产量(万吨) 791 1077 1201 1493 1585 1805 1954 2423 2123
开工率% 64。2 70。1 58。8 64。5 63。5 66。3 65。4 76。8 59。5
2设计方案的确定
2。1 甲醛反应特点
甲醇制甲醛的反应要在高温下进行,主要反应特点基本一致但是可采用不同的催化剂反应制得,目前技术成熟,调节能力强,尾气中废气可以有效处理,反应安全,实用性强,需求量大。甲醛的合成方法主要是银催化法用银铺成片状薄层的银粒为催化剂,甲醇过量,反应温度在几百摄氏度之间,反应生成甲醛[4]。
2。2 生产方案的确定
通过查阅各类文献,了解到国际上用来生产甲醛的工艺一般有两种,甲缩醛法,甲醇直接氧化法。第一种主要通过二甲氧基甲烷氧化制取,第二种是甲醇在催化剂下作用下直接氧化制取。现在我国甲醛生产的工艺大多使用第二种,占比约为九成,但由于铁钼法工艺技术优势明显,在生产高浓度甲醛方面优势巨大,反应温度低,转化率高,所以选择采用铁钼法[4]。
2。2。1 银催化法生产工艺
银催化剂法通常银网或银粒的薄层作为催化剂, 通过控制让甲醇过量, 反应温度约为 600到720 ℃。电解银法的甲醇有两种生成途径:一种是由甲醇氧化生成,另一种是甲醇分解生成甲醛,因此需要通过严格的物料控制反应配比使反应达到一个热平衡,所以反应温度的控制对于该方法来说极其重要。
主反应:CH3OH + 1/2O2 → CH2O + H2O
CH3OH → CH2O + H2
H2 + 1/2O2→ H2O
副反应:CH3OH + O2 → CO + 2H2O
CH3OH + 3/2O2 → CO2 + 2H2O
CH3OH + 1/2O2 → HCOOH
HCOOH + O2 → CO + H2O
2。2。2 铁钼法生产工艺
首先铁钼法用Fe2 O3和MoO3作催化剂 ,还可以加入铬和钴的氧化物作为助催化剂,甲醇与空气进行混合[5],在 320到380 ℃温度下反应生成甲醛。铁钼法工艺的原料都是甲醇和空气,但可以得到较高的甲醇转化率[3]。
主反应:CH3OH + 1/2O2 → HCHO + H2O
副反应:CH3OH + O2→ CO + H2O
CH3OH + O2 → HCOOH + H2O
CH3OH + 3/2O2 → CO2 + 2H2O
CH3OH → HCHO + H2
CH3OH + H2 → CH4 + H2O
2。2。3 确定设计方案
表2。1 银法与铁钼法特点对比[14]
项目 银催化剂法 铁钼催化剂法
反应温度(℃)