[发明专利]甲醛生产工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及甲醛的生产工艺及装置，尤其是一种在甲醇的低转化率条件下可循环回收利用未反应甲醇以提高甲醛收率的甲醛生产工艺及装置。

背景技术

目前，国内外甲醛生产方法主要有银法和铁钼法两种。银法的优点是投资小，动力消耗低，缺点是甲醇单耗高，甲醛中甲醇含量高，甲醛浓度低(37％左右)。对传统银法改进的工艺如尾气循环法、烟道气循环法，这两种方法虽然可以提高甲醛浓度，但未能有效降低产品甲醇含量，如果通过提高反应温度和氧醇比来降低产品中的甲醇含量，必然使副反应增加，甲醇单耗增高。因为增加了尾气或烟气循环风机，导致动力消耗增大。铁钼法的优点是甲醇单耗低，甲醛中甲醇含量低，甲醛浓度可调(37～55％)，缺点是产品酸值较高，投资大，动力消耗高，成本高，只适用于聚甲醛、低聚甲醛等以高浓度甲醛为原料的领域。

以上各工艺还存在着设备多、工艺流程长、废热锅炉寿命短的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述工艺存在的缺点与不足，提供一种流程最短、设备投资最低、能耗物耗最低、反应器废热锅炉寿命长的甲醛生产工艺及装置。

本发明所采用的技术方案是甲醇循环法甲醛生产工艺及装置，其工艺过程如下：

一种甲醛生产工艺，包括如下步骤：步骤一、形成甲醇-空气-水蒸气三元气形成阶段；步骤二、进行甲醛制备反应；步骤三、进行甲醛的制备吸收；其中，甲醛制备吸收过程包括稀甲醇从第三吸收段通过计量采入蒸发器蒸发段的步骤。

其中，所述的步骤一包括：

1)空气从蒸发器残液浓缩段的下部进入，通过上面的填料与被加热后的残液循环液逆向接触，蒸发残液中的甲醇和水，形成空气混合气；

2)甲醇与回收的稀甲醇和/或水在蒸发器混合，形成甲醇混合液；

3)上述甲醇混合液通过甲醇循环泵进入外置换热器，被第一吸收段甲醛循环液加热，然后循环回蒸发段上部向下喷淋，在填料表面与来自残液浓缩段的空气混合气逆向接触形成甲醇-空气-水蒸气三元气，其中含微量甲醛。

所述的甲醇混合液是在蒸发器蒸发段底部混合形成的；所述的残液循环液，是残液通过残液循环泵抽出，进入外置换热器，被第一吸收段甲醛循环液加热后循环回残液浓缩段所得；另外根据残液颜色，从中按甲醛产量的0～2％采出残液排入吸收塔的第一吸收段或甲醛产品中。通过排残液，可以降低蒸发器中的甲醛、灰分含量，对提高银催化剂活性、延长银催化剂使用寿命、降低甲醇单耗有利。

所述的三元气是按照氧醇摩尔比为0.32～0.42的比例进行混合。

所述的三元气是按照氧醇摩尔比优选为0.35～0.37的比例进行混合。

所述的步骤二包括：

1)三元气经除雾阻火、配入少量水蒸气，水蒸气量最低为零、过热到100～130℃、过滤后进入反应器；

2)三元气在银催化剂催化、600℃～650℃的高温条件下进行甲醇的脱氢氧化反应，生成甲醛生成气；

3)生成气经反应器下部的废热锅炉回收废热生产水蒸气，同时生成气被冷却。

所述的甲醇的脱氢氧化反应温度为620～630℃。

所述的步骤三包括：

1)离开废热锅炉的生成气进入吸收塔，由下向上依次通过脱醇段、吸收段、水洗段，除雾后离开吸收塔；

2)吸收段吸收液经冷却器冷却后再回到各自本段上部自身循环，并向下段溢流；第一吸收段循环液通过残液浓缩段换热器和蒸发段换热器冷却，其它吸收段循环液通过冷却器或蒸发冷凝器冷却；

3)吸收水从水洗段上部加入，并向第三吸收段溢流；

4)产品从脱醇段底部采出，先与锅炉补水换热后再与原料甲醇换热。

一种实施上述甲醛生产工艺的甲醛生产装置，其中，所述的甲醛生产装置由蒸发器(1)、反应器(2)、吸收塔(3)构成。

所述的蒸发器(1)为立式结构，由下至上依次由残液浓缩段(4)、蒸发段(5)构成。

所述的残液浓缩段(4)、蒸发段(5)内部装有填料，填料上方有液体分布器、除沫器；

所述的蒸发段(5)底部设置具有升气降液功能的隔板；

所述的残液浓缩段(4)放置于直径比蒸发段(5)直径小、且被蒸发段液位淹没的塔中塔结构中。

所述的蒸发器(1)为立式结构，由下至上依次由蒸发段(5)、过热段(6)、混合气过滤段(7)构成。

所述的蒸发段(5)内部装有填料，填料上方有液体分布器、除沫器；

所述的蒸发段(5)底部设置具有升气降液功能的隔板；