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1、年产3万吨甲醛生产装置工艺设计摘要：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行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置的安全生产与“三废”治理作了相关讨论并进行经济的初步核算。本设计配有设计说明书一本，附图4张。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：安全以及“三废”治理；7：技术经济初步核算。图纸包括：1 带控制点的工艺管道及工艺流程图；2 氧化器装配图；3 装置平
2、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 30000 tons per yearSpeciality:chemical engineering and technology designer:Xie Qiang director:Luo Dao ChengAbstract:The design is primary for the manufacturing process of formaldehyde 30000 tons per year,and adopts Ag as catalys
3、t 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 with”three waste “were argued and technology economic was originally estimated.The d
4、esign 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 equipment of calculation
5、 and finalizing the design of the standard device.5.Thecraft pipeline calculating.6.Security and abatement of”three 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 the oxidator.3.Plane
6、 figure of the device.4.The blueprints of factory.Key words:formaldehyde;Methanol;Oxidation;Technology;Electrolysis Silver0目录前言11 绪论11.1 我国甲醛工业的发展过程11.1.1 起步阶段11.1.2 发展阶段11.1.3 快速增长阶段11.2 我国甲醛工业的现状21.2.1 生产工艺21.2.2 生产能力和产量21.2.3 技术指标21. 3 影响我国甲醛价格的主要因素31.3.1 生产成本31.3.2 下游需求状况41.3.3 地区差异41.4 产品说明41.4
7、.1 产品名称41.4.2 产品性质41.5 产品用途61.6 原材料说明61.7 甲醛工业的发展趋势61.7.1 改进催化剂的性能61.7.2 高浓度甲醛工艺发展趋势61.7.3 设备集约化71.7.4 规模大型化71.7.5 产品简介71.8 甲醛的主要技术指标72 合成方法及生产技术比较82.1 甲醛的合成方法82.1 .1 银催化剂法82.1 .2 铁钼催化剂法82.1 .3 甲缩醛氧化法82.1 .4 二甲醚氧化法82.1 .5 低碳烷烃直接氧化法82.2 生产工艺比较82.2 .1 工艺技术比较82.2.2 银催化剂法和铁钼催化剂法的特点的比较92.3 国内外甲醛装置能耗比较103
8、 工艺流程介绍103.1 流程说明103.2 生产工艺影响因素113.2.1 反应器的结构与状态113.2.2 催化剂的性能和状态113.2.3 反应温度123.2.4 氧醇比123.2.5 水醇比123.2.6 停留时间和空间速度123.2.7反应压力133.2.8 原料混合气的纯度133.3 主要工艺指标134 年产3万吨37.2%甲醛的工艺计算144.1 计算依据154.2 物料衡算154.2.1产品：154.2.2 原料甲醇投入量154.2.3 空气投入量（根据氧醇比求）154.2.4 尾气中各组分含量的计算164.2.5 核对164.2.6 主要设备物料衡算（以小时计）174.3 热
9、量衡算224.3.1 物性参数及计算公式224.3.2 主要设备热量衡算225 主要非定型设备的计算及选型275.1 蒸发器275.1.1 蒸发室的体积V与高度H的计算275.1.2 蒸发器的换热器计算275.2 过热器285.2.1 传热面积的估算285.2.2 径的计算285.3 氧化器295.3.1 氧化器直径295.3.2 热锅炉的主要尺寸295.3.3 氧化器下部的急冷段305.3.4 废锅辅助设备汽包315.4 吸收一塔315.4.1气体重度r气315.4.2液相重度325.4.3 液相粘度（单位Mpa或Cp）325.4.4 填料325.4.5 喷淋密度335.4.6 液相流量33
10、5.4.7 泛点气速计算335.4.8 塔径及空塔气速的计算345.4.9 高度345.4.10 填料层阻力计算345.5 吸收二塔355.5.1气体重度355.5.2液相重度365.5.3 液相粘度（单位Mpa或Cp）365.5.4 填料365.5.5 喷淋密度365.5.6 液相流量365.5.7 泛点气速计算375.5.8 塔径及空塔气速的计算385.5.9 高度385.5.10 填料层阻力计算385.6 主要非定型设备一览表385.7 主要定型设备选型395.7.1 上料泵（两台）395.7.2 鼓风机（两台）395.7.3 炉给水泵（两台）395.7.4 塔循环泵（两台）395.7.
11、5 塔循环泵（两台）395.7.6 品泵（两台）396 主要工艺管道计算及选型406.1 主要工艺管道计算及选型406.1.1 空气吸入管（空气过滤器风机口）406.1.2 空气压出管（风机口蒸发器）406.1.3 二元气体管（蒸发器过热器）406.1.4三元气体管（过热器氧化器）406.1.5 产品气管（氧化器塔底）416.1.6 一塔顶出气管（一塔底二塔底）416.1.7 尾气管（二塔顶尾气处理车间）416.1.8 配料蒸汽管（蒸汽分配缸过热器前）416.1.9 甲醇管（原料泵蒸发器）426.1.10 甲醛管（一塔循环管成品槽）426.1.11 工艺管道（软水管二塔顶）426.1.12 一
12、塔循环管（一塔底一塔顶）436.1.13 二塔循环管（二塔底二塔顶）436.2 主要工艺管道汇总表437 安全与“三废”处理437.1工艺物料特性及防护措施447.2 三废处理447.2.1 废气处理447.2.2 废水处理447.2.3噪声防治458 技术经济初步评估甲醛及市场458.1 产品甲醛及原料市场分析458.1.1 甲醛及原料市场价格分析458.1.2 甲醛市场的供求分析458.1.3 甲醛市场未来分析468.2 经济效益初步梳算468.2.1 投资估算468.2.2 生产成本和销售收益的估算468.2.3 销售收益估算478.2.4 经济效率评估47结束语49主要参考文献503前
13、言甲醛是重要的有机化工基础原料，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
14、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发展。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、催化剂的改进、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内容，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3万吨甲醛装置进行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行了较为详细的工艺计算，同时也对装置的技术经济状况进行了初步估计。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不足之处，敬请老师和同行批评指正。01 绪论1.1 我国甲醛工业的发展过程我国甲醛工业的发展大致可分为三个阶段。1.1.1 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19
