CN102911023A

CN102911023A - 节能型甲醛生产工艺流程

Info

Publication number: CN102911023A
Application number: CN2011102267969A
Authority: CN
Inventors: 陈效存; 李洪伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2013-02-06

Abstract

本发明提出一种节能型甲醛生产工艺流程。其特征是对空气预热、甲醇加热、甲醛冷却、尾气利用各单元进行能效平衡的一种高效节能减排型的甲醛生产工艺新流程。甲醛生产的空气来自甲醛风冷凝器出口的热风，再需少量蒸汽热加热至所需空气温度；甲醇加热由甲醛热能提供，略需少量蒸汽热；甲醛冷却通过风冷，无需冷却水；尾气部分经锅炉燃烧转换蒸汽提供汽源外，多余尾气经燃气机组发电供企业自用和并网外供。本发明应用于甲醛工业生产可节省用水95％，节省蒸汽30％，节电99％，节约甲醇1％，减少污染物排放，是一种高效节能减排型甲醛生产新工艺。

Description

节能型甲醛生产工艺流程

所属技术领域

本发明提出一种节能型甲醛生产工艺流程。在化工领域普通的银法甲醛生产工艺采用空气、甲醇、水蒸汽三种或介入尾气四种气体经加热混合后进入反应器，再在高温催化剂的作用下，甲醇氧化脱氢化学反应生成甲醛气体，然后通过吸收塔加水物理吸收，通过管道泵循环降温反复在吸收塔逆程水吸，达到所需的液体甲醛浓度37-55％。吸收塔设置多级串联，液体是经循环泵从塔底吸入较高温度的液体甲醛，通过冷凝器降温输出再输送到塔顶上口，自上而下喷淋。塔底段上口进入气体成分，由下向上流动，与喷淋下来的水紧密接触吸收，未被吸收的气体由塔顶输出再进入下一级吸收塔。最末级吸收塔的顶部出来的气体为尾气，虽然甲醛成分几乎微量，但含有大量惰性氮气和其它可燃气体，需燃烧后再排放。

本发明提出的节能型甲醛生产工艺流程是对空气预热、甲醇加热、甲醛冷却、尾气利用各单元进行能效平衡计算后，提出的一种高效节能减排型的甲醛生产工艺新流程。经甲醇原料储罐群和甲醛成品储罐群的挥发气体收集系统组合，可实现清洁式甲醛生产，企业生产可做到零污染排放。

本发明的节能型甲醛生产工艺流程的空气来自甲醛空气强制风冷后的热风，再需少量蒸汽热加热至所需空气温度；甲醇加热由甲醛热能提供，略需少量蒸汽热；甲醛冷却通过风冷，无需冷却水；尾气部分经锅炉燃烧转换蒸汽提供汽源外，多余尾气经燃气机组发电供企业自用。

本发明应用于甲醛工业生产可节省用水95％，节省蒸汽30％，节电99％，节约甲醇1％，减少污染物排放，是一种高效节能减排型甲醛生产新工艺。

背景技术

目前银法甲醛生产广泛使用电解银催化剂作为甲醇氧化脱氢化学反应生成甲醛，进入反应器前的混合物料有三元气体和四元气体两种。三元气体是空气、甲醇、水蒸汽三种气体，四元气体是空气、甲醇、水蒸汽里再加入部分尾气变为四种气体成分，也称尾气循环法。利用这两种原理生产甲醛的方法在中国已有55年历史，但是空气预热、甲醇原料热水加温、吸收塔底部液体甲醛用水冷却的工艺原理一直沿用至今未变。

传统甲醛工艺存在的问题是，用水量大、蒸汽用量也多、电耗高、尾气全部燃烧只能产生蒸汽，如果多余蒸汽没有其它用途，也只好排放掉，既浪费水又浪费了电。

传统甲醛工艺的用水量每产1吨甲醛，需要10℃温度的冷却水22t；用蒸汽0.4-0.6t；用电18-30kwh。

发明内容

本发明是改进甲醛生产工艺单元各部分的新型能源转换综合利用原理，构成的节能减排型的一种清洁式化工生产工艺流程。其特征是减少用水、减少用汽、较高温度介质传递给较低温度的原料预热或加热利用、反应吸收后多余尾气或全部尾气经燃气机发电自用。

