申请/专利权人：江苏道尔顿石化科技有限公司

申请日：2018-08-01

公开（公告）日：2018-10-23

公开（公告）号：CN108689817A

主分类号：C07C45/38(2006.01)I

分类号：C07C45/38(2006.01)I;C07C47/052(2006.01)I;C08G12/12(2006.01)I

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2018.11.16#实质审查的生效;2018.10.23#公开

摘要：一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置，包括甲醇蒸发器、甲醇氧化器和吸收塔，新鲜空气与甲醇蒸汽在甲醇蒸发器中混合后在甲醇氧化器中生成甲醛；甲醛蒸汽经甲醇蒸发器进入吸收塔，在吸收塔中甲醛蒸汽液化从塔底采出得到液态甲醛产品；在吸收塔中投加尿素和碱溶液与甲醛反应可得脲醛预缩液UFC。本发明消耗指标良好，甲醇单耗为0.422t‑0.426t；副产蒸汽规格高，最高可得到22bar 0.75tt，氧化温度控制在245‑380℃，氧化器设备设计寿命可达20年以上，整个装置设计寿命不低于35年。可灵活生产37％‑55％浓度的甲醛产品，若需要生产UFC脲醛预缩液，只需在按照比例加入碱液即可，为进一步增加工艺水的吸收效率，可向体系中注入氢氧化钠溶液来去除副产的甲酸。

主权项：1.一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置，其特征在于，包括甲醇蒸发器、甲醇氧化器和吸收塔，所述甲醇蒸发器的输入端设置有甲醇进料口和空气进料口，输出端与甲醇氧化器的输入端连接，甲醇与空气的混合气体在甲醇氧化器中反应后生成的甲醛经甲醇蒸发器和板式换热器进入吸收塔，所述吸收塔上设置有尿素进料口和碱液进料口。

