專利名稱：低轉換率、高產率甲醛生產工藝及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及甲醛的生產工藝領域，尤其是一種低轉換率、高產率甲醛生產工藝及其裝置。
背景技術：
目前，中國銀法甲醛生產經50多年風雨歷程，在各方面都取得了巨大成就，能耗從耗氣型轉變為外供氣型，物耗從500kg甲醇/T 37%甲醛到現在的44^g甲醇/T 37%甲醛，產能從幾十萬噸發展到今天二千多萬噸，銀法生產產能及技術已處在世界領先地位。甲醛生產由粗放型發展到精細化生產，由簡單到專業發展的道路，在工藝及操作上研究的就是提高轉換率。現在許多工廠在甲醛生產管理，甲醛工藝優化，觸媒選用及安裝上都做的很好，但是物耗水平只能保持在445kg左右。國內甲醛生產主要采用二種工藝路線，傳統工藝與尾氣循環法工藝，傳統工藝是用三元氣體氧化反應生產甲醛，尾氣循環法工藝是采用四元氣體氧化反應生產甲醛，反應吸收機理基本相同，只是反應單元設備裝置配置不同，尾氣循環法工藝增加尾氣系統，用尾氣代替部分配料水蒸汽移走反應熱，可做到50%左右濃度甲醛產品，而兩種制備方法追求的都是提高轉化率選擇性，都是把甲醛生產作為系統工程，力求將設備、電氣、儀表、原材料、操作及人員每個單元，環節做到精細，達到高轉化率。以上做法不可能在提高轉化率同時降低負反應而保證不降低產率。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種低轉換率、高產率甲醛生產工藝及其裝置，降低負反應，提高產率。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種低轉換率、高產率甲醛生產方法，控制甲醇、空氣與水蒸汽的三元混合體中甲醇的比例，使得三元混合體在催化劑作用下進行醇過量的甲醇氧化和脫氧反應，生成后的甲醛氣體及其它氣體進行驟冷，然后通入一級吸收塔通過工藝水進行吸收，一級吸收塔采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出，脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛，將其通入二級吸收塔進行吸收操作后進入第二脫醇器中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應。制備工藝如下(一 )甲醇與空氣按照氧醇摩爾比為0. 36以下的比例進行混合；( 二)對甲醇與空氣的二元混合體進行加熱，對加熱后的混合體進行除霧滴；(三)甲醇與空氣的混合體中加入飽和水蒸汽；(四)對甲醇、空氣與水蒸汽的三元混合體進行加熱，加熱到100°C 120°C之間， 然后進行阻火過濾；
(五)三元混合體通入裝有催化劑的氧化器，混合體在590°C 610°C的高溫下進行甲醇的氧化和脫氧反應，生成甲醛氣體；(六)生成后的甲醛氣體及其它氣體進行驟冷，然后通入一級吸收塔通過工藝水進行吸收，一級吸收塔采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出；(七)脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛，將其通入二級吸收塔進行吸收操作，吸收后的稀醛液中一部分在二級吸收塔中進行自循環，另一部分作為補充液進入一級吸收塔，其他進入第二脫醇器。(八)二級吸收塔中取出含甲醇的稀醛溶液在第二脫醇器中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應，水回到二級吸收塔下段做循環液進行循環吸收，未被吸收的尾氣送入處理器進行燃燒放出熱量。一種低轉換率、高產率甲醛生產裝置，包括蒸發器、阻火過濾器、裝入有催化劑的氧化器、一級吸收塔和二級吸收塔，在一級吸收塔與一號脫醇器連接，第一脫醇器與二級甲醛吸收塔連接，二級甲醛吸收塔與第二脫醇器連接，一級吸收塔采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出，脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛，將其通入二級吸收塔進行吸收操作后進入第二脫醇器中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應。