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铁钼法甲醛基本原理及主要技术

      铁钼法甲醛反应原理铁钼法甲醛主要发生主反应和副反应。 其中副反应3、4对主反应生成甲醛的收率有一定影响。CO2的生成主要发生在催化剂层中,是平行反应的产物;而CO和甲酸主要是脱离催化剂层后生成的,是甲醛深度氧化的连串反应产物。对CO2的抑制,尚无有效防止方法;但对脱离催化剂层后深度氧化的连串副反应,则可以通过让反应物急速冷却的方法加以控制。对于甲醇氧化制甲醛的反应,若单独以氧化钼作催化剂,反应选择性好,但转化率太低,只有Fe-Mo氧化物以适当比例制成的催化剂才能取得满意的效果。
      铁钼法甲醛主要技术反应温度 铁钼催化剂导热性能差,不耐高温,必须严格控制反应温度。工艺上要求操作温度比催化剂允许的最大使用温度(即制备时焙烧温度)低20~40℃,即在380℃以下操作。温度超过480℃时,催化剂活性被破坏。甲醇进料浓度对氧化温度的影响很敏感,甲醇浓度绝对值增加0.1%,反应热点温度大约升高5℃,因此要保持原料气中甲醇浓度恒定。温度较低时,甲醇的转化率较低,甲醛的收率也不高,随着温度的增加,二者均提高。在300~360℃之间,甲醛单程收率可达90%左右,但温度太高,CO收率上升,而甲醛单程收率下降,所以选择反应温度在350℃左右。
甲醛成套设备
      铁钼法甲醛原料配比技术 在一定浓度范围内(3%~8%),甲醇在空气混合气中的配比对甲醛和CO收率无显著影响,但甲醇操作浓度太低,生产能力受限制。工业上通常采用在甲醇和空气混合物爆炸区下限浓度的最高值下进行安全生产,即原料中甲醇的操作浓度一般应在6%(体积)左右。氧化反应具有高空速、放热大的特点,若采用流化床反应器,可提高甲醇操作浓度,使生产能力大幅度增加接触时间 接触时间对产物分布的影响十分明显,如果接触时间太短,则转化率太低;随着接触时间的延长,甲醇转化率提高,甲醛收率也提高,但是副产物CO和甲酸的收率也提高,所以操作中选择不能太长的接触时间[3]。即在铁-钼催化剂上用过量空气氧化甲醇,适宜于在高空速条件下进行,
      铁钼法甲醛的技术流程铁钼催化甲醇空气氧化法生产甲醇的工艺流程如图1所示。甲醇与空气及循环尾气通过气化器1气化加热后进入列管式固定床反应器2。在催化剂作用下发生氧化反应,反应温度控制在300~360℃。反应气体离开反应器后经冷却器4迅速冷却,以避免副反应发生。冷却器用水冷却反应气体,产生蒸汽供气化器用。在反应器中甲醇氧化产生的热量由管间传热介质带走,至废热锅炉产生2MPa蒸汽。传热介质利用热虹吸作用自然循环,既回收热量、经冷却后的反应气体进入吸收塔5,气体中甲醇被逆流而下的工艺水吸收。通过调节喷淋水量,可得到60%以下任何浓度的甲醛水溶液。吸收过程的热量和反应气体余热被吸收塔内的冷却系统带走。本法所得到的甲醛溶液通常只含0.02%以下的甲酸,无需再处理即可作为商品。吸收塔顶的未冷凝气体小部分放空,其余循环回到反应原料气中,以提高产品回收率。