全文数据：一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置和方法技术领域[0001]本发明属于石油化工技术领域，具体为一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置和方法。背景技术[0002]目前，我国工业甲醛生产一种是采用银催化剂的“银法甲醛”，另一种是采用铁钼催化剂的“铁钼法甲醛”，银法甲醛的优势在于投资小，电耗低，在小规模装置中更具有优势低于5万吨年），甲醛产品酸含量低，适用作气相法乌洛托品的原料。但其甲醇单耗高一般为0.445tt，单套产能有限不超过12万吨年）。铁钼法甲醛相比较银法甲醛，其优势在于：甲醇单耗低不高于〇.43tt，产品浓度灵活可调通过调节工艺水进料量，调整填料种类），可得到不同浓度37%-55%的甲醛溶液，加入尿素直接可获得脲醛预缩液。缺点在于一次性投资大，电耗高。[0003]铁钼法甲醛工艺具有甲醇转化率高、装置寿命长银法甲醛的氧化器更换时间为3-5年，整个装置寿命12年左右，而铁钼法甲醛装置寿命可达30年甚至以上，规范操作下全周期内不需要更换新的氧化器）、催化剂使用周期长，一般为8个月-1年，故可以长期稳定的生产高浓度甲醛、反应条件温和等诸多优势，在甲醛装置日益大型化的今天受到了越来越多的关注。但铁钼法甲醛装置在现阶段中存在国产工艺技术不稳定、投资偏高、核心催化剂多由国外掌控等缺点和不足。发明内容[0004]为解决现有技术存在的铁钼法甲醛装置技术不稳定的缺陷，本发明提供一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置和方法。[0005]一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置，包括甲醇蒸发器、甲醇氧化器和吸收塔，所述甲醇蒸发器的输入端设置有甲醇进料口和空气进料口，输出端与甲醇氧化器的输入端连接，甲醇与空气的混合气体在甲醇氧化器中反应后生成的甲醛经甲醇蒸发器和板式换热器进入吸收塔，所述吸收塔上设置有尿素进料口和碱液进料口。[0006]甲醇氧化器上设置有导热油冷凝器。氧化反应生成甲醛，该过程中释放大量的热，通过导热油冷凝器的导热油系统控制反应温度。[0007]进一步的，在吸收塔的顶部、中部均设置有碱液进料口，尿素进料口设置在吸收塔中部。[0008]进一步的，甲醇氧化器中的铁钼催化剂为圆柱形结构。铁钼催化剂为圆柱形结构，确保使用寿命可达8_10个月，使用周期内催化剂不易粉化，延长了装置的连续运行周期。[0009]—种生产甲醛联产UFC的方法，包括以下步骤：[0010]A.甲醇进料:原料甲醇经过滤后进入甲醇蒸发器；[0011]B.空气进料:新鲜空气经过滤加压后进入甲醇蒸发器；[0012]C.物料混合:新鲜空气以及循环空气与甲醇蒸汽在甲醇蒸发器中混合；[0013]D.氧化反应:在铁钼催化剂的作用下混合气体在甲醇氧化器中发生氧化反应生成甲醛；[0014]E吸收:反应生成的甲醛经甲醇蒸发器和板式换热器进入吸收塔，向吸收塔塔顶加入工艺水，经过循环水换热，降低混合气体温度，液化并吸收甲醛蒸汽；[0015]FUFC溶液的配制（可选，非必须）：向尿素进料口和碱液进料口加入尿素与碱液，尿素和甲醛溶液在吸收塔中反应，得到脲醛预缩液UFC，碱液的作用在于调节体系PH值。[0016]G尾气处理步骤，部分尾气通过吸收塔塔顶进入尾气预热器预热后、在尾气反应器中发生催化转化反应，随后通过尾气压缩机进入尾气蒸发器，在蒸发器中锅炉水作为换热介质，产出的蒸汽外供用户，尾气重新循环进入系统中参加反应。[0017]进一步的，所述步骤B中新鲜空气过滤后经过空气压缩机和循环压缩机加压后进入甲醇蒸发器，空气压缩机的出口压力为0.3-0.6bar，循环压缩机的出口压力为0.8-1.2bar〇[0018]进一步的，所述步骤C中新鲜空气与甲醇蒸汽的混合发生在甲醇蒸发器壳程中，甲醇蒸发器进口氧气含量控制在8•%。[0019]优选的，所述步骤D中氧化反应压力控制在0.5-1.Obar，反应温度控制在245-380。：，甲醇氧化器出口甲醇含量控制在〇•1卜〇.25wt%，甲醛含量控制在8•25-9•8wt%。[0020]进一步的，尾气处理步骤中尾气预热器进口一氧化碳含量：1.2-1.8wt%，氧气含量5.2-6.8wt%，甲醛含量小于0•lwt%，二氧化碳含量为0%，处理后尾气发生器出口：氧气含量:2.5-4.Owt%，一氧化碳含量小于0.