年产2.5万吨甲醛生产工艺设计分解.doc

题 目 年产2.5万吨甲醛生产工艺设计 系 别 化学工程系 摘要 本设计为年产25万吨37%甲醛水溶液的生产工艺设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置安全生产与“三废”治理作了相关论。 关键词 甲醛 甲醇 氧化 工艺 电解银 前言 　　甲醛是重要的有机化工基础原料，是甲醇最重要的衍生物产品之一，甲醛的用途十分广泛，主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。目前甲酴的生产均采用甲醇为原料，银催化剂，经空气氧化得到，其浓度为37%左右，其余为水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林，是常用的杀菌剂和防腐剂。 　　甲醛是脂肪族中的最简单的醛，化学性质十分活泼。甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。1868年，A.M.Hoffmann使用铂催化剂，用空气氧化甲醇合成了甲醛，并且确定了它的化学特性。1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。1910年，由于酚醛树脂的开发成功，使甲醛工业得到了迅猛的发展。 　　随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究，其生产工艺的日渐完善，对甲醛生产设备的要求也在不断提高。工业甲醛生产典型的有机合成工艺，在我国已有近五十年的历史。我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步，其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。 　　从我国甲醛的生产现状看，结合毕业实习的相关内容，此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。在整个设计过程中，按照设计任务书的要求，对年产万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算，对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算由于本人能力有限，加上时间较为仓促，在整个设计中难免有错误和不足之处，敬请老师批评指正。 　　 第一章 甲醛生产简介 - 5 - 1.1 甲醛的性质和用途 - 5 - 1.1.1 产品说明 - 5 - 1.1.2 产品性质： - 5 - 1.2 产品用途 - 7 - 1.3 甲醛的生产工艺简介 - 7 - 1.3.1 目前，国内外由甲甲醇生产甲醛主要有以下几种方法： - 7 - 1.4 甲醛主要生产工艺的比较与选择 - 8 - 1.4.1 生产工艺比较 - 8 - 1.4.2 银催化法生产甲醛 - 9 - 第二章 物料衡算 - 11 - 2.1 主要工艺指标 - 11 - 2.2 甲醛、甲醇物料衡算 - 12 - 2.2.1 产品产量及其组成 - 13 - 2.2.2 原料投入量 - 14 - 2.2.3 尾气中各组分含量的计算 - 14 - 2.2.4 校核 - 15 - 2.2.5主要设备物料衡算 - 16 - 第三章 热量衡算 - 20 - 3.1物性参数及计算公式 - 20 - 3.2主要设备热量衡算 - 20 - 第四章 主要非定型设备的计算及选型 - 26 - 4.1蒸发器 - 26 - 4.2过热阻火器 - 27 - 4.3氧化炉 - 28 - 4.3.1废热段 - 28 - 4.3.2急冷段 - 28 - 4.4一塔一冷 - 29 - 4.5一塔二冷 - 30 - 4.6二塔一冷 - 30 - 第五章 “三废”处理 - 31 - 5.1废气处理 - 31 - 5.2废水处理 - 32 - 5.3噪声防治 - 32 - 第一章 甲醛生产简介 1.1 甲醛的性质和用途 1.1.1 产品说明 产品名称：甲醛 化学分子式：HCHO 分子量：30.03 1.2 产品性质 a 物理性质 甲醛又称蚁醛，是无色有强烈刺激性气味的气体，对空气的比重为1.06，略重于空气，易溶于水、醇和醚，甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。其30%~40%的水溶液为福尔马林液，此溶液沸点为19℃。故在室温时极易挥发，随着温度的上升挥发速度加快。甲醛易聚合成多聚甲醛，其受热易发生解聚作用，并在室温下可缓慢释放甲醛。 表1-2 甲醛的物理性质 计量单位:见表 项目 密度(g/cm3) -80℃ -20℃ 0.8153 沸点(101.3kPa)/℃ -19 熔点℃ -118 汽化热(19℃)/(kj/mol) 23 生成热(25℃)/(kj/mol) -116 标准自由能(25℃)/(kj/mol) -109.7 比热容J/(mol.k)