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甲醛工藝規(guī)程 1、 概述 1、產品名稱： 37% ~37.4%工業(yè)甲醛溶液（重量法），其商品名成為福爾馬林。 英文名稱：Formaldehyde。 2、甲醛的物理化學性質： 分子式：CH2O 結構式： 分子量：30.03 (1) 物理性質： 純甲醛在常溫下為具有強烈刺激性氣味的無色液體，易揮發(fā)、有毒、對 眼、鼻、喉粘膜有強烈的刺激性。成品甲醛為無色透明易流動的有毒液體。 純甲醛的沸點為-210C，溶點為-920C，能溶于水、醇、醚中。 甲醛氣屬于易燃易爆氣體，在空氣中的爆炸極限為7—73%（0.1MPa 200C）。 低溫下甲醛易發(fā)生聚合作用，反應如下： CH2O＋H2O → CH2(OH)2 甲二醇 nCH2(OH)2 → HO(CH2O)nH ＋ (n—1）H2O HO(CH2O)nH → n(CH2O) ＋ H2O 該聚合作用，在甲醛含量高于42%或低于7%時極易進行，在 酸性介質中或有重金屬氧化物存在時，聚合可能性增大. 加熱和稀釋有利于解聚，加入阻聚劑可適當阻止聚合。 （2）化學性質： 甲醛是最低級醛，化學性質非常活潑。 加成反應： NaHSO3 ＋ HCHO → CH2OHSO3Na Na2SO3 ＋ HCHO → CH2OHSO3Na 卡尼查羅反應： 2HCHO ＋ NaOH → CH3OH－HC00Na 與氧作用生產烏洛托品： 6HCHO ＋ 4 NH → （CH2）6N4 ＋ 6H20 受熱分解：CH20 → C0 ＋ H2 （加熱 4000C） 氧化生成甲酸： CH20 ＋ 1\2O2 → HCOOH 甲醛還能與苯酚，尿素作用生成酚醛樹脂和尿醛樹脂。 3、產品應用范圍： 甲醛是重要的有機化工原料之一，廣泛應用于溶劑、還原劑、防腐劑、燃料、炸藥、農藥、合成樹脂和工程塑料等。 4、國內外生產工藝及本廠工藝簡介： 目前國內外生成甲醛的方法主要有以下幾種： （1）以烷烴為原料（一步法） a、甲烷氧化法： CH4 ＋ O2 → CH20 ＋ H20 b、乙烯氧化法： C2H4 ＋ O2 → 2CH20 c、二氯甲烷水解法：CH2Cl2 ＋ H20 → CH20 ＋ 2HCl （2）以甲醇為原料：（二步法） a、過量空氣氧化法（鐵鉬法） 此法是用FL2O3 M00做催化劑，甲醇與過量空氣混合后，經凈化、預熱，于320 ~ 3800C溫度下，在有催化劑的立式固定床和沸騰反應器中反應生成甲醛。 此法是在甲醇濃度低于爆炸區(qū)下限（小于6.0%）即在含有過量空氣的情況下操作。由于空氣過量，甲醇幾乎全部被氧化，其優(yōu)點是反應溫度低，副反應少，產率高；缺點是設備龐大，動力消耗大。 b、過量甲醇氧化法（銀法） 此法是用結晶銀或負載銀作催化劑。過量甲醇與空氣混合后，在600~6400C或在680~ 7200C之間進行反應。 此法是在甲醇濃度高于爆炸區(qū)上限（大于36%）即在過量甲醇的情況下操作。由于反應時氧氣不足，應溫度又較高所以脫氫和氧化反應同時發(fā)生。 銀法生產甲醛的工藝，目前主要有兩種： 其一：用浮石為載體的浮石銀催化劑生產甲醛。其缺點是轉化率低，產品中含有定量的甲醇，消耗高，浮石銀的制造工藝繁雜，銀回收率低。但優(yōu)點是對原料要求不很嚴格。 其二：用電解銀做催化劑生產甲醛其優(yōu)點是由甲醇制取甲醛反應溫度可降低70~800C，反應的產率和選擇性顯著提高，消耗低，銀耗低，經濟效果好。 本廠工藝簡介： 我廠采用的事電解銀催化劑生產甲醛。原料甲醇氣、空氣、水蒸氣按一定配比在600~ 6400C下在電解銀催化劑表面上進行表面反應生成甲醛氣及少量未反應的甲醇氣，經吸收塔吸收后成品為甲醛40%(體積比）無色透明液體。 反應原理： 以銀為催化劑將甲醇經空氣氧化為甲醛氣用水吸收制成370.5（重量法）的甲醛溶液。 當甲醇、空氣和水蒸氣混合進入反應器，在催化劑上發(fā)生催化作用而生成甲醛，其主要反應是氧化脫氫反應。 CH3OH ＋ O2 → HCHO ＋ H2O ＋ 157.25 千焦 （1） CH3OH → HCHO ＋ H2 ＋90.58千焦 （2） 甲醇反應（1）在2000C左右開始進行，因此預熱進入反應器的原料混合氣，必須用電爐絲加熱點火。