，甲醛含量小于0.lwt%，二氧化碳含量：2.8-3.8wt%〇[0021]有益效果：[0022]1、本发明消耗指标良好，甲醇单耗为0.422t-0.426t;副产蒸汽规格高，最高可得到22bar0•75tt，氧化温度控制在245-38TC，氧化器设备设计寿命可达20年以上，整个装置设计寿命不低于35年。[0023]2、通过调节加入工艺水的比例以及调整吸收塔填料型号，本发明可灵活生产37%-55%浓度的甲醛产品，若需要生产UFC脲醛预缩液UFC50-UFC85，只需在按照比例加入碱液即可，为进一步增加工艺水的吸收效率，可向体系中注入氢氧化钠碱液来去除副产的甲酸。[0024]3、本发明的甲醇氧化器中的铁钼催化剂为圆柱形结构，铁钼催化剂为圆柱形结构，确保使用寿命可达S-10个月，使用周期内催化剂不易粉化，延长了装置的连续运行周期。附图说明[0025]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：[0026]图1是本发明的结构示意图；[0027]其中，1，导热油冷凝器;2，甲醇氧化器;3，板式换热器;4，甲醇蒸发器;5，冷却器；6,吸收塔;7,产品泵;S，产品冷却栗;9,尾气蒸发器;1〇,尾气反应器;U，尾气预热器;丨2，空气压缩机和13,循环压缩机。具体实施方式[0028]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。[0029]实施例i[0030]如图1所示，一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置，包括甲醇蒸发器4、甲醇氧化器2和吸收塔6，甲醇蒸发器4的输入端设置有甲醇进料口和空气进料口，输出端与甲醇氧化器2的输入端连接，甲醇与空气的混合气体在甲醇氧化器2中反应后生成的甲醛经甲醇蒸发器2和板式换热器3进入吸收塔6，吸收塔6上设置有尿素进料口和碱液进料口。甲醇氧化器2上设置有导热油冷凝器1。在吸收塔6的顶部、中部均设置有碱液进料口，尿素进料口设置在吸收塔6中部。甲醇氧化器2中的铁钼催化剂为圆柱形结构。[0031]采用上述装置生产甲醛联产UFC的方法，包括以下步骤：[0032]A.甲醇进料:原料甲醇经过滤后进入甲醇蒸发器4;[0033]B.空气进料:新鲜空气经过滤加压后进入甲醇蒸发器4;新鲜空气过滤后经过空气压缩机12和循环压缩机13加压后进入甲醇蒸发器4,空气压缩机12的出口压力为0.3-0•6bar，循环压缩机13的出口压力为0•8-1.2bar;[0034]C.物料混合:新鲜空气以及循环空气与甲醇蒸汽在甲醇蒸发器4中混合;新鲜空气与甲醇蒸汽的混合发生在甲醇蒸发器4壳程中，甲醇蒸发器进口氧气含量控制在9.5-llwt%，导热油流经管程，汽化的导热油通过锅炉水换热，生成的蒸汽输出至用户，导热油循环利用;通过导热油系统控制反应温度在265-3800°C，反应压力控制在0.8-lbar。导热油汽化后循环进入导热油冷凝器1，利用锅炉水移走反应热，导热油蒸汽遇冷液化，甲醛气体从甲醇氧化器2底部进入甲醇蒸发器4冷却得到甲醛气液混合物。[0035]D.氧化反应:在铁钼催化剂的作用下混合气体在甲醇氧化器2中发生氧化反应生成甲醛;氧化反应压力控制在0.5-1.^1"，反应温度控制在245-380°〇，甲醇氧化器出口甲醇含量控制在〇•11-0.25wt%，甲醛含量控制在8•25-9.8wt%;[0036]E吸收:反应生成的甲醛经甲醇蒸发器4和板式换热器3进入吸收塔6,向吸收塔6塔顶加入工艺水，经循环水和冷却器5换热，降低混合气体温度，液化并吸收甲醛蒸汽;在吸收塔6上部，利用循环水对甲醛空气气液相降温，使甲醛蒸汽液化成气体，利用工艺水吸收甲醛液体，按照浓度需求配制成相应甲醛水溶液，从塔釜得到甲醛溶液，吸收后的尾气一部分进循环压缩机，另一部分进入尾气预热11和尾气反应器10进行催化转化反应，两者气量比例由调节阀控制，控制塔顶工艺水的进料量为85-95kgh，注入氢氧化钠溶液中和副产物甲酸，一般氢氧化钠浓度控制在7-12%，甲醛气液混合物以及尾气一同进入吸收塔中部，经过填料段连续的气液分离，开启循环水泵对甲醛气液混合相进一步冷却，使气态甲醛液化，让工艺水和甲醛充分吸收，液体甲醛产品通过塔釜产品泵7输出经产品冷却泵8连续冷却后输送产品罐中，而吸收后的气相组分从吸收塔6塔顶出。[0037]F气处理:部分尾气由吸收塔6塔顶进入尾气预热器11进行预热后、在尾气反应器10中发生催化转化反应，随后通过尾气压缩机进入尾气蒸发器9,在蒸发器中锅炉水作为换热介质，产出的蒸汽外供用户，尾气重新循环进入系统中参加反应。