第一、二脫醇器的結構為包括一個筒體，筒體上具有溶液入口、溶液出口和氣體出口，在筒體內設置對其中的溶液進行加熱的加熱管，含有甲醇和甲醛的溶液通過溶液入口進入脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇通過氣體出口以氣態形式被脫出，脫醇后的溶液通過溶液出口排出。本發明的有益效果是1.本發明的甲醛制備工藝，因為醇過量，轉換率低，同時甲醛通過脫醇器以氣體形式脫出后通過阻火過濾器重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應，所以甲醛生產、氧溫控制低，負反應少，對系統干擾因素要求低，降低了操作難度，降低了甲醇的單耗，本發明的甲醇的單耗為43^g/T;2.在低轉換率下，設備的開車周期長，系統阻力小，電耗、能耗低，觸媒使用周期長；3.甲醛產品經二段脫醇工序，產品中含醇量可達到無醇要求，甲醛產品的質量高；4.停車次數少，對消耗甲醇無影響，物耗低；5.使得尾氣中CO含量僅0.3%，CO2含量僅2.0%，甲醛中醇含量無，甲酸含量彡0.01。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明的工藝流程圖；圖2是本發明的結構簡圖；圖3是本發明的脫醇器的結構示意圖；圖中1.第一脫醇器，2. —級吸收塔，3. 二級吸收塔，4.第二脫醇器，5.循環泵， 6.阻火過濾器，7.筒體，8.加熱管。
具體實施方式
現在結合附圖和優選實施例對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。如圖2所示，一種低轉換率、高產率甲醛生產裝置，包括蒸發器、阻火過濾器6、裝入有催化劑的氧化器、一級吸收塔2和二級吸收塔3，在一級吸收塔2與一號脫醇器連接，第一脫醇器1與二級甲醛吸收塔連接，二級甲醛吸收塔與第二脫醇器4連接，一級吸收塔2采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器1中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出， 脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器1中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛， 將其通入二級吸收塔3進行吸收操作后進入第二脫醇器4中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器6，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應。各部件之間通過循環泵5 實現溶液和水的驅動、循環。第一、二脫醇器的安裝位置沒有特別限制，可以單獨設置，或者結合現有設備中， 如圖3所示的是該種脫醇器的其中一種形式，還可以采用其他類似間接加熱方式。第一、二脫醇器的結構為包括一個筒體7，筒體7上具有溶液入口、溶液出口和氣體出口，在筒體7 內設置對其中的溶液進行加熱的加熱管8，含有甲醇和甲醛的溶液通過溶液入口進入脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇通過氣體出口以氣態形式被脫出，脫醇后的溶液通過溶液出口排出。如圖1所示的最佳實施方式的甲醛制備工藝，其工藝過程如下(一 )甲醇與空氣按照氧醇摩爾比為0. 36以下的比例進行混合；( 二)對甲醇與空氣的二元混合體進行加熱，對加熱后的混合體進行除霧滴；(三)甲醇與空氣的混合體中加入飽和水蒸汽；(四)對甲醇、空氣與水蒸汽的三元混合體進行加熱，加熱到100°C 120°C之間， 然后進行阻火過濾；(五)三元混合體通入裝有催化劑的氧化器，混合體在590°C 610°C的高溫下進行甲醇的氧化和脫氧反應，生成甲醛氣體；(六)生成后的甲醛氣體及其它氣體進行驟冷，防止進行熱分解，然后通過工藝水進行吸收，采出的成品經過間接加熱、有分離功能的第一脫醇器。(七)分離后的醛作為甲醛成品收放，氣態甲醇及少量醛去二級吸收塔3進行吸收操作。吸收后的稀醛液中一部分在二級吸收塔中進行自循環，另一部分作為補充液進入一級吸收塔，其他進入第二脫醇器。(八)二級吸收塔中取出含甲醇的稀醛溶液在第二脫醇器中再次進行脫醇，氣體甲醇去阻火過濾器6，進入甲醛生產系統進行循環利用反應。水回到二級吸收塔3下段做循環液進行循環吸收。未被吸收的尾氣送入處理器進行燃燒放出熱量，間接產生蒸汽，蒸汽可供外部使用。在第二脫醇器中甲醛的含量很低，在加熱過程中甲醛不會揮發，僅會有甲醇會被脫出。以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
