CN1072923A

CN1072923A - 利用去氢尾气配料生产浓醛的方法

Info

Publication number: CN1072923A
Application number: CN 91111241
Authority: CN
Inventors: 马辰生
Original assignee: BEIJING VINYLON MILL
Current assignee: BEIJING VINYLON MILL
Priority date: 1991-12-03
Filing date: 1991-12-03
Publication date: 1993-06-09

Abstract

一种利用尾气代替水蒸汽配料的浓甲醛生产工艺，是将甲醛生产中所排放的尾气燃烧后经冷却加入甲醛生产中的蒸发器内，用以代替以往控制反应温度的水蒸汽，使甲醛生产所需原料气中的水蒸汽含量减少，因而可以生产出高浓度的甲醛，消除了以往生产高浓度甲醛而带来的污染问题，同时使生产工艺简化，降低能耗。

Description

本发明涉及一种化工应用技术，是解决高浓度甲醛生产工艺中含水问题的方法，属于化学、冶金类。

浓甲醛是甲醛衍生物的主要原料，在工业上应用得非常广泛。生产甲醛的主要原料是甲醇、空气、水蒸汽，在生产中将甲醇、空气、水蒸汽的原料混合气输到反应器中，然后在银催化剂作用下而发生化学反应生成甲醛，主要反应是氧化脱氢反应，其化学反应方程式如下：

式中：CH₃OH为甲醇、HCHO为甲醛

反应式（1）在200℃下开始进行，这是个放热反应，放出的热量使催化床温度升高，并促使反应式（1）加快进行，当反应温度达到600℃左右时，反应式（2）成为生成甲醛的主反应之一。脱氢反应是吸热反应，故反应式（2）的发生，对控制催化床的温度升高有利。反应式（3）是原料混合气中的氧气与氢气反应生成水，可使反应式（2）向生成甲醛的方向进行反应式（1）与反应式（3）所放出的热量除抵偿反应式（2）所需的热量及反应气体升温和反应器向周围环境所散出的热量外，尚有多余，因此生产上不仅不需要外界供热，而且还必须在原料混合气中引入水蒸汽，利用水蒸汽的升温带热作用，将多余的热量从反应系统中移去，使反应能正常进行。由此可见生产中加入水蒸汽可以控制反应温度。但加入量过大也不行，因为在工业生产中要求产品有一定的浓度，加入水蒸汽过多，将使产品浓度降低。为了生产具有特殊要求即重量含量为52%的浓醛，就要大量减少加入的水蒸汽，而水蒸汽的减少势必造成氧温升高，甚至难以控制。因此工业上若使用高浓度甲醛，只能用含量为37%的低浓工业甲醛进行脱水，也就是将工业甲醛浓缩。这样，一方面增加了工艺流程，浪费能源;另一方面，分离出的水中还会含有少量甲醛，排到环境中造成环境污染。

本发明的目的就是提供一种利用去氢减焓的尾气代替水蒸汽配料的甲醛生产方法。

本发明的构思是这样的：在甲醇、空气、水蒸汽的原料混合气中加入燃烧后并经冷却的尾气，同时减少原料气中的水蒸汽，燃烧后并经冷却的尾气温度控制在40℃以下，在以甲醇、空气、水蒸汽为原料混合气生产甲醛时，水蒸汽的作用在于控制反应温度，选择工艺条件，促使反应良好完成。而加入水蒸汽又会使甲醛浓度降低。因此，找出既能降低反应器内温度，又不溶于甲醛的载热物来代替水蒸汽就能解决上述问题。本发明具体做法是：首先，依照传统生产甲醛的工艺进行生产，在生成甲醛的化学反应的同时，会有尾气产生，这些尾气主要成份为N₂、H₂、CO₂、CH₄、CO、O₂。以往这些尾气通常视为无用气体，经燃烧炉燃烧后排到大气中，本发明则将这些气体利用起来。尾气中可分为惰性气体与可燃气体，在可燃气体中含有H₂、CO、CH₄等可以燃烧放热，若将尾气全部放入甲醇、空气、水蒸汽的三项混合气中，会增加混合气中的焓值，载热效率下降，又因为尾气中含有H₂，增加H₂的含量会使反应式（2）向生成甲醛的逆反应方向进行，所以本发明在将尾气加入三项混合气之前，需在尾气燃烧炉内混氧燃烧，去除尾气中可燃气体及H₂成份，然后将燃烧后所剩的隋性气体经冷却管冷却。经冷却的尾气温度控制在40℃以下，将这些燃烧后并经冷却的尾气用鼓风机吹入蒸发器内，可代替水蒸汽起到载热降温作用，同时减少水蒸汽的用量，这样经反应后生成的甲醛，水的含量减少，甲醛浓度得到提高。为稳定配比，同时减少设备，本发明采用了燃烧后的尾气与空气用同一鼓风机吹入蒸发器内，在空气与鼓风机的管道上和冷却管与鼓风机的管道上分别设有阀门。通过控制阀门以控制空气与尾气进入蒸发器内的比例，空气与尾气的比例是根据需要生成甲醛的浓度而随时调节，一般地空气与尾气比例控制在3、5～4、2∶1范围内，同时将原来三项混合气中30～45%的含水量减少到10～20%的含水量。

用这种方法可在几乎不增加设备情况下，生产高浓度甲醛，不产生废气、废水，不会污染环境，同时与原有生产高浓度甲醛相比，工艺简化减少能耗、降低成本。

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

图1为本发明工艺流程图：

其中：1、燃烧炉;2、吸收塔;3、反应器;4、蒸发器;5、水蒸汽入口;6、甲醇入口;7、鼓风机;8、空气入口;9、阀门1;10、阀门2;11、冷却器;12、尾气出口;13、冷凝液出口;

如图所示，蒸发器有甲醇、水蒸汽、空气与去氢尾气三个入口，空气与去氢尾气入口和蒸发器之间设有一个鼓风机，蒸发器出口与反应器入口相接，反应器出口有两个，一个是反应后的冷凝液出口，另一个是气体出口，气体出口与吸收塔相接，吸收塔在得到甲醛液体后其剩下的气体到达燃烧炉。燃烧炉内隋性气体出口与冷却管入口相接，燃烧炉内多余气体可排到大气中。冷却管出口与鼓风机入口相通，在生产中，用甲醇、空气、水蒸汽三项混合气首先放入蒸发器内，然后在反应器内在银催化剂作用下发生化学反应，生成低浓度甲醛，并产生尾气。低浓度甲醛经吸收塔吸收。尾气则进入燃烧炉内燃烧，去除可燃气体及H₂。燃烧后的尾气经冷却管冷却到40℃以下形成降焓的隋性气体用鼓风机吹入到蒸发器内，代替部份水蒸汽，与甲醇、空气、水蒸汽一起作为生产甲醛的原料混合气。以某一生产为例，在蒸发器内加入480～500m³/h空气、加入364Kg/h甲醇、230Kg/h水蒸汽、124m³/h尾气，在635～640℃反应温度下，可生产重量含量52%的高浓度甲醛。

Claims

1、一种利用去氢尾气配料生产浓醛的方法，是用甲醇、空气、水蒸汽作为生产甲醛的原料混合气进入蒸发器内，然后在反应器中在银催化剂作用下，在600～700℃温度下发生化学反应，生成甲醛及尾气；本发明特征在于：在甲醇、空气、水蒸汽的原料气中加入燃烧后并经冷却的尾气，同时减少原料气中的水蒸汽，燃烧后并经冷却的尾气温度控制在40℃以下。

2、根据权利要求1所述利用去氢尾气配料生产浓醛的方法，其特征在于：燃烧后的尾气与空气用同一个鼓风机吹入蒸发器内;在空气与鼓风机的管道上和冷却管与鼓风机的管道上分别设有阀门。