甲醛生产过程中的甲醛控制,甲醛的生产工艺

甲醛是重要的有机化工原料，广泛应用于树脂合成、工程塑料聚甲醛、农药、医药、染料等行业。目前工业上生产甲醛，一般采用甲醇氧化制甲醛的方法。由于使用金属银催化剂和氧化铁、氧化钼催化剂的不同而分为银法和铁钼法。目前，国内主要采用银法，大多采用电解银作为催化剂，在爆炸范围上限以外（甲醛浓度大于36.5%）进行生产，催化剂寿命为2～8个月；此外还要求甲醛纯度较高，由于甲醛过量，脱氢过程生成的氢不能完全氧化，尾气中常含20%的H2。另外还有一些副反应产物，如CO、CO2、甲醛、甲烷等。甲醇氧化法生产，反应式如下：

CH3OH＝HCHO＋H2-84 kJ／mol

H2＋1／2O2＝H2O＋243 kJ／mol

CH3OH＋1／2O2＝HCHO＋H2O＋159 kJ／mol

1.甲醛的生产过程

原料甲醇由高位槽进入蒸发器加热水洗后经过加热到蒸发器的甲醇层（约50℃），为甲醛蒸气所饱和，并与水蒸气混合；然后通过加热器加热到100～200℃，经阻火器和加热器进入氧化反应器；反应器的温度一般控制在600～650℃，在催化剂的作用下，大部分甲醇转化为甲醛。为控制副反应产生并防止甲酸分解，转化后气体要冷却到100～120℃，然后进入吸收塔，先用37%左右的甲醛水溶液吸收，再用稀甲醛或水溶液吸收，未被吸收的气体从塔顶排除，送到尾气锅炉燃烧，提供热能。

甲醛生产过程主要由压缩、反应、蒸汽发生、吸收等过程组成。

（1）压缩。新鲜空气通过消音器和空气过滤器进入增压分机升压，风机出口气与吸收二塔顶部循环尾气混合进入1＃循环风机，再进入2＃循环风机连续加压到一定的操作压力后送到反应工序。

（2）反应。从罐区来的原料先送到甲醇储罐，再通过甲醇泵进入甲醇预蒸发器，在此与甲醇循环泵送来的吸收二塔的甲醛循环溶液进行热交换，甲醇吸热而汽化，同时与风机来的气体相混合形成原料气体。原料气体在经过甲醇蒸发器过热后，进入主反应器。

（3）蒸气产生。反应器的开车有一个导热油加热系统，主要由导热油储槽、导热油泵、导热油电加热器等组成。开车达到温度后，反应器需由导热油汽化制热，同时产生蒸气。在向反应器投入原料气之前，先启动导热油泵，用泵将导热油经导热油电加热器、反应器和导热油冷凝器进行循环，借助导热油电加热器将导热油升温，并经上述循环过程，将反应器及其催化剂床层升温达到反应启动所需温度。反应一旦开始，就将释放出反应产生的热量。导热油在反应器管间吸热而汽化，气态的导热油进入导热油冷凝器，与锅炉给水换热而产生水蒸气，它自身冷凝而流回反应器管间。控制气态导热油的压力，可以方便地改变导热油温度，从而改变反应热的散出条件，借此可有效控制反应温度。

（4）吸收。来自甲醛蒸发器被冷凝的气体进入一塔，吸收一塔顶部出来的未被吸收气体进入吸收二塔。吸收二塔底部出来的液体由甲醛循环泵经甲醛预热器和甲醛循环冷却器冷却后进入吸收一塔上端及中段，该甲醛液与甲醇蒸发器换热冷却后的甲醛反应气逆流接触得到甲醛溶液，并用甲醛循环泵在该塔下段循环，同时从甲醛循环泵采出一股甲醛溶液经冷却后作为产品送至甲醛装置的中间罐区甲醛溶液贮槽。(www.xing528.com)

2.甲醛生产控制要求

甲醛生产时，对用户管理和组态的要求如下：

（1）用户管理时，要根据操作习惯和甲醛工艺项目操作的权限等级要求，建立不同的等级用户名。

（2）组态要求。对全厂工艺过程的统计，该甲醛工艺控制项目中有测点和控制点共80余个和单回路控制方案10个，具体测点的信息和控制回路要求见表10-4。

表10-4　控制回路

其中，00号甲醇气流量调节的控制框图：回路名为FIC_201，测量反馈位号是FI_201，调节器输出位号是FV_201。其他单回路控制类似图10-3。

图10-3　甲醇气流量调节的控制框图

该项目中控制系统由一个控制站、一个工程师站、两个操作员站组成，要求主控制卡和数据转发卡均冗余配置。