[发明专利]一种基于尾气循环工艺的甲醛生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及甲醛生产技术领域，具体涉及一种基于尾气循环工艺的甲醛生产方法。

背景技术

目前国内外工业甲醛生产均使用甲醇为原料，生产工艺有银催化氧化法、铁钼催化氧化法以及甲缩醛氧化法等，其中绝大多数采用银催化氧化法。

国内的银催化氧化法分传统工艺和尾气循环工艺。传统工艺中尾气全部至尾气处理器燃烧，回收热能，产生的蒸汽送至汽包供生产使用。尾气循环工艺流程类似于传统工艺，其主要差异在于一部分尾气至尾气处理器燃烧，回收热能，一部分尾气循环至混合器作为反应热的稳定剂。尾气循环工艺比传统工艺具有甲醇转化率高、单耗低以及生产不同浓度的甲醛等优点。因此，尾气循环工艺成为甲醛工业常用的工艺方法。但是，就现在的生产技术水平，甲醛生产还有很多需要研究和改造的地方。

在实际生产中，银催化氧化法生产甲醛反应过程的化学反应，除甲醇氧化和脱氢等主反应外，还有甲醇燃烧和甲醛氧化等副反应，这些反应主要如下列反应式所示(各式中反应放热均为25℃时的热量)。

主反应：

CH₃OH＝CH₂O+H₂-85.270kJ/mol

副反应：

CH₃OH+O₂＝CO+2H₂O+393.009kJ/mol

HCOOH＝CO+H₂O-10.278kJ/mol。

此外，由于反应条件的变化，还可能发生下述反应中的一个或几个副反应：

CH₂O＝CO+H₂-5.375kJ/mol

CH₂O+O₂＝CO₂+H₂O+519.441kJ/mol

CH₃OH＝C+H₂O+H₂+40.657kJ/mol

CH₃OH+H₂＝CH₄+H₂O+115.505kJ/mol

2CH₂O+H₂O＝CH₃OH+HCOOH+90.173kJ/mol。

副反应的存在不仅会降低反应产率，还会降低甲醛产品的浓度和纯度。因此生产上还需要进一步探索和寻找更好的反应条件，以尽可能地减少副反应的发生，提高反应产率。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲醛生产方法，该甲醛生产方法采用尾气循环工艺。通过对生产过程中各工艺参数的合理选择，在甲醛制备过程中副反应明显减少，甲醇转化率显著提高，得到的甲醛产品浓度可达50～55％。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于尾气循环工艺的甲醛生产方法，包括步骤：

精甲醇槽中的精甲醇通过甲醇泵输送至甲醇蒸发器进行加热，甲醇蒸发器内的甲醇气从甲醇蒸发器顶部出来，然后经除沫器除去雾滴后进入四元混合器；

空气通过空气过滤器经碱洗、水洗除去杂质后，由萝茨鼓风机送入空气加热器预热，之后进入所述四元混合器；

用于配料的蒸汽从蒸汽分配器经蒸汽过滤器，再由调节阀调节流量后进入所述四元混合器；

开启尾气风机，部分尾气通过尾气加热器预热，之后进入所述四元混合器；

所述四元混合器中的四元气体：甲醇气、空气、蒸汽、尾气，在四元混合器内混合均匀，得到四元混合气体，四元混合气体经阻火过滤器过滤加热，之后送入氧化器反应制备甲醛，氧化器内装有催化剂电解银，所述四元混合气体从氧化器顶部进入，四元混合气体在氧化器内自上而下通过电解银触媒层，发生甲醇的氧化和脱氢反应，生成甲醛气体，反应温度为630～660℃，四元混合气体的氧醇比为0.4～0.5，水醇比为1.5～1.7，尾醇比为1.1～1.3，四元混合气体在氧化器内的停留时间为0.009～0.011s，氧化器中生成的气体通过所述氧化器的急冷段进行骤冷，在0.1～0.3s内将温度降到130～160℃，从氧化器出来的经骤冷的气体送入吸收单元；