【正文】 主要定型設備選型 39 上料泵 (兩臺 ) 39 鼓風機 (兩臺 ) 39 爐給水泵 (兩臺 ) 39 塔循環(huán)泵 (兩臺 ) 39 塔循環(huán)泵 (兩臺 ) 39 品泵 (兩臺 ) 39 6 主 要工藝管道計算及選型 40 主要工藝管道計算及選型 40 空氣吸入管 (空氣過濾器→風機口 ) 40 空氣壓出管 (風機口→蒸發(fā)器 ) 40 二元氣體管 (蒸發(fā)器→過熱器 ) 40 三元氣體管 (過熱器→氧化器 ) 40 產(chǎn)品氣管 (氧化器→塔底 ) 41 一塔頂出氣管 (一塔底→二塔底 ) 41 尾氣管 (二塔頂→尾氣處理車間 ) 41 配料蒸汽管 (蒸汽分配缸→過熱器前 ) 41 甲醇管 (原料泵→蒸發(fā)器 ) 42 甲醛管 (一塔循環(huán)管→成品槽 ) 42 工藝管道 (軟水管→二塔頂 ) 42 一塔循環(huán)管 (一塔底→一塔頂 ) 43 二塔循環(huán)管 (二塔底→二塔頂 ) 43 主要工藝管道匯總表 43 7 安全與“三廢”處理 43 工藝物料特性及防護措施 44 三廢處理 44 廢氣處理 44 廢水處理 44 噪聲防治 45 8 技術經(jīng)濟初步評估甲醛及市場 45 產(chǎn)品甲醛及原料市場分析 45 甲醛及原料市場價格分析 45 甲醛市場的供求分析 45 甲醛市場未來分析 46 經(jīng)濟效益初步梳算 46 投資估算 46 生產(chǎn)成本和銷售收益的估算 46 銷售收益估算 47 經(jīng)濟效率評估 47 結束語 49 主要參考文獻 50 前言 甲醛是重要的有機化工基礎原料 ,是甲醇最重要的衍生物產(chǎn)品之一 ,甲醛的用途十分廣泛 ,主要用于生產(chǎn)脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等 ,也用于生產(chǎn)醫(yī)藥產(chǎn)品、農(nóng)藥和染料以及消毒劑、殺菌劑、防腐劑等。 甲醛是脂肪族中的最簡單的醛 ,化學性質(zhì)十分活潑。 1868 年 ,//.fmann 使用鉑催化劑 ,用空氣氧化甲醇合成了甲醛 ,并且確定了它的化學特性。 1910 年 ,由于酚醛樹脂的開發(fā)成功 ,使甲醛工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。工業(yè)甲醛生產(chǎn)典型的有機合成工藝 ,在我國已有近五十年的歷史。 從我國甲醛的生產(chǎn)現(xiàn)狀看 ,結合畢業(yè)實習的相關內(nèi)容 ,此設計采用的是銀催化劑氧化生產(chǎn)甲醛的生產(chǎn)工藝流程。 由于本人能力有限 ,加上時間較為倉促 ,在整個設計中難免有錯誤和不足之處 ,敬請老師和同行批評指正。 起步階段 20 世紀 5060 年代 ,以浮石銀作催化劑的銀法生產(chǎn)甲醛是我國甲醛工業(yè)的起步階段。 1957年 1959年吉林 化肥廠等三家企業(yè)相繼建立了甲醛生產(chǎn)裝置 ,上海溶液劑廠也將 萬噸/年的裝置擴大到 1 萬噸 /年。 1965 年 1969 年 ,由于合成纖維和木材加工工業(yè)的發(fā)展 ,甲醛需求量增加 ,北京維尼綸廠、蘇州助劑廠等一批采用浮石銀作催化劑的甲醛生產(chǎn)裝置先后投產(chǎn) ,到 60 年代末生產(chǎn)廠達到 10 家 ,總生產(chǎn)能力擴大到 10 萬噸 /年。 發(fā)展階段 上世界 7080 年代的以電解銀催化劑為主體的銀法生產(chǎn)甲醛是我國甲醛工業(yè)日趨成熟的發(fā)展階段。隨著反應熱和尾氣的燃燒熱的利用 ,使甲醛生產(chǎn)裝置由原來的“耗汽型”變成為“不耗汽型”或“外供蒸汽型”裝置 ,至 70 年代末我國甲醛工業(yè)的產(chǎn)量接近 40 萬噸 /年。 快速增長階段 20 世紀 90 年代至今的銀法生產(chǎn)甲醛和鐵鉬法生產(chǎn)甲醛同時發(fā)展是我國甲醛工業(yè)快速增長階段。在 這一階段國內(nèi)多家企業(yè)從國外引進以鐵鉬氧化物作催化劑的鐵鉬催化法的甲醛生產(chǎn)裝置 ,逐漸使我國鐵鉬催化法甲醛裝置達到了國際同類裝置的先進水平。反應器等關鍵設備不斷地得到改進 ,銀催化劑的制備和應用也有了新的提高 ,原料甲醇單耗有了進一步的下降 ,生產(chǎn)控制技術也有了長足的進步 ,原料甲醛單耗又有了進一步的下降 ,裝置規(guī)模趨向大型化 ,國內(nèi)最大、世界第二的年產(chǎn) 16 萬噸 /年單套甲醛裝置于 2020 在河北凱躍化工集團有限公司建成投產(chǎn)。迄今 ,總生產(chǎn)能力已超過 840 萬噸 /年 (以 37%HCHO 計 )。