CN103086854B - 银法甲醛工艺中降低甲醇含量的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种银法甲醛工艺中降低甲醇含量的方法及装置，属于化工生产技术领域。技术方案是：银法甲醛工艺的吸收塔底部的甲醛液体，经热回收降温后，部分采出进入真空槽，真空槽顶部解析的气体输送到空气风机进口；在氧化反应器出口与吸收塔进口之间设置浓缩蒸发器，利用反应余热对蒸发器的残液在90-110℃条件下进行蒸发浓缩，残液中的甲醇随水蒸发，水蒸气与甲醇蒸汽混合气体回收到原料气中，浓缩后的残液中甲醇重量百分比含量小于0.5%回收到吸收塔。本发明在降低吸收塔进口温度的同时，提高系统热回收效率；降低了吸收塔水冷器负荷，降低冷却水消耗，实现了残液100%分级回收，回收的甲醇没有返混现象，达到节能、降耗、环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种银法甲醛工艺中降低甲醇含量的方法及装置，属于化工生产技术领域。
背景技术
目前，甲醛生产主要有银法和铁钼法两种工艺，银法甲醛工艺与铁钼法工艺相比具有投资少、动力消耗低等优点，被广泛应用。但银法甲醛工艺具有甲醇单耗较高、甲醛产品中甲醇含量高、甲醛浓度较低等缺点；人们采用了多种方法对银法甲醛工艺进行改进，例如采用尾气循环法、烟气循环法、稀甲醇液循环法、设置脱醇塔等，但都没有从根本上述解决。上述技术改进，只是解决了其中的某一项缺点，但同时又带来了如下新的问题。①采用尾气或烟气循环法工艺，甲醛浓度提高，但动力电消耗明显增加，原料甲醇消耗并没有明显的降低；②设置脱醇塔，中国专利号200920024869.4所述需要控制脱醇塔温度80-85℃，因温度较高导致系统的热回收率下降，同时因温度较高导致甲醛的解析量较大，回收的甲醇气体中含有较多的甲醛，虽然脱醇温度较高但并没有达到甲醛溶液的沸点温度，脱醇效果较差，因蒸发器蒸发温度较低，这部分甲醛大部分进入蒸发器残液中，蒸发器残液中含有较多的甲醛和甲醇，对残液没有进行有效的回收，造成了浪费，同时对环境造成了污染，原料甲醇消耗并没有明显的降低，甲醇脱除效果受到了限制；③采用稀甲醇液循环法工艺，中国专利号201110158755.0，所述将吸收塔下段作为脱醇塔，上段回收的稀甲醇进入蒸发器，存在的问题与单独设置脱醇塔相近似，脱醇塔温度较高，因温度较高不利于提高系统的热回收效率，虽然脱醇温度较高但同样没有达到甲醛溶液的沸点温度，脱醇效果较差，同时稀甲醇中的甲醛含量较高，因蒸发器蒸发温度较低，蒸发器残液中同样含有的较多的甲醇和甲醛，回收到脱醇塔底部，残液中的甲醇又返回到了甲醛溶液中，存在甲醇返混问题，甲醛产品中的甲醇含量并没有明显的降低，原料甲醇消耗也没有明显的下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种银法甲醛工艺中降低甲醇含量的方法及装置，将甲醛中没有反应的甲醇在较低的温度下进行分离，回收的甲醇气体与空气混合返回到原料气中；利用反应余热将蒸发器残液在较高的温度下进行蒸发浓缩，其中的甲醇随水蒸发为气体返回到原料气中，浓缩后的液体回收到吸收塔，回收的甲醇全部返回到甲醛生产的原料气中，在降低甲醛产品中甲醇含量的同时，降低原料甲醇的消耗、提高甲醛浓度，解决背景中存在的上述问题，达到节能、降耗、环保的目的。
本发明的目的是这样实现的：
银法甲醛工艺中降低甲醇含量的方法，包含如下工艺步骤：银法甲醛工艺的吸收塔底部甲醇重量百分比含量为0.5-5.0%的甲醛液体，经热回收降温后，部分采出进入真空槽，真空槽底部排出的甲醛液体中的甲醇重量百分比含量小于0.5%作为甲醛产品输送到产品储槽，真空槽顶部解析的气体含有水蒸气、甲醇蒸汽和少量甲醛气体输送到空气风机进口；同时，在氧化反应器出口与吸收塔进口之间设置浓缩蒸发器，利用反应余热对甲醇蒸发器的残液在90-110℃条件下进行蒸发浓缩，残液中的甲醇随水蒸发，水蒸气与甲醇蒸汽混合气体回收到原料气中，浓缩后的残液中甲醇重量百分比含量小于0.5%回收到吸收塔，在降低吸收塔进口温度的同时，提高系统热回收效率。
