[发明专利]一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器

说明书

本发明公开了一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器，包括罐体（1）、银催化剂层（2）和冷却管（3），冷却管（3）设置在罐体（1）内，罐体（1）的下部侧面设置有进料口，进料口处设置有银催化剂层（2），罐体（1）的上部设置有甲醛出口（4），进料口和甲醛出口（4）均与罐体（1）连通。本发明的新型银法甲醛装置中的甲醇氧化器将进料口从甲醇氧化器的顶部换为甲醇氧化器的罐体的侧面，可以大大提高甲醇与银催化剂的反应面积，提高反应效率，从而可以降低甲醇氧化器的体积。

技术领域

本发明涉及一种银法甲醛装置中的甲醇氧化器。

背景技术

银法甲醛生产过程中，甲醇混合气体再氧化器中的化学反应主要以下：

氧化反应

CH₃OH+1/2O₂→CH₂O+H₂O (1)

脱氢反应

CH₃OH→CH₂O+H₂ (2)

反应过程中的副反应化学方程式：

CH₃OH+3/2O₂→CO₂+2H₂O (3)

CH₃OH→CO+2H₂O……… (4)

CH₃OH+H₂→CH₄+H₂O……… (5)

CH₃OH+O₂→HCOOH+H₂O (6)

目前甲醛行业传统氧化器，外形均为立式圆筒形设备，一般从上到下可分为三段：上段为氧化器顶盖；中段为催化剂室和急冷段的组合；下段可设置冷却段(根据需要设置)。采用传统型氧化器的技术缺陷：

a、由于氧化器急冷段采用列管式换热器形式，上管板上面的催化剂层的温度为630～650℃，由于上管板和换热管采用奥氏体不锈钢焊接而成，在此温度下，奥氏体不锈钢处于最最容易损坏的敏化温度，晶格粗大，特别是容易在焊接的热影响区产生晶间腐蚀，时间长了，就会在上管板的热影响区产生热裂纹，漏水。在氧化器漏水部位，局部温度偏低，甲醇的氧化反应不充分，造成单耗偏高，补焊后由于焊接热影响区的材质发生变化，会继续漏水。所以氧化器漏水的管道数量达到换热管的5～10％左右，单耗在450kg甲醛/t甲醛(37％),就必须更换氧化器。一般是3年左右更换氧化器。一般氧化器在甲醛装置中费用占到20％左右。

b、氧化器的换热管，管板是采用不锈钢的，而壳程为了减少制造成本，一般采用碳钢材质。在管程里面，由于反应后的气相温度比较高，换热管不锈钢的热膨胀系数(17.9)又远远大于壳程碳钢的热膨胀系数(11.3～13)，所以换热管顶起管板的应力很大，经过计算，一台5万吨氧化器在操作时的热应力达到48吨左右，虽然采用了膨胀节来抵消部分的热应力，但是热应力存在着，特别是对于管板和换热管部分的热影响区在高温下是致命的损坏。

c、对于10万吨及以上的甲醛装置，氧化器有效直径大于φ2600，中间部分的热量带走是比较困难的，为了减少管板中间壳程由于带不出热量的弊端，只有采用加大管间距的方式，但是这时混合气体通过催化剂有效面积减少，氧化器不得不做的很大，造成的结果是单耗高，产能低。