【正文】 三、甲醇的貯運 貯存目的及要求 甲醇生產(chǎn)是一個連續(xù)性化工生產(chǎn)過程，要求均衡穩(wěn)定地進行操作。在每一個生產(chǎn)周期中，對每批催化劑來講，從開始使用到催化劑失活期間 都不希望出現(xiàn)間斷生產(chǎn)的情況發(fā)生，這一2121方面保持催化劑的活性不受影響，另一方面為了減少頻繁開停車所造成的原料消耗。為了保證甲醛生產(chǎn)的均衡穩(wěn)定，首先就要求原料甲醇要保證連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，但甲醛生產(chǎn)廠大多都要從外部購進原料甲醇，為了防止運輸途中發(fā)生的暫時脫節(jié)，要求甲醛廠對原料甲醇要有足夠的貯存量。從設(shè)計上考慮，一般應(yīng)有足夠 15天甲醛生產(chǎn)用的甲醇原料貯備量。 貯存方式及注意事項 甲醇一般用貯罐貯存。貯罐可以用碳鋼制造，其頂部應(yīng)有與大氣相通的排氣孔，氣孔上應(yīng)安裝阻火器，罐體應(yīng)設(shè)置液位計，以便于計量和隨時知道罐內(nèi)液面變化 情況。甲醇注入的管口應(yīng)緊貼內(nèi)壁，使甲醇沿內(nèi)壁流下，或?qū)⒆⑷牍苎由斓骄嗟酌鎯H 200mm處，以避免注入甲醇時產(chǎn)生靜電引起火災(zāi)事故。 甲醇貯罐應(yīng)有良好的接地線，應(yīng)在避雷針的保護范圍之內(nèi)。 甲醇罐區(qū)與建筑物之間應(yīng)有一定的防火間距，一般應(yīng)大于 20m，而且要求設(shè)置防火堤，堤高 1~。貯罐與泵房距離不應(yīng)小于 15m，與廠區(qū)主要道路間距不應(yīng)小于 l0m，與廠內(nèi)鐵路專線間距應(yīng)不小于 20m。貯罐區(qū)嚴(yán)禁煙火，不準(zhǔn)吸煙。 甲醇易溶于水，甲醇著火時可用大量水沖滅，也可用泡沫、二氧化碳、干粉等滅火。 甲醇易揮發(fā)，夏季氣溫高時，每月?lián)] 發(fā)的甲醇量約 1%（ wt）。為了減少揮發(fā)損失，貯罐外面要有隔熱層，氣溫高時在頂上噴淋冷卻水降 溫 。在條件具備時，可考慮在罐頂阻火器上安裝呼吸閥，防止甲醇揮發(fā)。有條件的生產(chǎn)廠最好將貯罐置于地下，更加安全。 甲醇的凈化 原料甲醇的凈化程度，對甲醛生產(chǎn)用銀催化劑的使用壽命和甲醛產(chǎn)品質(zhì)量的影響都很大。原料甲醇的質(zhì)量由于供應(yīng)渠道和運輸方式的不同，往往被雜質(zhì)污染。固體顆粒進入甲醇貯槽后首先沉與底部，懸浮物也以緩慢的速度下沉。因此，甲醇在注入貯槽后要先在靜止?fàn)顟B(tài)下進行澄清，一般應(yīng)設(shè)置兩個或兩個以上的貯槽，其中一個在使用， 另一個在貯存澄清。此外，為了使已沉降的固體雜質(zhì)和懸浮物不至于帶入生產(chǎn)系統(tǒng)，甲醇貯槽的出口位置應(yīng)高于槽底 100～ 200mm，以形成一個靜止的沉降區(qū)。槽底的雜質(zhì)和懸浮沉降物在檢修時由排污口清除。 