甲醛制备和浓缩生产工艺规程

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1、目录第一章 工艺基础及技术规程 1第一节 工艺设计基础 1第二节 工艺反应原理 3第三节 工艺过程叙述 3第二章 设备和工艺参数一览表7第一节 反应吸收系统设备一览表 7第二节 除醇浓缩系统设备一览表 9第三节 甲醛工区主要工艺参数一览表 11第四节 工艺参数控制表 20第三章 操作规程 23第一节 甲醇氧化反应制甲醛操作规程 23第二节 甲醛吸收系统(CT20)的 操作规程33第三节 脱醇及浓缩系统 操作规程 38第四节 甲醛浓缩系统(S-130)的 操作规程42第四章 事故处理 45第一章 基础及工艺技术规程第一节设计基础甲醛装置产能为12 万吨/年37甲醛（2条6万吨/年生产线）1、工艺

2、单元生产数据1）甲醇氧化制甲醛：连续生产。 装置产能：400吨37%甲醛/日，120000吨37%甲醛/年。 操作时间：7200 小时/年。分负荷：2条生产线（每线产能200 吨37甲醛/日）。2）脱醇处理：连续生产。 装置产能：605吨/日，181500 吨/年。操作时间：7200 小时/年。 分负荷：2条生产线（每线产能302.5 吨/日）3）浓缩处理：连续生产。装置产能：595吨/日，1781500吨/年。 操作时间：7200 小时/年。分负荷：4条生产线（每线处理量148.8 吨） *备用生产线一条。2、停车周期（包括清洁维护及检修）1）氧化甲醛:（1） 正常周期停车:一次/60日,每

3、次2日,触媒更换。（2） 年检保养: 1 次/年,每次30日。2）脱醇处理:年检保养: 1 次/年,每次30日。3）浓缩处理:（1） 正常周期停车:1次/24日,每次3 日,设备、管道清洗。（2） 年检保养: 1 次/年,每次30日。3、原料、中间品及成品储放能力1）原料：甲醇200m316小时用量。2）中间产品：甲醛400m332小时用量。4、不同单位工序生产周期1）氧化甲醛：60 日/次2）脱醇处理：300 日/次3）浓缩处理：24 日/次5、工艺装置的特殊需要1）氧化甲醛之反应器为专有设备。2）甲醇原料需符合要求质量。3）工艺水采用脱盐水，氯离子汞硫含量不得高于0.1PPM电阻1.0X1

4、06 , SiO2W 10PPM。4）氧化甲醛触媒银对气态甲醇之有效反应率 87.1%以上,总反应率95.6%以 上。6、原料甲醇规格 GB-338-92 色度（铂-钴），号 密度（20。0 g/cm3温度范围（0C,101325Pa）, C沸程（包括 64.6O.1C），C50.7910.7926465.599.99%外观珊瑚树枝状粒径分布mesh %1020405020302025304015204060710第二节工艺反应原理甲醇在银催化剂的作用下与空气发生氧化反应,而生成甲醛,其反应原理如下:主反应:CH3OH-CH2O+H2-2OKcal(1)CH3OH+l/2O2CH2O+H2O+

5、36kcal (2)副反应:CH3OH+3/2O2CO2+2H2O+161kcal (3)CH2O-CO+H2-3kcal (4)H2+1/2O2H2O+58kcal(5)甲醛的生成反应(1)(2)，甲醇的消耗反应(1)(2)(3)，其中反应(3)为甲醇之损 失反应， 氧气的消耗反应(2)(3)(5)，甲醛的消耗反应(4)。在上述的反应中,(1)(4)为吸热反应,要在高温时才显着提升.而(2)(3)(5)为放 热 反应,就整个反映系统而言是处于热能过剩的状态。所有的氧气来自空气，空气与甲醇气混合有其燃爆性。其爆炸范围在100t, 一大 气压力下含有6.0%-36.5%(V)亦即Air/Mesh

