年产3万吨甲醛工艺装置设计

年产3万吨甲醛工艺装置设计内容摘要：

8 4 5 四川 8 23 广西 3 7 宁夏 1 1 甘肃 1 云南 6 6 贵州 2 江西 2 广东 12 86 福建 13 25 湖南 5 16 湖北 9 海南 2 1 1. 3 影响我国甲醛价格的主要因素 近些年来我国甲醛行业发展很快 ,每年产销量增长速度都在 10%以上 ,2020 年我国甲醛产销量已突破了 480 万吨大关。 脲醛树脂是甲醛行业最主要的下游产品 ,约占甲醛总消费量的 60%以上 ,市场前景可观。 近几年 ,我国甲醛市场的价格变化比较大 ,总体 来看 ,呈现一种上升走势。 2020 年为 800 元 /吨 ,2020年为 850 元 /吨 ,2020 年上涨幅度很大 ,达到了 1200 元 ,2020 年为 1250 元 /吨。 影响甲醛价格主要有以下三个因素 : 生产成本。 构成甲醛生产成本的有原料 (甲醇 )、电、水、催化剂、设备维护、人工及管理费用等 ,其中原料甲醇是最主要的生产成本 ,约占甲醛生产总成本的 90%左右。 这几年甲醛价格在不断上涨 ,其中一个重要原因就是甲醇价格的上涨。 2020年的甲醇价格为 1200元 /吨 ,2020年不到 1300元 /吨 ,2020年 2100元 /吨 ,2020 年为 2200 元 /吨。 可以看出 ,甲醛价格与甲醇价格基本上呈现一种线性关系。 下游需求状况。 甲醛下游产品的需求量增长较快 ,拉动了甲醛产量的增大 ,但由于下游产品的价格相对较稳定 ,上升幅度小 , 在一定程度上制约了甲醛价格的提高。 地区差异。 甲醛单位价值不太高 ,不适宜于长途运输 ,否则运费太贵 ,不合算 ,所以甲醛基本上是就地产销的产品 ,呈现明显的地域特征 ,各地区之间的价格差异比较大。 目前来看 ,河北、山东等地的甲醛价格比较低 ,出厂价在1100~1200 无左右的水平 ,而福建、广西、四川、重 庆等地 ,甲醛价格相对较高 ,出厂价在 1350~1500 元左右的水平。 产品说明 产品名称 :甲醛 化学分子式 :HCHO 分子量 : 产品性质 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 ,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 12 甲醛的物理性质 计量单位 :见表 项目 数值 密度 g/cm3 80℃ 20℃ 沸点 ℃ 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 比热容 J/ 熵 J/ 燃烧热 kj/mol561~569 临界温度℃ ~ 临界压力 ~ 空气中爆 炸极限 %~73 着火点℃ 430 甲醛分子中含有醛基 ,具有典型的醛类的化学性质 ,同时又含有羰基碳原子键合的较为活泼的α H,使甲醛的化学性质十分活泼 ,能参加与多种化学反应。 在此只介绍几种重要的化学反应。 (1)加成反应 1)在有机溶剂中 ,甲醛与烯烃在酸催化下发生加成反应 ,通过这种反应 ,可由单制备双烯烃 ,并增加一个碳原子 ,例如甲醛与异丁烯反应得到异戊二烯。 2)在乙炔酮、乙炔银和乙炔汞催化剂存在下 ,单取代乙炔化合物与甲醛加成生成炔属醇 (Reppe 反应 )。 对乙炔来说 ,加上 2mol 甲醛 ,生成 2丁炔 1,4二醇 ,2丁炔 1,4二醇进一步加氢生成重要的化学 1,4丁二醇。 3)在碱性溶液中 ,甲醛和氰化氢反应生成氰基甲醇。 (2)缩合反应 甲醇除自身外 ,能各多种醛、醇、酚、胺等化合物发生缩合反应。 缩合反应是甲醛最重要的化学反应。 1)甲醛能发生自缩合反应 ,生成三聚甲醛或多聚甲醛。 60%浓甲醛溶液在室温下长期放置就能自动聚合成三分子的环状聚合物。 2)在 NaOH 溶液中 ,甲醛自身缩合生成羟基乙醛。 HOCH3CHO 它能进一步快速与甲醛缩 合生成碳水化合物 ,俗称 Formose 反应。 