一种银铁一体化甲醛生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种银铁一体化甲醛生产工艺，将铁钼催化工艺与银催化工艺串联，铁钼催化工艺吸收塔产生的尾气进入银催化工艺，克服铁钼法甲醛或银法甲醛生产工艺的缺点，减少固定投资，提升产能，降低产品甲醛中甲酸的含量，提高能源利用效率，减小系统阻力，减少尾气总排放量。

【技术实现步骤摘要】
一种银铁一体化甲醛生产工艺
本专利技术涉及甲醛生产装置，尤其涉及一种银铁一体化甲醛生产工艺。
技术介绍
目前，甲醛的工业生产方法主要有“空气过量法”(铁钼法)和“甲醇过量法”(银法)，两种工艺均具有各自的特点及优势。铁钼法工艺生产的产品甲醛浓度可以达到55％以上，但是其中甲酸含量较高；银法工艺生成的产品甲醛浓度局限于37±0.5％，但是其中甲酸的含量较低。关于甲醛工艺中铁钼法和银法优缺点的叙述如下：铁钼法工艺的优点：(1)甲醇的转化率高(92～94％)，甲醇消耗低，一般为0.425～0.440吨甲醇/吨甲醛。(2)产品甲醛的浓度可达55％以上。对下游产品生产的适应性高，可直接生产脲醛预缩液、脲醛树脂、1,4丁二醇(BOO)、季戊四醇等。(3)产品中醇含量低,品质稳定。(4)铁钼法采用导热剂移走反应热，副产的中压蒸汽产量大(0.78～0.85吨/吨产品)，品质高。(5)装置寿命长，约为30年。(6)铁钼催化剂耐毒性较银催化剂好，催化剂寿命长，12～18个月。(7)高度自动化控制,安全环保。铁钼法工艺的缺点：(1)流程较复杂，操作水平要求高，设备多、庞大。工程投资费用较银法高40％。(2)产品甲醛中的甲酸含量高，对某些甲醛下游加工产品不适宜。需增添脱酸装置。(3)电耗较高，45～60kW·h/t。(4)尾气的热值低，不宜燃烧利用，直接排放又污染大气，需设置特殊处理装置，增加工程投资和生产维护费用。>银法工艺的优点：(1)流程比较简单，氧化脱氢反应设备的生产能力大，调节能力强，设备少(一般不设置蒸馏塔)，投资省。(2)银催化剂消耗少，就地制备和再生容易。(3)产品中甲酸含量低(<0.03％)。(4)通过工艺条件调节，可生产不同甲醇含量的产品。(5)电耗低，25～32kW·h/t(6)环境污染小，尾气送往尾气处理器中处理后排放。银法工艺的缺点：(1)甲醇转化率低(84～92％)，甲醇单耗较高，一般为0.445～0.480吨甲醇/吨甲醛。(2)甲醛的浓度局限于37±0.5％，提浓时需另添置设备，从而增加工程投资和物料消耗。(3)产品中甲醇含量高，质量差别大。(4)银法采用蒸汽带出反应热，副产的低压蒸汽产量小(0.3～0.5吨/吨甲醛)，品位低。(5)反应器寿命短，约为3年。(6)银催化剂寿命短(2～3个月)，催化剂在使用过程中易中毒，故对输入的空气和甲醇气纯度有较高的要求，需设置净化过滤装置。(7)自动化程度一般。行业内为了提升装置产能并且节省投资，目前，有实际应用的铁钼法反应器串联工艺和铁钼法反应器并联工艺，这两种工艺可以提高产能，节省投资，蒸汽产量大，电耗低，反应器更换催化剂时，可降低负荷运行，而不必停车。但是产品甲醛中甲酸含量较高，限制了产品甲醛在下游产品行业中的应用，另外系统阻力大，催化剂容易结焦，需要探究更低电耗的工艺。
技术实现思路
本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种银铁一体化甲醛生产工艺。