【正文】 ............................................................................................................ 6 2 甲醛 ................................................................................................................................ 7 物理性質(zhì) ............................................................................................................. 7 化學(xué)性質(zhì) ............................................................................................................. 8 甲醛應(yīng)用 ............................................................................................................. 8 3 甲醇氧化制取甲醛 ........................................................................................................... 9 制取方法介紹 ......................................................................................................... 9 物料衡算 ............................................................................................................... 9 熱量衡算 ..............................................................................................................18 .................................................................................. 18 .............................................................................. 19 氧化爐的熱量衡算 ................................................................................. 20 裝置的蒸發(fā)器及其他設(shè)備 .....................................................................................24 4 工藝流程 ........................................................................................................................26 ..................................................................................................................26 .......................................................................................................27 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 1 甲醇 甲醇易燃，其蒸氣與空氣能形成爆炸混合物，甲醇完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，同時(shí)放出熱量。 甲醇可用做溶劑和燃料，也是一種化工原料，主要用于生產(chǎn)甲醛 。分子量 ， 相對(duì)密度 (20/4℃ )，熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) ℃ ，燃燒熱 ，閃點(diǎn) ℃ ，自燃點(diǎn) ℃ ，蒸氣密度 ，蒸氣壓(100mmHg ℃ )，蒸氣與空氣混合物 爆炸極限 6～ %（體積比），能與水、乙醇 、 乙醚 、 苯 、 酮 、 鹵代烴 和許多其他 有機(jī)溶劑 相混溶，遇熱、明火或氧化劑易燃燒。 甲醇 應(yīng)用 甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料，也加入汽油摻燒。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。甲醛分子中有醛基生 縮聚反應(yīng) ，得到 酚醛樹脂 (電木 )。 物理 性質(zhì) 一種無色，有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。甲醛分子中有醛基生縮聚反應(yīng)，得到酚醛樹脂 (電木 )。福爾馬林具有殺菌和防腐能力，可浸制生物標(biāo)本，其稀溶液(—％ )農(nóng)業(yè)上可用來浸種，給種子消毒。甲醛可與銀氨溶液產(chǎn)生 銀鏡反應(yīng) ，使試管內(nèi)壁上附著一薄層光亮如鏡的金屬銀（化合態(tài)銀被還原，甲醛被氧化）；與新制的氫氧化銅懸濁液反應(yīng)生成紅色沉淀氧化亞銅。在與弱 氧化劑 的反應(yīng)中，每摩爾 HCHO 最多可還原出 4mol 的 Ag 或 2mol的氧化亞銅，這都是 乙醛 還原能力的兩倍，故甲醛又像二元醛。 分子結(jié)構(gòu) ： C 原子以 sp2 雜化軌道成鍵。 甲醛應(yīng)用 甲醛屬用途廣泛、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原料供應(yīng)充足的大眾化工產(chǎn)品，是甲醇下游產(chǎn)品 種中的主干，世界年產(chǎn)量在 2500 萬噸左右， 30%左右的甲醇都用來生產(chǎn)甲醛。甲醛除可直接用作消毒、殺菌、防腐劑外，主要用于有機(jī)合成、合成材料、涂料、橡膠、農(nóng)藥等行業(yè)，其衍生產(chǎn)品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛樹酯、脲醛樹酯、氨基樹酯、烏洛托產(chǎn)品及多元醇類等。 甲醛的用途非常廣泛， 合成樹脂 、表面活性劑、塑料、橡膠、皮革、造紙、染料、制藥、農(nóng)藥、照相膠片、炸藥、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐過程中均要用到甲醛，可以說甲醛是化學(xué)工業(yè)中的多面手，但任何東西的使用都必須有個(gè)限量，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一旦使用超越了標(biāo)準(zhǔn)和限量，就會(huì)帶來不利的一面。幾年以來我國的甲醛產(chǎn)量成逐年遞增的趨勢(shì)，這與我國紡織工業(yè)和建材工業(yè)的發(fā)展是一致的，這說明在今后的很長一段時(shí)間內(nèi)甲醛還是我國化工行業(yè)的 寵兒。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 甲醇氧化制取甲醛 甲醇氧化法按所用催化劑的類型可分為兩種。該法采用空氣過量、甲醇濃度低于爆炸極限下限（ %），由于甲醇濃度低，必然使設(shè)備效率降低，設(shè)備龐大，動(dòng)力消耗大，產(chǎn)物被惰性氣體稀釋，分離困難。同時(shí)鐵鉬法轉(zhuǎn)化率高，主產(chǎn)率高。該法采用在爆炸上限操作，原料氣中甲醇濃度較高，設(shè)備效率提高，所以基建投資較低。同時(shí)反應(yīng)溫度高，副反應(yīng)增加，導(dǎo)致甲醇單耗比鐵鉬法高。 本設(shè)計(jì)主要采用銀法制取甲醛。 表 41 原料甲醇和空氣帶入的熱量 物料名稱 Kmol CP, kJ/kmol℃ T,℃ 熱量， 104kJ 15 2． H2O 15 N2 60 O2 60 H2O 60 合 計(jì) ― ― 相變熱： 甲醇的相變熱： 104 kJ/kmol 水的相變熱： 10 4 kJ/kmol 則原料甲醇的相變熱為： 104 ＋ 10 4 ＝ 104 kJ 蒸 發(fā) 器 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 表 49 原料氣帶出的熱量 物料名稱 kmol CP, kJ/kmol℃ T,℃ 熱量， 104kJ CH3OH 47 H2O 47 N2 47 O2 47 合 計(jì) ― ― 則需補(bǔ)充熱量為：相變熱 + 原料氣帶出熱 – 原料氣帶入熱 = 104 +104 – 104 = kJ 水蒸氣的 CP = kJ/kg℃ ∴ 需水蒸氣的量為 G = Q / CP△ t r = 104 /［ (6047)］ = kg/h = kmol/h 過熱熱阻 的熱量衡算