3)甲醛聚糖反应是已知的唯一一步合成碳水化合物的方法 ,它在生成物多元醇和甲醛生物工程利用中具有潜在的重要意义。 在 RhClPh3P 和叔胺催化体系的作用下 ,在 120℃ 3~12Mpa 的条件下甲醛与合成气反应生成贩丙糖、戊糖和己糖。 4) 在碱性催化剂作用下 ,甲醛和酚首先发生加成反应。 生成多羟基苯酚 ,生成多羟基苯酚受热后 ,可进一步缩合脱水 ,生成酚醛树脂。 5)甲醛很容易和氨及胺发生缩合反应 ,生成链状或环状化合物。 甲醛和氨在 20~30℃条件下缩合生成六亚甲基四胺 ,俗称乌洛托品。 (3)分解反应 纯的、干燥的甲醛气体能在 80~100℃的条件下稳定存在 ,在 300℃以下时 ,中醛发生缓慢分解为 CO和 H2,400℃时分解速度加快 ,达到每分钟 %的分解速度。 300℃ HCHO→ CO+H2 (4)氧化还原反应 甲醛极易氧化成甲酸、进而氧化为 CO2 和 H2O O2 O2 HCHO→ HCOOH→ CO2+H2O (5)羰基化反应 在钴或铑催剂作用下 ,于 110℃ 和 1315Mpa 条件下 ,甲醛与合成气(H2/CO13) 能进行羟基化反应生成乙醇醛 ,进一步加氢可以生成乙二醇 ,该反应也称甲醛氢甲酰化反应。 CH2O+CO+H2→ HOCH2CHO 在羰基铑催化剂和卤化物促进剂的作用下 ,甲醛与合成气能进行同系化反应生成乙醛 ,进一步加氢生成乙醇。 产品用途 甲醛属于用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品 ,是甲醇下游产品中的主干 ,世界年产量在 2500 万吨左右 ,30%左右的甲醇都用来生产甲醛。 但甲醛是一种浓度较低 的水溶液 ,从经济角度考虑不便于长距离运输 ,所以一般都在主消费市场附近设厂 ,进出口贸易也极少。 甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外 ,主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药等行业 ,其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛树酯、氨基树酯及乌洛托产品。 原材料说明 原材料名称 :甲醇 甲醇是最简单的饱和脂肪酸 ,分子式 CH3OH,相对分子质量 ,常温常压下 ,纯甲醇是无色透明、易挥发、可燃、略带醇香味的有毒液体。 甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等许多有机液体无限互溶 ,但不能与 脂肪烃类化合物相互溶 ,甲醇蒸气和空气能形成爆炸性混合物 ,爆炸极限为 %~%(体积 )。 甲醇是最简单的饱和脂肪醇 ,具有脂肪醇的化学性质 ,即可进行氧化 ,酯化、羰基化、胺化、脱水等反应。 甲醇裂解生 CO 和 H2,是制备 CO 和 H2 的重要化学方法。 在此只介绍几种重要的化学反应。 (1)氧化反应 甲醇在电解银催化剂下可被空气氧化成甲醛 ,是重要的工业制备甲醛的方法。 (2)酯化反应 甲醇可与多种无机酸和有机酸发生酯化反应。 甲醇和硫酸发生酯化反应生成硫酸氢甲酯 ,硫酸氢甲酯经加热减压 蒸馏生成重要的甲基化试剂硫酸二甲酯。 (3)羰基化反应 甲醇和光气发生羰基化反应生成氯甲酸甲酯 ,进一步反应生成碳酸二甲酯。 (4)裂解反应 在铜催化剂上 ,甲醇可裂解成 CO 和 H2。 甲醛工业的发展趋势 改进催化剂的性能 研制开发新型催化剂是加快甲醛工业大发展最有效的方法之一 ,现在各国都在加快催化剂的开发。 高浓度甲醛工艺发展趋势 国外在聚甲醛、 MDI 和炔属化学品 (如 1,4丁二醇 )的发展最快 ,处增长率在 5%以上。 这些产品均需高浓度甲醛 ,从而刺激 了以铁钼法为主的高浓度甲醛工艺的快速发展。 由甲醇催化脱氢制备无水甲醛 ,产物甲醛和氢气很容易分离 ,避免了甲醛水溶液的浓缩蒸发 ,能耗可大幅度降低 ,成为最具有工业前途的无水甲醛制备方法。 制备高浓度甲醛溶液的另一方法是甲缩醛氧化法。 设备集约化 为了防止。