本专利技术所采用的技术方案如下：一种银铁一体化甲醛生产工艺，包括以下步骤：铁钼催化法工序；1)铁钼催化法原料气制备：空气通过空气风机后进入循环风机，第一吸收塔顶部排放的部分尾气进入循环风机，空气和部分尾气经过循环风机混合加压后进入第一甲醇蒸发器，甲醇经计量后通过甲醇泵进入第一甲醇蒸发器，第一甲醇蒸发器内以第一吸收塔内的甲醛循环液作用为热源，甲醇蒸发形成甲醇气，在第一甲醇蒸发器内甲醇气、空气和尾气混合形成铁钼催化法原料气；2)原料气预热与甲醛气冷却：铁钼催化法原料气进入甲醛冷却器，同时铁钼催化反应器中生成的甲醛气也进入甲醛冷却器，使铁钼催化法原料气和甲醛气在甲醛冷却器内换热，实现铁钼催化法原料气预热和甲醛气冷却；3)铁钼催化反应生成甲醛气：铁钼催化法原料气预热后送入铁钼催化反应器，在铁钼催化剂的作用下反应生成甲醛气，甲醛气通过甲醛冷却器冷却后送入第一吸收塔；4)第一次甲醛气吸收：铁钼催化反应器中生成的甲醛气在第一吸收塔内与自上而下的甲醛循环液逆向接触并被充分吸收，在第一吸收塔塔底采出甲醛溶液产品，第一吸收塔塔顶排出尾气一部分送入循环风机并循环回到铁钼催化法反应系统中，另一部分送入第二甲醇蒸发器；银催化法工序；5)银催化法原料气制备：甲醇经计量后通过甲醇泵进入第二甲醇蒸发器，第二甲醛蒸发器内以银催化反应器中生成的甲醛气作为热源，使甲醇蒸发形成甲醇气，甲醇气与第一吸收塔的尾气混合形成银催化法原料气；6)银催化反应生成甲醛气：银催化法原料气进入银催化反应器，在银催化剂的作用下反应生成甲醛气，甲醛气送入第二甲醇蒸发器加热甲醇，同时降低自身温度后进入第二吸收塔；7)第二次甲醛气吸收：银催化反应器中生产的甲醛气在第二吸收塔内与自上而下的甲醛循环液逆向接触并被充分吸收，在第二吸收塔塔底采出甲醛溶液产品，第二吸收塔塔顶排出尾气；8)第二吸收塔排出尾气的处理：第二吸收塔的尾气排出送入尾气处理系统处理达标后排放，尾气处理系统由尾锅风机补充空气。作为上述技术方案的进一步改进：所述第二甲醇蒸发器连接补空气风机，可向甲醇蒸发器内补充空气，提高银催化法原料气内空气含量。第一吸收塔排出的尾气一部分送入循环风机用于组成铁钼催化法原料气，另一部分先送入ECS系统焚烧处理掉尾气中的有机物，同时使尾气成为热惰性气体后再送入第二甲醇蒸发器内。进入铁钼催化反应器内的铁钼催化法原料气的温度范围为160～200℃，铁钼催化反应器排出的甲醛气温度范围为260～350℃。从甲醛冷却器排出进入第一吸收塔内的甲醛气的温度范围为100～140℃。进入第一甲醇蒸发器的甲醛循环液的温度范围为90～120℃，从第一甲醇蒸发器排出进入第一吸收塔内的甲醛循环液的温度范围60～90℃。从第二甲醇蒸发器排出进入银催化反应器内的银催化法原料气的温度范围为100～130℃。进入第二甲醇蒸发器的甲醛气的温度范围为500～650℃，从第二甲醇蒸发器排出进入第二吸收塔内的甲醛气的温度范围为90～130℃。本专利技术的有益效果如下：所述银铁一体化甲醛生产工艺，能克服铁钼法或银法甲醛生产工艺的缺点，同时实现如下目标：减少固定投资，提升产能(30～90％)，降低产品甲醛中甲酸的含量，提高能源利用效率，减小系统阻力，减少尾气总排放量。附图说明图1为实施例一提供的银铁一体化甲醛生产工艺流程图。图2为实施例二提供的银铁一体化甲醛生产工艺流程图。图3为实施例三提供的银铁一体化甲醛生产工艺流程图图中：1、空气风机；2、循环风机；3、第一甲醇蒸发器；4、甲醛冷却器；5、铁钼催化反应器；6、第一吸收塔；7、第二甲醇蒸发器；8、银催化反应器；9、第二吸收塔；10、尾气处理系统；11、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种银铁一体化甲醛生产工艺，包括以下步骤：/n铁钼催化法工序；/n1)铁钼催化法原料气制备：空气通过空气风机(1)后进入循环风机(2)，第一吸收塔(6)顶部排放的部分尾气进入循环风机(2)，空气和部分尾气经过循环风机(2)混合加压后进入第一甲醇蒸发器(3)，甲醇经计量后通过甲醇泵进入第一甲醇蒸发器(3)，第一甲醇蒸发器(3)内以第一吸收塔(6)内的甲醛循环液作用为热源，甲醇蒸发形成甲醇气，在第一甲醇蒸发器内甲醇气、空气和尾气混合形成铁钼催化法原料气；/n2)原料气预热与甲醛气冷却：铁钼催化法原料气进入甲醛冷却器(4)，同时铁钼催化反应器(5)