进入真空槽的甲醛液体温度为50-70℃，甲醛液体在真空槽内的停留时间为5-30分钟，控制真空槽绝对压力为0.1-60KPa（绝压）。甲醛液体中主要含有水、甲醛和甲醇等三种组分，其中水重量百分比占50-70%，上述三种组分中，甲醇的沸点最低，只有在沸腾状态下，甲醇组分的汽化分离速度和分离效果才能提高；在常压、80-90℃条件下达不到沸腾状态；因真空槽内压力低，在较低的温度下甲醛液体即可达到沸腾状态；在甲醇组分解析分离的同时，一部分水和少量甲醛随之气化为气体，因甲醛气化的量很小，甲醛的浓度明显提高。
所述浓缩蒸发器设置在氧化反应器出口与吸收塔进口之间，利用反应气110-160℃的余热对甲醇蒸发器的残液进行浓缩蒸发，甲醇蒸发器的残液中含有水、甲醇和少量甲醛，甲醇组分的沸点最低，同样只有在沸腾状态下，甲醇组分的汽化分离速度和分离效果才能提高，因甲醇蒸发器的残液中，水占的比例最高，高达70-90%（重量百分比），在常压、温度低于90℃条件下很难达到沸腾状态，常压下、温度必须达到90℃以上才能达到沸腾状态。
银法甲醛工艺中降低甲醇含量的装置，包含依次布置的空气过滤器、风机、甲醇蒸发器、三元加热器、氧化反应器和吸收塔，在氧化反应器出口与吸收塔进口之间设置浓缩蒸发器，利用反应余热对甲醇蒸发器的残液在90-110℃条件下进行蒸发浓缩，残液中的甲醇随水蒸发，水蒸气与甲醇蒸汽混合气体回收到原料气中，浓缩后的残液中甲醇重量百分比含量小于0.5%回收到吸收塔，在降低吸收塔进口温度的同时，提高系统热回收效率；在吸收塔底部出口设有真空槽，吸收塔底部甲醇重量百分比含量为0.5-5.0%的甲醛液体，经热回收降温后，部分采出进入真空槽，真空槽底部排出的甲醛液体中的甲醇重量百分比含量小于0.5%作为甲醛产品输送到产品储槽，真空槽顶部解析的气体含有水蒸气、甲醇蒸汽和少量甲醛气体输送到风机进口。
真空槽液体进口与吸收塔底部甲醛液体采出口相连接，真空槽顶部气体出口与风机进口相连接。
浓缩蒸发器采用连续蒸发或间歇蒸发；甲醇蒸发器的热源采用蒸汽、热水或者吸收塔循环液。
所述的残液是指甲醇蒸发器底部排放的含有甲醇、水等组分的液体。
所述的甲醇蒸发器为复合蒸发器或者单一的甲醇蒸发器。
本发明设置真空槽和浓缩蒸发器，真空槽液体进口与吸收塔底部甲醛液体采出口相连接，真空槽顶部气体出口与风机进口相连接，50-70℃的甲醛液体在真空槽内，利用自身的温度、在0.1-60KPa（绝压）条件下，甲醛液体达到沸腾状态，实现甲醇解析气化回收并返回到原料气中作为甲醛生产的原料，分离甲醇后的甲醛液体作为甲醛产品输送到产品储槽；浓缩蒸发器利用反应气作为热源，设置在氧化反应器出口与吸收塔进口之间，通过管道相连接，甲醇蒸发器排出的残液在浓缩蒸发器内，利用甲醛生产反应余热在常压、90-110℃条件下将其中的甲醇蒸发回收返回到原料气中作为甲醛生产的原料，同时残液中的大部分水也随之蒸发为水蒸气，降低了吸收塔进口反应气的温度，提高了系统的热回收效率，降低了吸收塔水冷器负荷，进而降低了冷却水消耗，实现了残液100%分级回收，回收的甲醇没有返混现象，达到节能、降耗、环保的目的。
附图说明
图1是本发明实施例一示意图；
图2是本发明实施例二示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例，对本发明做进一步说明。
实施例1：本发明应用于采用复合蒸发器的银法甲醛生产工艺。甲醇蒸发器为复合蒸发器。
详见附图1，具体的工艺流程为：空气经过空气过滤器，由风机加压进入复合蒸发器，复合蒸发器采用吸收塔一塔循环甲醛液作为热源，在复合蒸发器内，甲醇和水的混合液体与空气接触，在常压、60-70℃条件下气体蒸发形成水蒸气、甲醇蒸汽、空气三元混合气体，配入水蒸气后再经过三元加热器提温，温度升高到110-120℃、经三元过滤器进入氧化反应器，在600-650℃、银触媒的作用下，甲醇进行氧化脱氢反应生成甲醛，反应后的气体经过氧化反应器配套的急冷换热器，温度降到130-140℃进入浓缩蒸发器，反应气温度下降到100-110℃进入吸收塔，在吸收塔内水与反应气逆流接触，甲醛气体被水吸收转换为甲醛液体，没有反应的甲醇同时被水吸收混和到甲醛液体中，吸收塔采用三段吸收，吸收塔顶部排出的尾气进行回收处理，吸收塔底部排出的甲醛液体温度70-80℃、甲醇重量百分比含量为1.2-1.5%进入复合蒸发器进行热回收，温度下降到50-70℃，一部分回到吸收塔一塔循环吸收，定量采出一部分甲醛液体进入真空槽脱醇，控制真空槽压力10-20KPa（绝压），液体在真空槽内停留时间10-15分钟，真空槽底部排出的甲醛液体中的甲醇重量百分比含量小于0.2%作为甲醛产品输送到产品储槽，真空槽顶部解析的气体含有水蒸气、甲醇蒸汽和少量甲醛气体通过真空泵输送到空气风机进口，返回到三元气体中作为甲醛生产的原料使用。