本发明的减少用水是用风冷凝器对一塔甲醛循环降温，风冷凝器是一个较大的容器，温度较低的新鲜空气由容器的底部进入，甲醛进入该冷凝器内部的多组细金属盘管后，由上面的风机强制吸出热量。在风冷凝器甲醛出口段可获得被降低了温度的甲醛液体。

本发明的减少用汽是利用风冷凝器出口的55℃热空气，送往罗茨鼓风机进一步压缩输至空气加热器至100℃。由于甲醛生产系统所需的空气已提前被预热，估节省了空气加热器所耗的蒸汽用量。

本发明的减少甲醇原料蒸发加热能量是利用了甲醛液体自身的温度65-80℃热能，通过板式换热器给甲醇液体实现介质温度热交换，既降低甲醛液体温度，又加热了甲醇，板式换热器出口的甲醇进入甲醇蒸发器，被加温的甲醇液体在50℃左右，有利于蒸发器进一步气化蒸发，节省了蒸发器所耗蒸汽用量。

本发明的减少用电是利用尾气经燃气机发电后自馈给风机、水泵和企业其它用电设备的电力供应。生产1吨甲醛，用电18-30kwh内，而通过尾气可转换电能80-95kwh/t甲醛。多余电能可并网外供。

发明目的

减少甲醛生产过程中水、电、汽的消耗，除吸收工艺少量用水和氧化器废热锅炉用水外，可有效节省大量冷却用水和蒸汽水。电力供给尾气发电自用少量，余电还可外供其它企业。

减少企业在大型循环水池、凉水塔、冷却循环水泵、循环管道和板式冷凝器设施设备的投资。

节能型甲醛生产工艺流程的实施，还可减除对循环水池、凉水塔、冷却循环水泵和板式冷凝器设施设备运行维护的工作量，降低了维修成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。

图1中是构成本发明节能型甲醛生产工艺流程的原理框图。

图2中是风冷凝器的主视图。

图1中1.空气过滤器及罗茨风机，2.空气加热器，3.四元气体混合过热器，4.过热阻火器，5.氧化反应器，6.氧化反应器下段的废热锅炉，7.第一吸收塔，8.第二吸收塔，9.第三吸收塔，10.尾气锅炉处理器及汽包，11.燃气发电机组，12.风冷凝器，13.甲醇加热器，14.甲醇蒸发器，15.尾气罗茨风机及加热器，16.蒸汽分配器。

图2中1.是热空气主管，2.是引风机，3.是风冷凝器外壳，4.是甲醛进口法兰及管道和甲醛分配器，5.是多组甲醛S型散热盘管，6.是进水管，7.是出水管及阀门，8.是冷风进气过滤窗，9.是甲醛出口法兰及管道和甲醛汇集器，10.是热空气分管。

具体实施方式

以图1节能型尾气循环法甲醛生产工艺为例，由1空气过滤器及罗茨风机，2空气加热器，3四元气体混合过热器，4过热阻火器，5氧化反应器，6氧化反应器下段的废热锅炉，7第一吸收塔，8第二吸收塔，9第三吸收塔，10尾气锅炉处理器及汽包，11燃气发电机组，12风冷凝器，13甲醇加热器，14甲醇蒸发器，15尾气罗茨风机及加热器，16蒸汽分配器构成甲醛生产系统。

新鲜空气来自12风冷凝器的底部，从风冷凝器上口被甲醛液体加热后输送至空气过滤器及罗茨风机1中，加压后进入四元气体混合过热器3。

原料甲醇来自原料储槽经甲醇加热器13后，进入甲醇蒸发器底部14，为了保证甲醇气化纯度，由蒸汽分配器16引入蒸汽热进一步蒸发后进四元气体混合过热器3。

甲醛生产配料蒸汽来自蒸汽分配器16引入到四元气体混合过热器3。

为生产高浓度甲醛，需要通入部分尾气，由尾气罗茨风机15加压经加热器引至四元气体混合过热器3。

四元混合气体经蒸汽过热后入过热阻火器4，再进入氧化反应器5，甲醇分子在高温620℃银催化剂的作用下，氧化、脱氢后生成甲醛分子，甲醛气体经过6氧化反应器下段的废热锅炉，由于废锅段装有大量的水介质，甲醛气体迅速被将至160-190℃进入7第一吸收塔，被由上而下的循环水喷淋吸附，未被吸收的甲醛气体和其它气体继续向塔顶流动转入第二吸收塔8。