銀法甲醛生產(chǎn)工藝中又有生產(chǎn) 37%甲醛的傳統(tǒng)銀法和生產(chǎn)濃甲醛的廢氣循環(huán)法、尾氣循環(huán)法及以本征控制技術為核心的大型甲醛生產(chǎn)新工藝等。而吸收部分則有單塔吸收、雙塔吸 收和多塔吸收以及并流吸收等多種流程。 生產(chǎn)能力和產(chǎn)量 我國工業(yè)甲醛的生產(chǎn)能力近十年內(nèi)有很大的增長 ,據(jù)不完全統(tǒng)計 ,我國現(xiàn)有甲醛生產(chǎn)裝置約 380 套 ,裝置總能力超過 720 萬噸 ,已居世界首位。鐵鉬法裝置僅有 10 套 ,合計生產(chǎn)能力僅占國內(nèi)生產(chǎn)能力的 5%左右。其中 ,鐵鉬法中最大為 8 萬噸 /套 ,最小為 萬噸 /套 。由于我國甲醛工業(yè)總體發(fā)展較快 ,而下游衍生產(chǎn)品的發(fā)展和市場容量的擴大相對較慢 ,致使總體開工率卻不高 ,現(xiàn)已從早期的 80%左右降到 50%左右 ,有的裝置還常年處于停工狀態(tài)。其中華北地區(qū) (包括山東、河北、天津、北京、山西五省市 )的生產(chǎn)能力約占全國總生產(chǎn)能力的 1/3,而西北地區(qū)的生產(chǎn)能力很小 ,還不到全國的 1%。其 次是河北地區(qū)(包括天津市和北京市 ),生產(chǎn)能力約 萬噸 /年 。第四位是廣東省 ,生產(chǎn)能力約 86 萬噸 /年。近年來 ,隨著甲醛下游產(chǎn)品的發(fā)展和“鐵鉬法”生產(chǎn)甲醛技術的引進 ,甲醛產(chǎn)品的規(guī)格品種已開始向多種化工方向發(fā)展 ,現(xiàn)根據(jù)需要 ,可生產(chǎn)除 37%(wt)濃度以外的37%55%(wt)濃度的多種甲醛產(chǎn)品供應市場。但企業(yè)間仍存在一定的差異 ,少數(shù)企業(yè)優(yōu)極品率低 ,質(zhì)量波 動較大。脲醛樹脂是甲醛行業(yè)最主要的下游產(chǎn)品 ,約占甲醛總消費量的 60%以上 ,市場前景可觀。 2020 年為 800 元 /噸 ,2020年為 850 元 /噸 ,2020 年上漲幅度很大 ,達到了 1200 元 ,2020 年為 1250 元 /噸。構成甲醛生產(chǎn)成本的有原料 (甲醇 )、電、水、催化劑、設備維護、人工及管理費用等 ,其中原料甲醇是最主要的生產(chǎn)成本 ,約占甲醛生產(chǎn)總成本的 90%左右。 2020年的甲醇價格為 1200元 /噸 ,2020年不到 1300元 /噸 ,2020年 2100元 /噸 ,2020 年為 2200 元 /噸。 下游需求狀況。 地區(qū)差異。目前來看 ,河北、山東等地的甲醛價格比較低 ,出廠價在1100~1200 無左右的水平 ,而福建、廣西、四川、重 慶等地 ,甲醛價格相對較高 ,出廠價在 1350~1500 元左右的水平。其 30%~40%的水溶液為福爾馬林液 ,此溶液沸點為 19℃。甲醛易聚合成多聚甲醛 ,其受熱易發(fā)生解聚作用 ,并在 室溫下可緩慢釋放甲醛。在此只介紹幾種重要的化學反應。 2)在乙炔酮、乙炔銀和乙炔汞催化劑存在下 ,單取代乙炔化合物與甲醛加成生成炔屬醇 (Reppe 反應 )。 3)在堿性溶液中 ,甲醛和氰化氫反應生成氰基甲醇?？s合反應是甲醛最重要的化學反應。 60%濃甲醛溶液在室溫下長期放置就能自動聚合成三分子的環(huán)狀聚合物。 HOCH3CHO 它能進一步快速與甲醛縮 合生成碳水化合物 ,俗稱 Formose 反應。在 RhClPh3P 和叔胺催化體系的作用下 ,在 120℃ 3~12Mpa 的條件下甲醛與合成氣反應生成販丙糖、戊糖和己糖。生成多羥基苯酚 ,生成多羥基苯酚受熱后 ,可進一步縮合脫水 ,生成酚醛樹脂。甲醛和氨在 20~30℃條件下縮合生成六亞甲基四胺 ,俗稱烏洛托品。 300℃ HCHO→ CO+H2 (4)氧化還原反應 甲醛極易氧化成甲酸、進而氧化為 CO2 和 H2O O2 O2 HCHO→ HCOOH→ CO2+H2O (5)羰基化反應 在鈷或銠催劑作用下 ,于 110℃ 和 1315Mpa 條件下 ,甲醛與合成氣(H2/CO13) 能進行羥基化反應生成乙醇醛 ,進一步加氫可以生成乙二醇 ,該反應也稱甲醛氫甲?；磻?。 產(chǎn)品用途 甲醛屬于用途廣泛、生產(chǎn)工藝簡單、原料供應充足的大眾化工產(chǎn)品 ,是甲醇下游產(chǎn)品中的主干 ,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、氨基樹酯及烏洛托產(chǎn)品。甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等許多有機液體無限互溶 ,但不能與 脂肪烴類化合物相互溶 ,甲醇蒸氣和空氣能形成爆