CN101544550B - 甲醛吸收塔除醇技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲醛吸收塔除醇方法，属于化学加工领域。所述方法首先将甲醇气体、空气、水蒸汽和废气混合后送入反应器进行氧化反应；氧化反应生成的气体送入甲醛吸收塔进行吸收反应；所述吸收反应包括在甲醛吸收塔的底部进行下循环吸收、在甲醛吸收塔的中部进行中循环吸收以及在甲醛吸收塔的顶部进行泡罩吸收，其特征在于，所述吸收反应还包括在甲醛吸收塔的上部进行上循环吸收。本技术将以前独立的吸收塔和脱醇塔整合到一个塔中，完全取消以前脱醇塔的外部热源的支持，所有精馏需要的热量均由吸收塔提供，大量减少聚甲醛生产的能耗，在节能减排的同时增加大量的经济效益。

Description

甲醛吸收塔除醇技术

技术领域

本发明涉及一种化学加工及提纯技术，特别是涉及一种甲醛吸收塔除醇技术。

背景技术

甲醛是一种重要的基本有机化工原料，在化工行业中被大量使用。今年来，我国每年的甲醛产量超过千万吨。但利用现有技术生产甲醛存在甲醛中含醇高的技术问题，这大大影响了甲醛的质量和使用效果。

在现有技术中，最常用的方法使用银法将利用甲醇氧化生产为甲醛。

甲醛氧化工艺主要是指四元气体混合后的氧化反应过程，如图2所示，具体如下：

甲醇在甲醇蒸发器5中被加热后汽化并控制压力为0.05MPa左右，甲醇气1按照设定的流量进入气体混合器和空气2、蒸汽3以及含醛废气4三种气体混合后一同送入反应器6内。

其中，空气2是经过空气过滤器过滤后由鼓风机送入空气预热器中被加热到110℃以上，再进入气体混合器混合后与其他三种气体混合后进入反应器6。其流量与甲醇气1的流量比为(A/M＝1.9～2.4)。

蒸汽3为0.15MPa蒸汽由蒸汽管路进入蒸汽除雾器过滤后再进入气体混合器与其他三种气体混合后进入反应器。其流量与甲醇气1的流量比为(S/M＝0.5～0.7)。

含醛废气4取自于甲醛吸收塔7排放的尾气9，进入废气除雾器除湿后再由废气循环风机送入气体混合器与其他三种气体混合后进入反应器6。其流量与甲醇气1的流量比为(G/M＝1.2～1.4)。

混合气进入反应器6后，在银触媒的催化作用下将发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在特定的比例，以维持最佳的反应温度630-650℃。

由反应器6制得的生成气(温度约150℃)进入甲醛吸收塔7中，在甲醛吸收塔7底部，由冷却后的粗甲醛喷淋循环吸收。循环泵抽出粗醛8即为本装置的产品——粗甲醛。具体的吸收过程为：

第一段吸收：即下循环吸收11，采出的粗醛8浓度45％～50％。吸收塔7塔底的粗醛由甲醛过滤器过滤后经粗醛循环泵送到粗醛冷却器冷却后再送回甲醛吸收塔，构成循环冷却吸收，增浓的粗醛采出即为制品。甲醛吸收塔7的塔底温度控制在65℃～70℃。

第二段吸收：即中循环吸收12，吸收塔7塔中的中醛经中醛循环泵采出，通过中醛冷却器后进入甲醛吸收塔构成循环冷却吸收，增多的中醛经溢流堰流入甲醛吸收塔7的下循环段。本段循环液温度控制在40℃。

第三段吸收：即泡罩吸收：当生成气体经过两段循环吸收后，其中剩余的少量甲醛由吸收塔上段泡罩塔板再作洗涤、净化，最后尾气9从甲醛吸收塔7顶部排出。部分废气作为反应器进料，其余废气由废气鼓风机送到焚烧炉焚烧处理。塔顶加水采用脱盐水10(wp)由塔顶注入，经吸收后的洗涤液从溢流堰流入中循环吸收段。排出的尾气9的温度不高于38℃。

经过上述吸收后，可以得到制成品粗甲醛。但使用传统技术生产甲醛存在加大问题：首先，甲醛制成品中甲醇含量较高，一般在0.5～10％，超过某些下游工序的醇含量要求，而甲醇含量高导致转化率低，生产成本高。此外，使用传统技术催化剂使用时间较短，一般1-3个月就需开停车更换催化剂，在开停车期间甲醛的品质不够稳定，甲醇含量经常波动，影响下游工序的稳定操作。