6、 (A/M)为 1.715.7。然而其可燃爆的相对比,在加入惰性气体如水蒸气，氮气,会缩小其可燃爆的范 围。本工艺流程是采用水蒸汽与废气来改变空气与甲醇的可燃爆比。蒸汽与废气的加入可提高空气之比率 ,亦即加强(2)(3)(5)等放热反应,但本 制程将蒸汽与废气控制在一适当比率，增加了氧醇比。反应(2)属于半氧化反应,而 反应(3)(5)属激烈的燃烧反应,被抑制在一定的比率。而反应(2)的加强所释放的热 能又加强了反应(1)的进行,因而降低了甲醇的残存。而过量的热能被添加的蒸汽及 废气吸收并维持银触媒的温度,使反应得以持续进行。第三节工艺过程叙述1、进料前处理甲醇与回收甲醇甲醇以甲醇泵(P-10

7、1A/B/C)由甲醇储槽(T-101)泵出，输出量以LIC-V100A1/B1 控制，而回收甲醇以回收甲醇泵(P-119A/B)由回收甲醇储槽(T-119)泵出 并以FICQ-E100A2、B2控制，混合后之甲醇进入甲醇加热器(E-100A/B),加热后于甲 醇蒸发器(V-100A/B)汽化并控制于0.05Mpa的甲醇气压力。V-100A/B液位控制50% 甲醇气再进入气体混合器(M-110A/B)。空气(0.05Mpa)空气先经空气过滤器(F-111A/B/C/D)过滤后再由鼓风机(B-111A/B/C/D)压送进 入空气预热器(E-110A/B)加热到110t，再进入气体混合器(M-110

8、A/B)。其流量与甲醇 流量比(A/M=1.8 1.95)。蒸汽(0.15Mpa)蒸汽由管路进入蒸汽除雾器 (S-117A/B) 除湿后再进入气体混合器 (M-110A/B)。其流量与甲醇流量比(S/M=0.250.6)。工艺流程废气(0.035Mpa)，废 气比例11.5。废气取自于甲醛吸收塔(C-120A/B)顶排放之尾气，进入废气除雾器(S-123A/B) 除湿后再由废气循环风机(B-126A/B)压送进入气体混合器(M-110A/B)。其流量与甲 醇流量比为(G/M=1.01.5)需视甲醇残余量的多少来调整。上述甲醇气、空气、蒸汽、废气于混合器(M-110A/B)混合后，进入混合 气过

9、滤器(FT12A/B)。混合气之温度要在88r以上，以防止冷凝产生，降低过滤效 果与改变气态组成。2、甲醇氧化反应：甲醛生成 防燃处理混合气经混合过滤器(F-112A/B)过滤后再通过防火器(F-113A/B)此为限流网状 捕焰器，然后再进入甲醛反应器(R-110A/B)。反应控制当混合气进入混合过滤器(R-110A/B )在银触媒的催化作用下将产生激烈的 氧化放热反应。要维持安全高效率的反应状态需要四种进料量维持一特定的比率 ，以 维持最佳的反应温度6600而反应温度的稳定以TIC-R110A/B控制空气旁路流量来 控制其氧化反应。反应器之保护在正常的反应状态下反应温度高 达(650660t

10、),故需要有冷却水冷却反 应器(R-110A/B)，以避免反应器的损毁此冷却用的水亦因被加热而气化产生大量水 蒸汽供工艺流程中其它加热器使用 ,充分利用废热从而降低了能耗。并使生成 气体降温到150t。冷却用水是来自工艺流程各加热器产生的冷凝水，收集于V-117 冷凝水槽再用冷凝水泵P-117A/B经LICA-R110A/B控制进入反应器的冷却部位。紧急情况发生时，将产生连锁的控制动作以保护整个工艺流程装置之安全。当 反 应温度失控时连锁控制如下：a. 第一阶段高温警报:调整进料状况，恢复正常反应状态，即降低空气之流量。b. 第二阶段高温警报：空气自动排放以降低反应温度。即紧急全开 PV-M1