第二章 工藝敘述 第一節(jié) 設(shè)計基礎(chǔ) 一、甲醛成品規(guī)格 表 2— 1 甲醛成品規(guī)格 指標(biāo)名稱 指標(biāo)值 優(yōu)等品 一等品 合格品 密度（ρ 20）， g/cm3 ~ 甲醛含量， % ～ ～ ～ 酸度（以甲酸計）， % 色度 ， ≦ 10 —— 鐵含量， % ≦ （槽裝） （槽裝） （桶裝） （桶裝） 甲醇含量， % ≦ 12 二、界區(qū)條件 蒸汽： 0～ 、開車用 精制水： 2t/h 氮氣 ： ～ ， 3Nm3/h 生活水、消防水 ： ， 14t/h 儀表空氣 ， 30Nm3/h 循環(huán)水 ， 97t/h 電 380V， 100kW 三、原材料 ， 動力消耗定額 電力消耗＜ 45kW/h/t 甲 醛、蒸汽自 給。 第二節(jié) 工藝流程說明 一、工藝流程說明 來自界區(qū)外的精甲醇進入甲醇計量罐（ V101），用甲醇泵（ P101）打入甲醇高位槽（ V103），然后去甲醇過濾器（ V102）過濾機械雜質(zhì)。來自高位槽的甲醇經(jīng)計量（ FIQ/102）后，打入蒸發(fā)器（ E101），其流量根據(jù)蒸發(fā)器的液位，由調(diào)節(jié)閥（ LV～ 103）控制。 空氣經(jīng)空氣過濾器（ V104）除去空氣中的機械雜質(zhì)，由羅茨風(fēng)機（ C101）升壓，并計量（ FIC/101）后，進入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器中甲醇和工藝空氣用穩(wěn)壓后的低壓蒸汽進行加熱，調(diào)控蒸發(fā)溫度，達到要求的氧醇比。 為了防止來自蒸發(fā)器的甲醇與空氣的混合物（簡稱二元氣）中甲醇冷凝，同時為生產(chǎn)安全，必須在系統(tǒng)中加入一定量的配料蒸汽，這種氣體（簡稱三元氣）經(jīng)過過熱器（ E102）加熱到 120℃左右，進入阻火器（ V105）。阻火器的作用是防止系統(tǒng)回火，三元氣中的有機鐵和其他有害雜質(zhì)，經(jīng)過三元氣過濾器（ V106）過濾，確保原料氣達到要求的潔凈后， 120℃左右的干凈三元氣進入氧化反應(yīng)器（ R101），在電解銀催化劑的作用下，甲醇與氧反應(yīng)生成甲醛，同時甲醇脫氫也生成甲醛，反應(yīng)溫度通常用控制蒸發(fā)器溫度和配料蒸汽流量來調(diào)節(jié)，一般反應(yīng)溫度控 制在 650℃左右。 為了防止甲醛分解和深度氧化，反應(yīng)氣必須快速由 650℃左右冷卻到 230℃左右，汽包下降管與急冷段相連，一方面滿足工藝要求，同時可盡快回收反應(yīng)熱副產(chǎn)的蒸汽供使用。 反應(yīng)氣經(jīng)冷卻段冷卻到 95℃左右進入吸收一塔，利用一塔循環(huán)液吸收反應(yīng)氣中的可溶組分，一塔釜液約為 70℃左右，經(jīng)過一塔冷卻器（ E103）冷卻到 40℃左右，打入吸收塔上部，并抽出一股，經(jīng)分析合格，作為產(chǎn)品進入甲醛計量罐（ V109），出吸收一塔的氣體中尚有部分醛、酮，用吸收二塔（ T102）進一步吸收，出二塔氣體中當(dāng)有微量醛、酮和 20%左右的氫。為了防止大氣污染，設(shè)有尾氣鍋爐（ F101），二塔尾氣作為尾鍋原料。 脫鹽水經(jīng)工藝外管，加入脫鹽水貯槽（ V108），用脫鹽水泵（ P104）升壓到 左右，經(jīng)過反應(yīng)器冷卻段加熱后進入汽包（ V107），若生產(chǎn)正常，副產(chǎn)蒸汽除供本系統(tǒng)自用外，尚有余量，多余部分送入低壓汽網(wǎng)。 為了防止工藝倒竄氣，裝置開車前要對一、二吸收塔用低壓蒸汽加熱清洗。一、二吸收塔溫達到 90℃左右時，保持 ～ 1 小時后確認(rèn) V106 導(dǎo)淋有無倒竄氣。 