发明内容

为了提高甲醛的生成浓度，同时提高甲醛品质，本发明提供了一种甲醛吸收塔除醇技术。所述技术方案如下：

本发明的一种甲醛吸收塔除醇方法，包括下列步骤：

步骤A：将甲醇气体、空气、水蒸汽和含醛废气混合后送入反应器进行氧化反应；

步骤B：氧化反应生成的气体送入甲醛吸收塔内进行吸收反应，所述吸收反应共分四段：

在甲醛吸收塔的底部进行下循环吸收，

在甲醛吸收塔的中部进行中循环吸收，

在甲醛吸收塔的上部进行上循环吸收，

在甲醛吸收塔的顶部进行泡罩吸收。

本发明的甲醛吸收塔除醇方法，在所述步骤B中，甲醛吸收塔底部的温度控制在60℃至110℃之间。

本发明的甲醛吸收塔除醇方法，在所述步骤B中，甲醛吸收塔底部的温度控制在90℃至100℃之间。

本发明的甲醛吸收塔除醇方法，所述步骤B中的上循环吸收具体为，甲醛吸收塔上部的气体采出后，经过冷却，一部分又进入甲醛吸收塔构成循环冷却吸收，另一部分送至甲醇蒸发器中被回收利用。

本发明的甲醛吸收塔除醇方法，所述步骤B中的上循环吸收具体为，甲醛吸收塔上部的气体采出后，经过冷却，一部分又进入甲醛吸收塔构成循环冷却吸收，另一部分送至甲醇回收塔；在甲醇回收塔中，被分离出的甲醛被送至甲醛吸收塔，被分离出的甲醇被送至甲醇蒸发器中回收利用。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、本发明创新性的将以前独立的甲醛吸收塔和在其后设置的脱醇塔整合到一个塔中，而且完全取消以前脱醇塔的外部热源的支持，所有精馏需要的热量均由以前的吸收塔提供，大量减少聚甲醛生产的能耗，在节能减排的同时增加大量的经济效益。

2、本发明利用甲醛反应器的反应热和吸收塔的吸收热，在甲醛吸收塔中将大部分甲醇分离，满足聚甲醛对原料甲醛的质量要求(甲醇含量小于0.5％(WT))，取消原有的脱醇塔，减少项目投资。

3、在本发明中，从吸收塔中分离出的甲醇循环回甲醇蒸发器进行再次利用，减少甲醇的单耗，降低了工艺成本。

附图说明

图1是本发明提供的甲醛吸收塔除醇方法的流程图；

图2是传统银法甲醛工艺示意图；

图3是本发明实施例提供的甲醛吸收塔除醇技术示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明是在传统的银法甲醛工艺的基础上改进而来的。

如图1和图3所示，与传统银法甲醛工艺流程相比，新工艺在甲醛氧化工艺方面与传统工艺基本一样。其具体步骤如下：

步骤101：将甲醇气21、空气22、蒸汽23以及含醛废气24四元气体混合后的氧化反应过程。

甲醇气21在甲醇蒸发器25中被加热后汽化并控制压力为0.05MPa左右，甲醇气按照设定的流量进入气体混合器和空气22、蒸汽23以及含醛废气24三种气体混合后一同送入反应器26内。

其中，空气22经过空气过滤器过滤后由鼓风机送入空气预热器中被加热到110℃以上，再进入气体混合器混合后与其他三种气体混合后进入反应器26。

蒸汽23为0.15MPa，蒸汽由蒸汽管路进入蒸汽除雾器过滤后再进入气体混合器与其他三种气体混合后进入反应器26。

含醛废气24可以取自于甲醛吸收塔27排放的含醛尾气29，进入废气除雾器除湿后再由废气循环风机送入气体混合器与其他三种气体混合后进入反应器26。

在正常的反应状态下反应温度高达630～650℃，为了避免反应器26的损毁需要用水来冷却降温，反应器冷却后水被加热汽化产生水蒸汽供制程其它加热器使用，并使生成的混合气温度从630～650℃降低到150℃，这样可以充分利用废热降低能耗。

混合气进入反应器26(R-110A/B)后，在银触媒的催化作用下将发生激烈的氧化放热反应。

本发明的甲醛吸收塔除醇技术与现有技术相比的区别主要体现在甲醛吸收工艺流程。其吸收工艺流程具体如下：

步骤102：甲醛吸收反应。

由反应器26制得的生成气(温度约150℃)进入甲醛吸收塔27的底部，由冷却后的粗甲醛喷淋循环吸收。循环泵抽出粗醛28即为本装置的产品——粗甲醛。具体包括四个吸收过程：