權利要求
1.一種低轉換率、高產率甲醛生產方法，其特征是控制甲醇、空氣與水蒸汽的三元混合體中甲醇的比例，使得三元混合體在催化劑作用下進行醇過量的甲醇氧化和脫氧反應， 生成后的甲醛氣體及其它氣體進行驟冷，然后通入一級吸收塔通過工藝水進行吸收，一級吸收塔采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出，脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛，將其通入二級吸收塔進行吸收操作后進入第二脫醇器中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應。
2.根據權利要求1所述的低轉換率、高產率甲醛生產方法，其特征是制備工藝如下(一)甲醇與空氣按照氧醇摩爾比為0.36以下的比例進行混合；(二)對甲醇與空氣的二元混合體進行加熱，對加熱后的混合體進行除霧滴；(三)甲醇與空氣的混合體中加入飽和水蒸汽；(四)對甲醇、空氣與水蒸汽的三元混合體進行加熱，加熱到100°C 120°C之間，然后進行阻火過濾；(五)三元混合體通入裝有催化劑的氧化器，混合體在590°C 610°C的高溫下進行甲醇的氧化和脫氧反應，生成甲醛氣體；(六)生成后的甲醛氣體及其它氣體進行驟冷，然后通入一級吸收塔通過工藝水進行吸收，一級吸收塔采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出；(七)脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛，將其通入二級吸收塔進行吸收操作，吸收后的稀醛液中一部分在二級吸收塔中進行自循環，另一部分作為補充液進入一級吸收塔，其他進入第二脫醇器。(八)二級吸收塔中取出含甲醇的稀醛溶液在第二脫醇器中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應，水回到二級吸收塔下段做循環液進行循環吸收，未被吸收的尾氣送入處理器進行燃燒放出熱量。
3.一種低轉換率、高產率甲醛生產裝置，包括蒸發器、阻火過濾器、裝入有催化劑的氧化器、一級吸收塔和二級吸收塔，其特征是在所述的一級吸收塔與一號脫醇器連接，第一脫醇器與二級甲醛吸收塔連接，二級甲醛吸收塔與第二脫醇器連接，一級吸收塔采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出，脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛，將其通入二級吸收塔進行吸收操作后進入第二脫醇器中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應。
4.根據權利要求3所述的低轉換率、高產率甲醛生產裝置，其特征是所述的第一、二脫醇器的結構為包括一個筒體，筒體上具有溶液入口、溶液出口和氣體出口，在筒體內設置對其中的溶液進行加熱的加熱管，含有甲醇和甲醛的溶液通過溶液入口進入脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇通過氣體出口以氣態形式被脫出，脫醇后的溶液通過溶液出口排出。
全文摘要
本發明涉及甲醛的生產工藝領域，尤其是一種低轉換率、高產率甲醛生產工藝及其裝置，控制三元混合體中甲醇的比例，使得三元混合體在催化劑作用下進行醇過量的反應，生成后的甲醛氣體及其它氣體進行驟冷，然后通入一級吸收塔通過工藝水進行吸收，一級吸收塔采出的含有甲醇的甲醛溶液進入第一脫醇器中對溶液進行加熱，甲醇以氣態形式被脫出，脫醇后的醛溶液作為甲醛成品收放，第一脫醇器中脫出的氣態甲醇中還是含有少量醛，將其通入二級吸收塔進行吸收操作后進入第二脫醇器中再次進行脫醇，脫出的氣態甲醇進入阻火過濾器，重新進入甲醛生產系統進行循環利用反應。該工藝特點是轉換率低、負反應少、氧溫控制低、觸煤使用期長、產率高、物耗低。
文檔編號C07C47/058GK102381949SQ20111025639
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者葉子茂, 李宏元, 王慧 申請人:江蘇恒茂機械制造有限公司