 甲醛的合成方法 目前，国外由甲甲醇生产甲醛主要有以下几种方法：2.1 .1 银催化剂法：用银铺成薄层的银粒为催化剂，控制甲醇过量，反响温度在600-700之间。银法工艺路线心德国BASF公司为代表。2.1 .2铁钼催化剂法：用FeO、MO做催化剂，还经常参加铬和钴的氧化物做助催化剂，甲醇与过量的空气混合，经净化，预热，在320-380温度下反响生成甲醛。铁钼催化剂法工艺路线以瑞典PERSTORP公司为典型。2.1 .3甲缩醛氧化法：甲缩醛氧化法制取高浓度甲醛由三步进程完成：甲缩醛的合成、甲缩醛氧化和过浓度甲醛吸收与处理。甲缩醛氧化法是制备高浓度甲醛溶液的另一种方法。日本旭化成公

59、司于20世纪80年代开发成功的这一生产方法，是将甲醛和甲醇在阳离子交换树脂的催化作用下，采用反响精馏的方法先合成甲缩醛，然后将甲缩醛在铁钼氧化催化剂的作用下，用空气氧化生产甲醛。2.1 .4 二甲醚氧化法：将二甲醚气体与空气混合，预热后通过多管式固定床反响器，管装有金属氧化物催化剂，管外用液体导热法移走反响热量。反响器构造与铁钼法一样。反响压力为常压，温度450-500，空速为1000-4000m/h，催化剂为金属氧化钨，也有氧化铋-氧化钼催化剂的专利发表。反响气体速冷后进入二段吸收系统，用离子交换法脱去甲酸，制得37-44%wt%的甲醛水溶液。2.1 .5 低碳烷烃直接氧化法： 用低碳烃，例

60、如天然气或瓦斯气体中甲烷及丙烷，丁烷等在No催化剂作用下，直接用空气氧化而得到甲醛。其反响式如下：CH4O2=HCHOH22.2 生产工艺比拟目前，工业上几乎所有的甲醛生产方法都是用银催化剂法、铁钼催化剂法。2.2 .1 工艺技术比拟银法是以甲醇为原料以一定配比的甲醇和空气、水蒸气经过过热器，过滤器进入氧化器，在催化床层使甲醇脱氢成甲醛。甲醛气体和水蒸气经冷却，冷凝由吸收塔吸收，制成37%的甲醛溶液成品。在银法过程中也能做到适当的浓度。铁钼法用二元气生产，银法用三元气生产，两法所用催化剂不同。铁钼法所进展的反响为完全氧化反响，而银法是氧化脱氢反响。故银法选择是甲醇与空气混合的爆炸上限操作混合比