复合蒸发器底部排出的残液，主要成分重量百分比为：水60-70%、甲醇20-40%、甲醛3-5%，进入浓缩蒸发器，在常压、95-105℃条件下进行蒸发浓缩，残液中的甲醇随水蒸发，水蒸气与甲醇蒸汽混合气体回收到蒸发器出口的原料气中，浓缩后的残液中重量百分比：水含量70-80%、甲醛含量10-20%、甲醇含量小于0.5%，回收到吸收塔。
实施例2：本发明应用于采用普通蒸发器的银法甲醛生产工艺，甲醇蒸发器为单一的甲醇蒸发器。
详见附图2，主要流程与实施例1相同，不同之处为：甲醇蒸发器为单一的甲醇蒸发器，甲醇蒸发器的蒸发温度70-80℃，蒸发温度高于复合蒸发器，甲醇蒸发器底部残液成分重量百分比为：水70-80%、甲醇20-30%。
Claims (5)
1.一种银法甲醛工艺中降低甲醇含量的方法，其特征在于包含如下工艺步骤：银法甲醛工艺的吸收塔底部甲醇重量百分比含量为0.5-5.0%的甲醛液体，经热回收降温后，部分采出进入真空槽，真空槽底部排出的甲醛液体中的甲醇重量百分比含量小于0.5%作为甲醛产品输送到产品储槽，真空槽顶部解析的气体含有水蒸气、甲醇蒸汽和少量甲醛气体输送到空气风机进口；同时，在氧化反应器出口与吸收塔进口之间设置浓缩蒸发器，利用反应余热对甲醇蒸发器的残液在90-110℃条件下进行蒸发浓缩，残液中的甲醇随水蒸发，水蒸气与甲醇蒸汽混合气体回收到原料气中，浓缩后的残液中甲醇重量百分比含量小于0.5%回收到吸收塔，在降低吸收塔进口温度的同时，提高系统热回收效率；
进入真空槽的甲醛液体温度为50-70℃，甲醛液体在真空槽内的停留时间为5-30分钟，控制真空槽绝对压力为0.1-60 KPa；
所述浓缩蒸发器设置在氧化反应器出口与吸收塔进口之间，利用反应气110-160℃的余热对甲醇蒸发器的残液进行浓缩蒸发。
2.根据权利要求1所述的银法甲醛工艺中降低甲醇含量的方法，其特征在于：浓缩蒸发器采用连续蒸发或间歇蒸发；甲醇蒸发器的热源采用蒸汽、热水或者吸收塔循环液。
3.一种银法甲醛工艺中降低甲醇含量的装置，其特征在于：包含依次布置的空气过滤器、风机、甲醇蒸发器、三元加热器、氧化反应器和吸收塔，在氧化反应器出口与吸收塔进口之间设置浓缩蒸发器，利用反应余热对甲醇蒸发器的残液在90-110℃条件下进行蒸发浓缩，残液中的甲醇随水蒸发，水蒸气与甲醇蒸汽混合气体回收到原料气中，浓缩后的残液中甲醇重量百分比含量小于0.5%回收到吸收塔，在降低吸收塔进口温度的同时，提高系统热回收效率；在吸收塔底部出口设有真空槽，吸收塔底部甲醇重量百分比含量为0.5-5.0%的甲醛液体，经热回收降温后，部分采出进入真空槽，真空槽底部排出的甲醛液体中的甲醇重量百分比含量小于0.5%作为甲醛产品输送到产品储槽，真空槽顶部解析的气体含有水蒸气、甲醇蒸汽和少量甲醛气体输送到风机进口；
真空槽液体进口与吸收塔底部液体出口相连接，真空槽顶部气体出口与风机进口相连接；进入真空槽的甲醛液体温度为50-70℃，甲醛液体在真空槽内的停留时间为5-30分钟，控制真空槽绝对压力为0.1-60KPa；
所述浓缩蒸发器设置在氧化反应器出口与吸收塔进口之间，利用反应气110-160℃的余热对甲醇蒸发器的残液进行浓缩蒸发。
4.根据权利要求3所述的银法甲醛工艺中降低甲醇含量的装置，其特征在于：浓缩蒸发器采用连续蒸发或间歇蒸发；甲醇蒸发器的热源采用蒸汽、热水或者吸收塔循环液。
5.根据权利要求3或4所述的银法甲醛工艺中降低甲醇含量的装置，其特征在于：所述的甲醇蒸发器为复合蒸发器或者单一的甲醇蒸发器。
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