尾气预热器11进口一氧化碳含量：1•2-1•8wt%，氧气含量5.2-6•8wt%，甲醛含量小于0.lwt%，二氧化碳含量为0%，处理后尾气发生器出口：氧气含量:2•5-4•Owt%，一氧化碳含量小于0.5wt%，甲醛含量小于0.lwt%，二氧化碳含量:2.8-3.8wt%。[0038]本实施例得到55%浓度的铁钼法甲醛。[0039]实施例2:本实施例生产37_55%浓度的甲醛溶液和85浓度UFC脲醛预缩液联产。[0040]本实施例与实施例1的区别之处在于，按照比例向吸收塔中投入尿素和碱液的混合物，尿素和甲醛溶液在吸收塔中发生反应生成UFC脲醛预缩液。通过尿素进料口和碱液进料口加入尿素与碱液，尿素和甲醛溶液在吸收塔中反应，得到脲醛预缩液UFC，碱液的作用在于调节体系PH值。[0041]本发明提供得的铁钼法甲醛联产UFC工艺装置，具有甲醇原料转化率高，产出蒸汽规格高，消耗低、催化剂使用寿命长、反应条件温和、可满足生产不同浓度甲醛溶液（37-55%，也可直接获得UFC脲醛预缩液。可以作为替代国外同类装置的技术推广应用。[0042]最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置，其特征在于，包括甲醇蒸发器、甲醇氧化器和吸收塔，所述甲醇蒸发器的输入端设置有甲醇进料口和空气进料口，输出端与甲醇氧化器的输入端连接，甲醇与空气的混合气体在甲醇氧化器中反应后生成的甲醛经甲醇蒸发器和板式换热器进入吸收塔，所述吸收塔上设置有尿素进料口和喊液进料口。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述甲醇氧化器上设置有导热油冷?规器。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在吸收塔的顶部、中部均设置有碱液进料口，尿素进料口设置在吸收塔中部。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，甲醇氧化器中的铁钼催化剂为圆柱形结构。5.—种采用权利要求1所述的装置生产甲醛联产UFC的方法，其特征在于，包括以下步骤：A.甲醇进料:原料甲醇经过滤后进入甲醇蒸发器；B.空气进料:新鲜空气经过滤加压后进入甲醇蒸发器；C.物料混合:新鲜空气以及循环空气与甲醇蒸汽在甲醇蒸发器中混合；D.氧化反应:在铁钼催化剂的作用下混合气体在甲醇氧化器中发生氧化反应生成甲醛；E吸收:反应生成的甲醛经甲醇蒸发器和板式换热器进入吸收塔，向吸收塔塔顶加入工艺水，经循环水换热，降低混合气体温度，液化并吸收甲醛蒸汽；F尾气处理步骤，部分尾气由吸收塔塔顶进入尾气预热器预热、在尾气反应器中发生催化转化反应，随后由尾气压缩机进入尾气蒸发器，在蒸发器中锅炉水作为换热介质，产出的蒸汽外供用户，尾气重新循环进入系统中参加反应。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括UFC溶液的配制步骤：向尿素进料口和碱液进料口加入尿素与碱液，尿素和甲醛溶液在吸收塔中反应，得到脲醛预缩液UFC。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤B中新鲜空气过滤后经过空气压缩机和循环压缩机加压后进入甲醇蒸发器，空气压缩机的出口压力为〇.3-0.6bar，循环压缩机的出口压力为〇_8-1.2bar。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤C中新鲜空气与甲醇蒸汽的混合发生在甲醇蒸发器壳程中，甲醇蒸发器进口氧气含量控制在8.7-1lwt%。9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤D中氧化反应压力控制在〇.5一1•Obar，反应温度控制在245_38TC，甲醇氧化器出口甲醇含量控制在0•11-0•25wt%，甲醛含量控制在8•25_9•8wt%。10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，尾气处理步骤中尾气预热器进口一氧化碳含量：1•2-1•8wt%，氧气含量5•2_6•8wt%，甲醛含量小于0•lwt%，二氧化碳含量为〇%，处理后尾气发生器出口：氧气含量:2•5-4•Owt%，一氧化碳含量小于〇•5wt%，甲醛含量小于0.lwt%，二氧化碳含量:2.8-3.8wt%。

百度查询： 江苏道尔顿石化科技有限公司 一种铁钼法生产甲醛联产UFC的装置和方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD