JPH0371602B2 - - Google Patents

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JPH0371602B2
JPH0371602B2 JP58208686A JP20868683A JPH0371602B2 JP H0371602 B2 JPH0371602 B2 JP H0371602B2 JP 58208686 A JP58208686 A JP 58208686A JP 20868683 A JP20868683 A JP 20868683A JP H0371602 B2 JPH0371602 B2 JP H0371602B2
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formaldehyde
gas
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absorption tower
heat
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Shigeo Kimura
Koichi Kurata
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/37Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups
    • C07C45/38Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of >C—O—functional groups to >C=O groups being a primary hydroxyl group
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメタノールと空気の接触反応により得
られるホルムアルデヒド生成ガスからの廃熱回収
法に関する。
メタノールと空気とを原料として銀触媒を使用
してホルムアルデヒドを製造する所謂メタノール
過剰法によるホルムアルデヒドの生成反応はメタ
ノールの脱水素による吸熱反応と生成する水素と
空気中の酸素との反応による水の生成に基づく発
熱反応とより成り、全体として発熱反応となる。
通常、工業装置でのメタノールと空気の接触反
応は、メタノール蒸気、予備された空気及び添加
水蒸気が一定比率で混合された後反応器に導か
れ、銀触媒の存在下550〜700℃の温度範囲で行な
われる。この際、反応生成ガス中に含まれるホル
ムアルデヒドは高温で分解するので、通常、生成
ガスを直ちに廃熱ボイラーで加圧水と熱交換され
120〜200℃に急冷した後、吸収塔に導入される。
こゝで使用される吸収塔はホルムアルデヒド生
成反応が水の生成を伴う反応である為、水バラン
ス上及び吸収効率の面から一般に下部を充填部、
上部を泡鐘塔とする様な2段吸収塔が用いられ、
吸収塔下部より取り出されたホルムアルデヒド水
溶液は熱交換器で冷却水等で冷却され、再度吸収
塔に戻されている。従つて生成ガスの保有する顕
熱及び潜熱は通常回収されることなく排温水とし
て放出されているのが実情である。
この様なホルムアルデヒド生成ガスの保有熱の
利用方法としてホルムアルデヒドの濃縮又は生成
ガス中の未反応メタノールの除去の為の熱源とし
て回収する方法(特公昭34−6718、特公昭48−
20527及び特開昭49−101312)が提案されている。
しかしこれ等は何れもホルムアルデヒド生成ガ
スの保有熱の有効利用の点で充分な方法とは言え
ない。又さらに有効な利用方法としてメタノール
の気化熱源として回収する方法(特公昭55−
11653、特公昭55−30783)が提案されている。
しかし近年、ホルムアルデヒドの需要は高濃度
−低メタノール化傾向にあり、従来ホルムアルデ
ヒド37wt%に対して未反応メタノールが2〜7wt
%の割合があつたものが、最近ではホルムアルデ
ヒド40〜55wt%に対し未反応メタノール1〜5wt
%と言つた製品が要求されつつある。かゝる要求
に答える為には、原料ガス組成についてさらに高
に空気・メタノール比を選ぶ必要がある。そして
高い空気・メタノール比を採用するためには、空
気とメタノール混合ガスの爆発範囲をせばめねば
ならず、その一つの方法として空気とメタノール
にさらに水蒸気等の不活性ガスを添加する方法が
採用され、反応率を上げるのに比例して、この添
加水蒸気量を増量せねばならない。
この様な添加水蒸気の増量はホルムアルデヒド
の蒸気原単位を悪化するばかりでなく、反応系内
へ直接水蒸気を添加する事は、通常蒸気配管は鉄
が使用されていて、配管より同伴する不揮発成分
が触媒表面に付着し、触媒の汚染原因となるの
で、この面からも添加水蒸気の量は出来る限り少
くする事が好ましい。
かゝる欠点を解消するため本発明者は原料であ
る不凝縮性ガスを加熱された水と直接接触させる
ことによりガスを加湿し、その熱源として前記ホ
ルムアルデヒドの保有熱を利用する方法を見い出
し本発明を完成した。
即ち、本発明は、メタノールと空気との接触酸
化脱水素反応により得られるホルムアルデヒド含
有生成ガスを廃熱ボイラーで加圧水と熱交換し水
蒸気を発生させ、次いでホルムアルデヒド吸収塔
に導き、該吸収塔々底循環液で原料ガスの加湿器
の循環液を加熱する方法である。
本発明の方法によればメタノール過剰法のホル
ムアルデヒドの製造における通常の原料ガス組成
メタノール1モルに対し混合される水蒸気0.2〜
2.0モルの一部又は全量をなくす事が出来る。こ
れはその使用量がホルムアルデヒド水溶液
(37.0wt%換算)1t当り50〜320Kgであつたものを
全く零にする事が可能であり、更に余剰蒸気を他
の設備に送気する事も出来る。
メタノール過剰法により製造されるホルムアル
デヒド水溶液中のホルムアルデヒドとメタノール
の濃度は通常それぞれ37〜55wt%及び1〜7wt%
の範囲であり、原料ガスの混合方式としては、一
般にメタノール蒸発缶より蒸発された一定流量の
メタノール蒸気に予熱された空気と水蒸気を混合
させ反応器に導入する方法が採用されている。
この原料混合ガスのモル比は、通常、メタノー
ル:空気:水蒸気=1:1.3〜2.0:0.2〜2.0であ
り、又反応後、廃熱ボイラーで120〜200℃に冷却
された出口生成ガス組成は、通常、ホルムアルデ
ヒド20〜26モル%、メタノール1〜4モル%、水
蒸気28〜40モル%、残りH2、N2、CO、CO2等の
不凝縮性ガス40〜46モル%である。
上記生成ガスの露点は80〜85℃であるが、生成
ガスの廃熱を回収する場合、この凝縮の起る露点
温度以下まで冷却すれば生成ガスの顕熱と凝縮熱
が回収され、有利であることは当然である。しか
しながら生成ガスを露点以下まで冷却するとホル
ムアルデヒドの重合物であるパラホルムアルデヒ
ドが熱交換器の伝熱表面に析出し伝熱効果を下げ
るだけでなく装置内を閉塞に至らしめ、ひいては
製品自体に問題を起すことになる。従つてパラホ
ルムアルデヒドの析出を防止するには廃熱ボイラ
ー出口生成ガスより直接熱交換器で廃熱回収する
場合、顕熱だけであり、潜熱は回収しないのが一
般的である。
しかるにこの潜熱も回収するためには、廃熱ボ
イラー出口生成ガスを直接熱交換で廃熱回収する
方法ではなく、生成ガスを一旦吸収塔で吸収せし
めてホルムアルデヒド水溶液とし、しかる後、熱
交換器を用いて吸収塔を回収する本発明の方法で
は、パラホルムアルデヒドの析出をみる事もなく
有効に廃熱を回収することができる。
本発明の方法を第1図に示すフローシートによ
つて説明する。
まず、運転スタート時は生成ガスの保有熱が少
く、運転が安定状態にないので16の加湿塔は運
添せず、原料空気は1より16の加湿塔を素通り
させ、4の予熱器で予熱される。
原料メタノール蒸気を2から、又必要に応じ原
料水蒸気を3から添加し、これらはガス混合器5
で混合され、反応器6に導かれる。
6を出たホルムアルデヒド生成ガスは直ちに廃
熱ボイラー7で加圧水18と熱交換し、水蒸気1
9を発生させ、自身は120〜200℃に冷却された
後、ホルムアルデヒド吸収塔充填部8に導入され
る。8で未吸収のホルムアルデヒド生成ガスはさ
らに吸収塔泡鐘部9で純水11と接触し、吸収さ
れ、不凝縮性ガスは廃ガスとして10より排出さ
れる。又一部は必要に応じブロワー21により原
料系へ循環される。
吸収塔々底ホルムアルデヒド水溶液はポンプ1
2で昇圧された後熱交換器14で冷却後、吸収塔
充填部の塔頂に戻され、9より得られる希薄ホル
ムアルデヒド溶液と混合、希釈され、充填部8に
入り再びホルムアルデヒド生成ガスを吸収する。
かくして得られた目的濃度の製品ホルムアルデヒ
ド水溶液は導管20より抜出される。
次に安定運転となつた後は、本発明の運転方法
に切換えるために、まず加湿器塔底液循環ポンプ
15を起動させ、17より加湿器補給水を供給す
る。15のポンプで昇圧された循環液は熱交換器
13で8より出てくるホルムアルデヒド吸収塔々
底循環液と熱交換され、16の塔頂部に戻され原
料ガスと直接接触し、ガスを加湿する。
こゝで加湿器16で原料ガスに同伴される水分
量は、16に戻される循環液の水温によつて変化
するので、熱交換器13の温度を一定にするため
に熱交換器14の冷却水量を調整する。
以上の操作を行えば、空気又は不凝縮性ガスに
同伴される水分量は加湿器液温により、任意に調
整できるので、従来添加水蒸気として使用してい
た水蒸気を削減又は全く零にする事も出来、本発
明の目的が達せられるものである。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例 1 第1図に示すフローシートに基づき製品ホルム
アルデヒド水溶液(37wt%換算)110t/日の製
造設備を使用し運転を行つた。
メタノールは2040Kg/Hrの流量でメタノール
蒸発缶に供給し、原料空気は2860Nm3/Hrの流
量で加湿器に供給した。
加湿器循環液は70℃に調整し、加湿器を通過し
た水蒸気を含んだ空気は予熱器で110℃に加熱後
メタノール蒸気と混合し反応器に導入した。
この反応器入口の原料混合ガスのモル比はメタ
ノール:空気:水蒸気=1:2.0:1.2である。反
応器の銀触媒層温度は640℃で反応終了後のホル
ムアルデヒド含有生成ガスは廃熱ボイラーで加圧
水と熱交換させ140℃に冷却した後、吸収塔に導
入した。導入ガスはまず吸収塔充填部において該
吸収塔循環液と接触吸収させ、ついで上部泡鐘部
で純水と接触吸収させ、不凝縮性残ガスは吸収
塔々頂より排出した。吸収塔循環液は該吸収塔々
底より循環ポンプで昇圧し、まず、流量120m3
Hr、温度75℃で、加湿器散水加温用熱交換器に
導入し、次いで冷却用熱交換器に導入した。こう
して50℃に冷却された吸収塔循環液は吸収塔充填
部の最上部に戻した。
一方、加湿器循環水は循環ポンプで昇圧し、加
湿器散水加温用熱交換器に導入し、ホルムアルデ
ヒド吸収塔循環液と熱交換させて70℃に加温し、
加湿器上部に導入し、循環使用した。こうして空
気に同伴された水分に相当する補給水は、加湿器
循環ポンプの吸入側に純水を供給し、加湿器液面
を安定化させた。
吸収塔より得られた製品ホルムアルデヒド水溶
液は3700Kg/Hrで、ホルムアルデヒド濃度45wt
%、メタノール濃度2wt%である。
以上の運転を行つた結果、従来原料として添加
していた水蒸気1000Kg/Hrが全く不要となつた。
これは製品ホルムアルデヒド水溶液(37wt%)
1000Kg当り、220Kgに相当し、余剰蒸気はホルム
アルデヒド製造設備より他の設備に供給すること
が出来た。又、加湿器散水加温用熱交換器を1年
経過後に点検した結果では、伝熱面でのパラホル
ムアルデヒドの析出は認められなかつた。
実施例 2 第1図のフローシートにおいて、10の廃ガス
の一部を21の廃ガス循環ブロワーで原料空気に
混合した以外はすべて実施例1の操作に従い、運
転を行つた。
メタノール使用量1700Kg/Hr、原料空気は
2380Nm3/Hrであり、更にホルムアルデヒド吸
収塔々頂より排出される廃ガスの一部1190Nm3
Hrを混合し、加湿器に供給した。
反応器入口の原料混合ガスのモル比はメタノー
ル:空気:水蒸気:廃ガス=1:2.0:1.28:1.0
である。
反応器の銀触媒層温度は660℃で反応終了後の
ホルムアルデヒド含有生成ガスは廃熱ボイラーで
加圧水と熱交換させ150℃に冷却した後、実施例
1と同じ方法に従つた。
その結果、得られた製品ホルムアルデヒド水溶
液は2540Kg/Hrでホルムアルデヒド濃度55wt
%、メタノール濃度1.5wt%である。
以上の運転を行つた結果、従来原料として添加
していた水蒸気1220Kg/Hrが全く不要となつた。
これは製品ホルムアルデヒド水溶液(37wt%)
1000Kg当り、325Kgに相当する。
又、加湿器散水加温熱交換器を1年経過後に点
検した結果では伝熱面でのパラホルムアルデヒド
の析出は認められなかつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の工程を示すフローシートであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 メタノールと空気の接触反応により得られる
    高温ホルムアルデヒド含有生成ガスを廃熱ボイラ
    ーで加圧水と熱交換し水蒸気を発生させ、次いで
    ホルムアルデヒド吸収塔に導き、該吸収塔々底循
    環液で原料ガスの加湿器循環液を加熱する事を特
    徴とするホルムアルデヒド生成ガスの廃熱回収
    法。
JP58208686A 1983-11-07 1983-11-07 ホルムアルデヒド生成ガスの廃熱回収法 Granted JPS60101401A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58208686A JPS60101401A (ja) 1983-11-07 1983-11-07 ホルムアルデヒド生成ガスの廃熱回収法
KR1019840006978A KR880000049B1 (ko) 1983-11-07 1984-11-07 포름알데히드 생성가스의 페열회수 방법
US06/931,990 US4691060A (en) 1983-11-07 1986-11-25 Process for recovering waste heat from formaldehyde product gas

Applications Claiming Priority (1)

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Publication Number Publication Date
JPS60101401A JPS60101401A (ja) 1985-06-05
JPH0371602B2 true JPH0371602B2 (ja) 1991-11-13

Family

ID=16560387

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JP (1) JPS60101401A (ja)
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Also Published As

Publication number Publication date
US4691060A (en) 1987-09-01
KR850004089A (ko) 1985-07-01
JPS60101401A (ja) 1985-06-05
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