年产2.5万吨甲醛生产工艺设计本科学位论文.doc

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1、中国矿业大学银川学院毕业设计（论文）中国矿业大学银川学院本科毕业设计（2015届）题目年产2.5万吨甲醛生产工艺设计系别化学工程系专业煤化工年级11级2班学生姓名魏杰指导教师张霞年月日-35-中国矿业大学银川学院毕业设计（论文）摘要本设计为年产2.5万吨37%甲醛水溶液的生产工艺设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置安全生产与“三废”治理作了相关讨论。　　关键词:甲醛:甲醇:氧化:工艺:电解银:-35-中国矿业大

2、学银川学院毕业设计（论文）前言　　甲醛是重要的有机化工基础原料，是甲醇最重要的衍生物产品之一，甲醛的用途十分广泛，主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等，也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。目前甲酴的生产均采用甲醇为原料，银催化剂，经空气氧化得到，其浓度为37%左右，其余为水，含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林，是常用的杀菌剂和防腐剂。　　甲醛是脂肪族中的最简单的醛，化学性质十分活泼。甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。1868年，A.M.

3、Hoffmann使用铂催化剂，用空气氧化甲醇合成了甲醛，并且确定了它的化学特性。1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。1910年，由于酚醛树脂的开发成功，使甲醛工业得到了迅猛的发展。　　随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究，其生产工艺的日渐完善，对甲醛生产设备的要求也在不断提高。工业甲醛生产典型的有机合成工艺，在我国已有近五十年的历史。我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步，其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先

4、进水平。　　从我国甲醛的生产现状看，结合毕业实习的相关内容，此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。在整个设计过程中，按照设计任务书的要求，对年产2.5万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算，对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算。由于本人能力有限，加上时间较为仓促，在整个设计中难免有错误和不足之处，敬请各位老师批评指正。　　-35-中国矿业大学银川学院毕业设计（论文）目录第一章甲醛生产简介-5-1.1甲醛的性质和用途-5-1.1.1产品说明-5-1.1.2产品性质：-5-1.2产品用途-7-1.3甲

5、醛的生产工艺简介-7-1.3.1目前，国内外由甲甲醇生产甲醛主要有以下几种方法：-7-1.4甲醛主要生产工艺的比较与选择-8-1.4.1生产工艺比较-8-1.4.2银催化法生产甲醛-9-第二章物料衡算-11-2.1主要工艺指标-11-2.2甲醛、甲醇物料衡算-12-2.2.1产品产量及其组成-13-2.2.2原料投入量-14-2.2.3尾气中各组分含量的计算-14-2.2.4校核-15-2.2.5主要设备物料衡算-16-第三章热量衡算-20-3.1物性参数及计算公式-20-3.2主要设备热量衡算-20-第四章主要非定型设备

6、的计算及选型-26-4.1蒸发器-26-4.2过热阻火器-27-4.3氧化炉-28-4.3.1废热段-28-4.3.2急冷段-28-4.4一塔一冷-29--35-中国矿业大学银川学院毕业设计（论文）4.5一塔二冷-30-4.6二塔一冷-30-第五章“三废”处理-31-5.1废气处理-31-5.2废水处理-32-5.3噪声防治-32--35-中国矿业大学银川学院毕业设计（论文）第一章甲醛生产简介1.1甲醛的性质和用途1.1.1产品说明产品名称：甲醛化学分子式：HCHO分子量：30.031.1.2产品性质：a物理性质：甲醛又称

7、蚁醛，是无色有强烈刺激性气味的气体，对空气的比重为1.06，略重于空气，易溶于水、醇和醚，甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。其30%~40%的水溶液为福尔马林液，此溶液沸点为19℃。故在室温时极易挥发，随着温度的上升挥发速度加快。甲醛易聚合成多聚甲醛，其受热易发生解聚作用，并在室温下可缓慢释放甲醛。表1-2甲醛的物理性质计量单位:见表项目数值密度(g/cm3)-80℃0.9151-20℃0.8153沸点(101.3kPa)/℃-19熔点℃-118汽化热(19℃)/(kj/mol)23生成热(25℃)/(kj/mol

8、)-116标准自由能(25℃)/(kj/mol)-109.7比热容J/(mol.k)35.2熵J/(mol.k)218.6燃烧热(kj/mol)561～569临界温度℃137.2～141.2-35-中国矿业大学银川学院毕业设计（论文）临界压力Mpa6.81～6.66空气中爆炸极限%7.0～73着火点℃