為了防止洗塔過程中倒竄氣對新鋪裝催化劑的物理損害，我廠在氧化器出口和一塔入口之間管 線上加裝了一臺工藝閥門，洗塔前將此閥門關(guān)閉，洗塔結(jié)束后再將此閥門打開。 二、蒸汽 —— 冷凝液流程說明（公用工程） 甲醛裝置開車蒸汽來自 蒸汽管網(wǎng)，開車后蒸汽使用自產(chǎn)蒸汽。蒸汽從汽包出來分兩路，一路去二級穩(wěn)壓，一路去過熱器加熱。去二級穩(wěn)壓的蒸汽分兩路，一路去蒸發(fā)器加熱，一路作為配料加入系統(tǒng)。 甲醛廠所有蒸汽導(dǎo)淋管全部連接，裝置區(qū)蒸汽冷凝液全部回收脫鹽水罐繼續(xù)使用，罐區(qū)蒸汽冷凝液及脫鹽水罐溢流由蒸汽冷凝液回收系統(tǒng)回收。 第三章 甲醛生產(chǎn)反應(yīng)物的準(zhǔn)備與輸送 甲醛生產(chǎn)過程和絕大多數(shù)化工生產(chǎn)過程 一樣，包括反應(yīng)物（原料）的準(zhǔn)備、反應(yīng)和生成物的分離三大部分。 反應(yīng)物的準(zhǔn)備就是要準(zhǔn)備符合反應(yīng)要求的由甲醇 — 空氣 — 水蒸汽組成的原料混合氣。這里包括甲醇、空氣、水蒸汽的輸送，混合氣的配制、過熱和凈化等工序。在這些工序中將涉及有關(guān)流體輸送、過濾等 流體 運動過程和蒸發(fā)、換熱等傳熱過程中的有關(guān)知識。 第一節(jié) 基本知識 一、流體的流動與輸送 為了使諸如甲醇、空氣、水蒸汽等流體能參與生產(chǎn)過程中的各種變化，就必須使流體按工藝的要求進行流動，也就是說必須將流體從某個設(shè)備流到另一個設(shè)備，或者從一個工序送到另一個工序。但是， 流體不會自動地按工藝要求進行流動。要使流體按工藝要求進行流動，就需要能量，就需要通過外力的作用，借助泵、風(fēng)機、管道等來實現(xiàn)流體的輸送。例如，人們想把貯槽中的甲醇送到高位槽，就需要借助泵的作用。這時，泵把電機作功的能量傳遞給甲醇，使其按一定的流量和特定的方向進行流動，將低位置的甲醇流到高位置的貯槽中。 第二節(jié) 原料混合氣的準(zhǔn)備與輸送 一、原料的輸送 在甲醛生產(chǎn)中，通常把甲醇，空氣和水蒸汽的混合氣稱為原料混合氣。下面分別敘述它們的輸送過程。 甲醇的輸送 （ 1）輸送目的 甲醇輸送的目的是為了連續(xù)、穩(wěn)定地提供 蒸發(fā)工序所需的合格甲醇，用作生產(chǎn)甲醛的原料。 空氣的輸送 （ 1）輸送目的及作用 氧是甲醇氧化生成甲醛所必須的氧化劑。由于空氣中含有約 %的氧（空氣中的氧含量隨地點、時間的不同而略有變化），所以空氣輸送的目的是為甲醇氧化反應(yīng)連續(xù)、穩(wěn)定地提供所需的氧量。同時，空氣流動還可起到吸收并帶走部分反應(yīng)熱的作用。 蒸汽的輸送 （ 1）輸送目的及作用 由于甲醇在氧化、脫氫反應(yīng)過程中，除由甲醇和空氣升溫而吸收部分反應(yīng)熱外，尚有多余的熱量。因此，加入蒸汽的目的主要是為了移走這部分多余的熱量。這樣，就可在提高進料中氧 濃度的情況下而不致使催化劑發(fā)生過熱現(xiàn)象。而且較高的氧濃度又有利于脫氫和氧化反應(yīng)的進行，因而，加入水蒸汽又能起到改善轉(zhuǎn)化條件和提高轉(zhuǎn)化率的作用。此外水蒸汽的加入還起到縮小甲醇在空氣中的爆炸范圍（隨著水量的增加甲醇在空氣中的爆炸上限明顯變?。┑淖饔?，有利于安全生產(chǎn)。