第一吸收塔底部积留的甲醛液体温度较高，需要通过一塔循环泵抽进泵口，泵加压后进13甲醇加热器，首先与常温的甲醇液体热交换一次，对原料甲醇加热后，同时甲醛也获得一定降温作用。离开甲醇加热器13后的甲醛直接进入风冷凝器12内多组结构的冷凝盘管内，通过强制风冷，离开风冷凝器后的甲醛获得稳定的温度再经管道入第一吸收塔上段喷淋而下，又开始新的循环吸收、降温过程。该塔底部甲醛液体为成品，其甲醛浓度可由第二塔循环管道分流到一塔底调兑，成品采出是在第一吸收塔循环管道上分流送甲醛成品储罐。

第二吸收塔8下段接收第一吸收塔7顶部的混合物气体，通过二塔的甲醛循环泵，从第二吸收塔8底部抽取，循环泵加压后送往二塔上段喷淋而下，又开始新的循环吸收过程。

第三吸收塔9下段接收第二吸收塔8顶部的混合物气体，通过三塔的甲醛循环泵，从第三吸收塔9底部抽取，循环泵加压后送往三塔上段喷淋而下循环吸收。到达塔顶的气体就是尾气，它有19％的氢气、0.2％甲烷、0.5％一氧化碳、0.1％甲醇，其余为氮气和微量水蒸汽。

尾气可以回送生产系统一部分，由甲醛产品浓度而定。加大尾气燃烧量，也可以增加尾气处理器锅炉汽包的蒸汽量。多余尾气全部进燃气发电机组发电供生产用电和并网送电。经10尾气处理器燃烧后及11燃气发电机组排出的均为环保认定的可排放气体。

图1中，废锅段6补水、第三吸收塔顶9补水、尾气处理器汽包10补水，来自多级泵管道给水。

图2中是风冷凝器的主视图，1.是热空气主管，2.是引风机，3.是风冷凝器外壳，4.是甲醛进口法兰及管道和甲醛分配器，5.是多组甲醛S型散热盘管，6.是进水管，7.是出水管及阀门，8.是冷风进气过滤窗，9.是甲醛出口法兰及管道和甲醛汇集器，10.是热空气分管。

图2中较高温度的甲醛从4进入，被8冷空气降温后，由9出口较低温度的甲醛送入图1中第一吸收塔7上段。

图2中风冷凝器引风机出口2是吸收甲醛热后的热空气，一部分经热空气分管10送入图1中空气过滤器及罗茨风机1，大部分热空气在图2中由热空气主管1高空排出。

在实际应用中，图2中风冷凝器引风机2可由多台风机组构成，已满足降温的实际需要。

图2中冷风进气过滤窗8在风冷凝器的下部，冷凝器壳内底部通过进水管6注入适当的凉水，可增强制冷效果。为防止冬季结冰，风冷凝器的水管及阀门7开阀后将水全部放掉。

Claims

1.节能型甲醛生产工艺流程，其特征是一塔甲醛经甲醇板式换热器热交换后，再由风冷凝器实现甲醛降温，空气来自风冷凝器出口的热空气，多余尾气由燃气发电机组发电供生产自用和并网外供电力的一种高效节能型甲醛生产工艺新流程。

2.根据权利要求1所述的一塔甲醛经甲醇板式换热器，其特征是甲醇加热靠甲醛热能交换，同时甲醛也获得降温。

3.根据权利要求1所述的风冷凝器实现甲醛降温，其特征是在风冷凝器实现冷空气对甲醛散热管强制降温。

4.根据权利要求1所述的空气来自风冷凝器出口的热空气，其特征是甲醛生产用空气取自风冷凝器出口的热空气。

5.根据权利要求1所述的多余尾气由燃气发电机组发电，其特征是发电机可由燃气机动力直接驱动发电机。