當催化床溫度升到2000C左右，反應（1）開始緩慢進行。它是一個預熱反應，放出的熱量使催化床溫度逐漸升高，又使反應（1)不斷加快。因此點火催化劑床溫度升高時非常迅速的。 甲醇脫氫反應（2）在低溫下幾乎不進行。當催化床溫度達到6000C以后反應（2）成為主要反應，脫氫反應是一個吸熱反應，因此反應（2）的發(fā)生對控制氧化溫度有利。 在主反應進行的同時，在反應器中還發(fā)生下列副反應： CH3OH ＋ 3\2O2 → CO2 ＋ 2H2O ＋ 674.32 千焦 （3） CH3OH ＋ O2 → CO ＋ 2H2O ＋ 391.75 千焦 （4） CH20 ＋ 1\2O2 → HCOOH ＋ 139.53千焦 （5） HCOOH → CO ＋ H2O 生產甲醛主要有以上幾個反應。只有甲醇脫氫是吸熱反應，其余皆是放熱反應，因此生產上不需要外界供熱，而且混合氣中進行水蒸氣以便將多余的熱量從反應系統(tǒng)中移去，使反應正常進行。幾個副反應都消耗甲醇，生成的惰性氣體從塔頂排出，降低了反應效率，因此工業(yè)生產上通過控制一定的反應條件，盡可能減少副反應的發(fā)生。 安全與防火 1、 甲醇是一種劇毒品，常溫下是液體，甲醇能通過呼吸道和皮膚進入人體，使人感到頭疼、腹痛、嘔吐等，甚至造成死亡。如果誤吸5~10毫升甲醇，可能引起中毒，誤服30毫升甲醇能夠致死。在空氣中甲醇的最大允許濃度為0.5毫升/升。 2、 甲醛也是一種毒物，在常溫下具有很強的刺激性。甲醛蒸汽的爆炸范圍是7—73%，吸入甲醛蒸汽急性中毒使人發(fā)生鼻炎、支氣管炎、結膜炎等。甲醛溶液直接與皮膚接觸會引起灼傷，還能引起指甲軟化。在工業(yè)甲醛溶液中含有一些甲醇，因此還具有甲醇的毒性。甲醛在空氣中的最大允許濃度為0.005毫升/升。 3、 安全措施： 1）根據(jù)甲醇、甲醛易燃易爆的特點，要求所有設備、管道密封，甲醇的輸送管道、設備、法蘭均應接地，一般應設運管裝置。 2）車間通風，保持空氣流動。 3）在接觸甲醇、甲醛時應帶橡膠手套，在空氣中甲醇、甲醛濃度超高時，要帶口罩或防毒面具進行操作。 4、 防護措施： 如果甲醇、甲醛發(fā)生火災，應立即用泡沫滅火器進行滅火（嚴禁用水）。如果電氣設備發(fā)生火災，應立即切斷電源，用CO2滅火器滅火。 操作中不正?，F(xiàn)象及事故處理： 不正常現(xiàn)象 原因 處理方法 蒸發(fā)壓力 流量下降 1、 吸收塔液面高，接近進氣口。 2、 觸媒層阻力增大或燒結造成的。 3、 系統(tǒng)阻力大，如過濾網(wǎng)鋪的太厚或太臟造成。 4、 吸收塔液范嚴重造成積水。 緩慢排塔液面，分析尾氣，測阻力 確定流量，低負荷生產或更換觸媒 降低循環(huán)量 尾氣中的CO高 酸值高 吸收液中醇高 1、 開車初期，局部燃燒造成。 2、 停車后恢復由于帶液造成。 3、 觸媒局部中毒。 4、 觸媒結塊裂餡。 提高氧溫激發(fā)活性 開旁關正路處理 提高氧溫或更換觸媒 停水 除計劃斷水外，供水泵掉閘或倒節(jié)門 按緊急停車處理 停汽 計劃停汽或鍋爐事故造成或倒錯節(jié)門 按緊急停車處理 停電 鼓風機掉閘、倒電，供電部造成 按緊急停車處理 氧溫突然增高 1、 流量突然增高，塔打空了，蒸發(fā)液面高。 2、 過熱器漏。 3、 高位槽斷料。 4、 蒸發(fā)液面低大量補涼料。 按緊急停車處理 流量增高，醇含量上升，醛含量降低，酸值增高 觸媒翻身造成 停車，重新鋪觸媒 消耗高，產量低，尾氣問題不大 1、 氧化器急冷器漏料。 2、 循環(huán)冷卻器漏料。 漏的嚴重，停車搶修。 觸媒翻身 1. 開車時觸媒壓的不實。 2. 塔液面高過進氣門，造成流量大福度波動。 3. 恢復開車時或處理回復時，配料蒸汽開的太小達爆炸極限引起觸媒翻身。 停車重新鋪觸媒 熄火 1、 配料蒸汽開的太大。 2、 塔液面高過進氣口，空氣流量下降造成熄滅。 回火 1、 當蒸發(fā)液面低于加熱室，流量跳動造成。 2、 觸媒嚴重超溫。 更換觸媒 尾鍋汽包超壓 1、 汽包斷水 2、 倒氣太晚 3、 蒸汽管路堵 及時開泵，放入或提泵壓 趕快倒氣 停車檢修 尾鍋汽包液不正常 1、 給水壓力不正常 2、 儀表不正常 調節(jié)給水壓力 檢修儀表