第一段吸收：下循环吸收过程103，采出的甲醛浓度45％～60％。吸收塔27塔底的粗醛由甲醛过滤器过滤后经粗醛循环泵送到甲醇蒸发器冷却后再送回甲醛吸收塔27，构成下循环冷却吸收31，增浓的粗醛28采出即为制品。为了充分利用反应热量，吸收塔27的塔底温度可以控制在60℃至110℃，但最佳效果为90℃至100℃。提高了塔底温度后，所有精馏需要的热量均由吸收塔27提供，大量减少聚甲醛生产的能耗。

第二段吸收：中循环吸收过程104。甲醛吸收塔27塔中的中醛经中醛循环泵采出，通过中醛冷却器后进入甲醛吸收塔27构成循环冷却吸收，增多的中醛经溢流堰流入吸收塔27的下循环段，构成中循环冷却吸收32。

在现有技术中，甲醛吸收塔生成的甲醛经过下循环吸收31和中循环吸收32后即完成吸收过程，但此时在甲醛制成液中还含有较大量的甲醇和杂质。为了减少甲醇含量只能在吸收塔外另外设置脱醇塔，将从甲醛吸收塔中采出的甲醛溶液送入脱醇塔进行再次脱醇。

本发明与现有技术最大不同是增加了上循环吸收33。

第三段吸收：即上循环吸收过程105。吸收塔27上部的甲醛经稀醛循环泵采出，通过稀醛冷却器后一部分又进入甲醛吸收塔27构成循环冷却吸收，一部分取出进入甲醇回收塔34，甲醇回收塔34塔顶的甲醇冷凝后被泵至甲醇蒸发器25回收利用，而甲醇回收塔34塔底分离出的的甲醛又被送回甲醛吸收塔27中。增加甲醇回收塔34可以有效地降低甲醛吸收塔27中甲醇的浓度，同时也无需在甲醛回收塔27之后再另行设置脱醇塔，可以节省大量的设备投入。

在该过程中，也可以不设置甲醇回收塔34，从甲醛吸收塔27上部采出的气体经过冷却，一部分又进入甲醛吸收塔27构成循环冷却吸收，另一部分直接送至送至甲醇蒸发器25中回收利用。

将回收的甲醇送入甲醇蒸发器25进行循环利用，可以提高甲醇转化率，降低生产成本。为了进一步提高甲醇的浓度，增加了甲醇回收塔34，可以有效提高甲醇的回收率，节约了甲醛的制造成本。

第四段吸收：泡罩吸收过程106。与现有技术相同，当生成气体经过三段循环吸收后，其中剩余的少量甲醛由吸收塔上段泡罩塔板再作洗涤、净化，最后含醛尾气29从吸收塔27的顶部排出。部分尾气作为反应器进料，其余废气由废气鼓风机送到焚烧炉焚烧处理。塔顶加水采用脱盐水30由塔顶注入，经吸收后的洗涤液从溢流堰流入稀醛循环段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种甲醛吸收塔除醇方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

步骤A：将甲醇气体、空气、水蒸汽和含醛废气混合后送入反应器进行氧化反应；

步骤B：氧化反应生成的气体送入甲醛吸收塔内进行吸收反应，所述吸收反应共分四段：

在甲醛吸收塔的底部进行下循环吸收，

在甲醛吸收塔的中部进行中循环吸收，

在甲醛吸收塔的上部进行上循环吸收；所述上循环吸收具体为：甲醛吸收塔上部的气体采出后，经过冷却，一部分又进入甲醛吸收塔构成循环冷却吸收，另一部分送至甲醇蒸发器中被回收利用或送至甲醇回收塔，在甲醇回收塔中，被分离出的甲醛被送至甲醛吸收塔，被分离出的甲醇被送至甲醇蒸发器中回收利用。

在甲醛吸收塔的顶部进行泡罩吸收。

2.根据权利要求1所述的甲醛吸收塔除醇方法，其特征在于，在所述步骤B中，甲醛吸收塔底部的温度控制在60℃至110℃之间。

3.根据权利要求2所述的甲醛吸收塔除醇方法，其特征在于，在所述步骤B中，甲醛吸收塔底部的温度控制在90℃至100℃之间。

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