水蒸汽的加入還能防止結(jié)炭反應(yīng) (2CO=C02+C)的發(fā)生、潔凈催化劑和延長催化劑的使用壽命。當(dāng)然，水蒸汽的加入量應(yīng)適度，如太多將影響產(chǎn)品濃度和塔系統(tǒng)的吸收效果及產(chǎn)量等。另外，由于水蒸汽量對反應(yīng)溫度影響較大，故同樣要求供汽穩(wěn)定，特別要防止中斷供汽。 二 、原料的氣化 原料氣化的目的及作用 由于甲醛的反應(yīng)過程是一個氣固相反應(yīng)過程，無論是甲醇的脫氫還是甲醇的氧化反應(yīng)都要求由 氣態(tài)的甲醇參加反應(yīng)，因此液態(tài)的原料甲醇首先要氣化。另外，甲醇 — 空氣混合氣的混合及其比例的控制，是在氣化過程中完成的，因而原料的氣化不單是一般地將甲醇?xì)饣€應(yīng)嚴(yán)格地控制空氣 — 甲醇的混合比（生產(chǎn)中習(xí)慣稱“控制氧醇比”）。若甲醇量太多，甲醇的分壓太大，空氣量就相對地減少，會造成過多的甲醇不能與氧反應(yīng)而殘留于產(chǎn)物中，這既增加了單耗，又會使反應(yīng)溫度下降。而且，在低溫下的反應(yīng)往往會生成游離態(tài)的碳吸 附于催化劑的表面，使催化劑的活性下降。如果甲醇量太少，空氣量就相對地增加。這樣，過多的氧參加反應(yīng)會使生成碳氧化物的副反應(yīng)加劇而增加單耗，同時也會使反應(yīng)溫度升高。另外，高溫容易使催化劑熔結(jié)而降低活性。 原料的氣化過程 原料甲醇的氣化常用蒸發(fā)法，通常采用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器來氣化，其過程是來自泵或高位槽的一定流量的甲醇先進入蒸發(fā)器的底部，然后在蒸發(fā)器的加熱室經(jīng)加熱氣化后進入蒸發(fā)器的蒸發(fā)室與以鼓泡方式進入蒸發(fā)器中的空氣相混和。也有采用帶再沸器的蒸發(fā)器來氣化甲醇。 影響蒸發(fā)的因素 影響蒸發(fā)的主要因素有蒸發(fā)器的 結(jié)構(gòu)與狀態(tài)、蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)液位、甲醇濃度與甲醇的平衡濃度和蒸發(fā)壓力及空氣流量等。 （ 1）蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與狀態(tài) 蒸發(fā)在蒸發(fā)器中進行，蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與狀態(tài)決定著蒸發(fā)的效率。甲醇生產(chǎn)中常采用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器來強化傳熱。該蒸發(fā)器由于中央循環(huán)管內(nèi)的單位體積甲醇的傳熱面積小于沸騰管（列管）內(nèi)的單位體積甲醇的傳熱面積。因此，由于被加熱的程度不同，甲醇受熱后形成的氣液混合物中的含氣率也就不同，致使中央循環(huán)管內(nèi)的甲醇的密度比列管內(nèi)的甲醇的密度高。這樣，帶有氣泡的甲醇就從列管上升，而從中央循環(huán)管下降。因為，管外一側(cè)是蒸汽冷凝，其 a值很大；而管內(nèi)一側(cè)是液體流動，其 a值較低，故提高管內(nèi)一側(cè)的 a值，是提高傳熱系數(shù)的決定因素。如此不斷循環(huán)的結(jié)果就提高了