中生成的甲醛气也进入甲醛冷却器(4)，使铁钼催化法原料气和甲醛气在甲醛冷却器(4)内换热，实现铁钼催化法原料气预热和甲醛气冷却；/n3)铁钼催化反应生成甲醛气：铁钼催化法原料气预热后送入铁钼催化反应器(5)，在铁钼催化剂的作用下反应生成甲醛气，甲醛气通过甲醛冷却器冷却后送入第一吸收塔(6)；/n4)第一次甲醛气吸收：铁钼催化反应器中生成的甲醛气在第一吸收塔(6)内与自上而下的甲醛循环液逆向接触并被充分吸收，在第一吸收塔(6)塔底采出甲醛溶液产品，第一吸收塔(6)塔顶排出尾气一部分送入循环风机(2)并循环回到铁钼催化法反应系统中，另一部分送入第二甲醇蒸发器(7)；/n银催化法工序；/n5)银催化法原料气制备：甲醇经计量后通过甲醇泵进入第二甲醇蒸发器(7)，第二甲醛蒸发器(7)内以银催化反应器(8)中生成的甲醛气作为热源，使甲醇蒸发形成甲醇气，甲醇气与第一吸收塔(6)的尾气混合形成银催化法原料气；/n6)银催化反应生成甲醛气：银催化法原料气进入银催化反应器(8)，在银催化剂的作用下反应生成甲醛气，甲醛气送入第二甲醇蒸发器(7)加热甲醇，同时降低自身温度后进入第二吸收塔(9)；/n7)第二次甲醛气吸收：银催化反应器(8)中生产的甲醛气在第二吸收塔(9)内与自上而下的甲醛循环液逆向接触并被充分吸收，在第二吸收塔(9)塔底采出甲醛溶液产品，第二吸收塔(9)塔顶排出尾气；/n8)第二吸收塔排出尾气的处理：第二吸收塔(9)的尾气排出送入尾气处理系统(10)处理达标后排放，尾气处理系统(10)由尾锅风机(11)补充空气。/n...

【技术特征摘要】
1.一种银铁一体化甲醛生产工艺，包括以下步骤：
铁钼催化法工序；
1)铁钼催化法原料气制备：空气通过空气风机(1)后进入循环风机(2)，第一吸收塔(6)顶部排放的部分尾气进入循环风机(2)，空气和部分尾气经过循环风机(2)混合加压后进入第一甲醇蒸发器(3)，甲醇经计量后通过甲醇泵进入第一甲醇蒸发器(3)，第一甲醇蒸发器(3)内以第一吸收塔(6)内的甲醛循环液作用为热源，甲醇蒸发形成甲醇气，在第一甲醇蒸发器内甲醇气、空气和尾气混合形成铁钼催化法原料气；
2)原料气预热与甲醛气冷却：铁钼催化法原料气进入甲醛冷却器(4)，同时铁钼催化反应器(5)中生成的甲醛气也进入甲醛冷却器(4)，使铁钼催化法原料气和甲醛气在甲醛冷却器(4)内换热，实现铁钼催化法原料气预热和甲醛气冷却；
3)铁钼催化反应生成甲醛气：铁钼催化法原料气预热后送入铁钼催化反应器(5)，在铁钼催化剂的作用下反应生成甲醛气，甲醛气通过甲醛冷却器冷却后送入第一吸收塔(6)；
4)第一次甲醛气吸收：铁钼催化反应器中生成的甲醛气在第一吸收塔(6)内与自上而下的甲醛循环液逆向接触并被充分吸收，在第一吸收塔(6)塔底采出甲醛溶液产品，第一吸收塔(6)塔顶排出尾气一部分送入循环风机(2)并循环回到铁钼催化法反应系统中，另一部分送入第二甲醇蒸发器(7)；
银催化法工序；
5)银催化法原料气制备：甲醇经计量后通过甲醇泵进入第二甲醇蒸发器(7)，第二甲醛蒸发器(7)内以银催化反应器(8)中生成的甲醛气作为热源，使甲醇蒸发形成甲醇气，甲醇气与第一吸收塔(6)的尾气混合形成银催化法原料气；
6)银催化反应生成甲醛气：银催化法原料气进入银催化反应器(8)，在银催化剂的作用下反应生成甲醛气，甲醛气送入第二甲醇蒸发器(7)加热甲醇，同时降低自身温度后进入第二吸收塔(9)；
7)第二次甲醛气吸收：银催化反应器(8)中生产的甲醛气在第二吸收塔(9)内与自上而下的甲醛循环液逆向接触并被充分吸收，在第二吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孝礼，吕晓梅，沈维娜，刘旭涛，靳国庆，高建平，
申请(专利权)人：无锡熙源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32