11、10A2/B2将空气放空。c. 第三阶段警报：自动停止鼓风机(B-111A/B/C/D)之运转。d. 第四阶段失控爆炸：由爆破板处释压防止反应器受损。3、氧化反应生成气(粗醛)吸收：由反应器(R-110A/B)制得的生成气温度约为150t,进入甲醛吸 收塔(C-120A/B)，由冷却的粗醛喷淋吸收，再抽出粗醛即为本工段之制品-粗醛。 其工序如下述：a. 第一段吸收一-下循环吸收，甲醛浓度4550%。吸收塔(C-120A/B)塔底之粗醛由甲醛过滤器(F-114A/B)过滤后经粗醛循环泵 (P-121A/B/C/D)泵入粗醛冷却器(E-121A/B)冷却后再送回甲醛吸收塔(C-120A/B), 构

12、成循环冷却吸收，增浓之粗醛抽出即制品。塔底温度控制在5575t。b. 第二段吸收一-中循环吸收吸收塔(C-120A/B)塔中之中醛由中醛循环 泵(P-122A/B)泵入中醛冷却器(E-122A/B)后再进入甲醛吸收塔构成循环冷却吸 收,增多之中醛经溢流堰流入吸收塔之下循环。本段循环液温度控制在38r以下。c. 第三段吸收-泡罩吸收 当生成气体经过两段循环吸收后，剩下少量之甲醛 再经由吸收塔上段泡罩板再做洗涤,净化,最后废气从吸收塔顶排出。部分废气做为 进料，其它则经由废气鼓风机(B-127A/B/C/D)送到焚烧炉(I-501A/B)焚化处理。洗 液以脱盐水由塔顶注入,增多之洗液经由溢流堰流入

13、中醛循环段。排出之废气温度不 得高于38t。抽出之粗醛送入粗醛储槽(T-121A/B/C),并加入02单元回收之甲醛， 再经由粗醛混合泵(P-120A/B)循环混合调匀，并加热保温于5060r使之安定， 防止甲醛自聚。4、甲醛脱醇处理(1) 蒸馏-精馏法本系统之进料以粗醛储槽(T-121A/B/C)之混合粗醛为进料经由除醇塔供料 泵(P-128A/B)泵入甲醇分离塔(C-140A/B)此为充填料塔，塔径1.4M,高27M, 在-0.5kg/cm2真空下蒸馏分离，塔底由除醇再沸器(E-141A/B)与(E-142A/B)加热。 塔底温度90r,甲醛将流到塔底，后由精醛泵(PT41A/B/C)抽出

14、此精醛进入精醛缓 冲槽(V-142A/B)，再由精醛供应泵(P-145A/B/C)泵出，作为甲醛浓缩工段的进料。 甲醇将由塔顶(塔顶温度70r)馏出进入除醇冷凝器(E-143A/B)冷凝，冷凝液再进入除 醇冷却器(E-144A/B)冷却后，流入除醇塔受槽(V-143A/B)，再经由除醇塔 回流泵(P-143A/B/C)泵出，一部分回流到脱醇塔顶部，一部分抽出送到02单元作为 甲醇回收之进料。(2) 真空系统以真空泵(P-153D/E)抽真空，控制真空压力-0.5kg/cm2，由除醇塔受槽抽出气体 进入洗涤塔(C-150D/E)，洗涤液用稀醛循环(P151F/G/H)抽出再经由稀醛冷却器 (E-151D/E)冷却后再回洗涤塔(C-150D/E)构成循环洗涤，增加之洗液抽出送到02 单元作为甲醛回收之原料。经循环洗涤之气体,剩下少量之甲醇与甲醛再经由洗涤 塔上段的泡罩板再做洗涤净化，最