甲醛生产技术现状及其发展制约因素分析

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1、甲醛生产技术现状及其发展制约因素分析甲醛是一种多用途的基本有机化工原料，可用于生产脲醛、酚醛、丁二醇、季戊四醇、多聚甲醛等多种有机化工产品。目前我国是世界上最大的甲醛生产国，也是最大的甲醛消费国。与国际先进技术相比，我国无论是在生产，还是下游产品研发方面均存在较大差距。1  、甲醛生产技术现状1.1  甲醛主要生产工艺    目前，甲醛主要生产工艺有银[wiki]催化剂[/wiki]法、铁催化剂法两种。1.1.1  银催化剂法    银法工艺的历史长，以德国BASF公司技术为代表。其优点是工艺成熟，流程较短，投资少，电耗较低，热量可充分利用，单系列生产能力大；缺点是甲醇消

2、耗较高，催化剂寿命较短，产品甲醛溶液中残留的甲醇和甲酸等杂质较多。目前世界甲醛中生产能力约70％的装置采用该生产工艺。    因银的来源不同，该工艺又可分为电解银催化剂（又称为中国银法）和浮石银法；按尾气是否循环，又可分为循环工艺和非循环工艺。同时对甲醛溶液的要求不同和企业自身特点，生产工艺略有差别，最具代表性的工艺有英国ICI、日本MGC和法国煤化学生产工艺。1.1.2  铁催化剂法    采用铁钼法生产工艺，可生产37%～55%的甲醛产品。与银法生产工艺相比，铁钼法可不设甲醇回收塔。由于采用过量空气，每摩尔甲醇蒸气需要13mol的空气，才能保证装置的安全运行，大量的空

3、气，使得装置的所有[wiki]设备[/wiki]和管道与银法相比要大得多。这也是铁钼法工艺的投资比银法高得多的主要原因。对于小规模的生产装置，铁钼法的经济效益不如银法，因此铁钼法适合50kt/a以上的较大型甲醛装置。典型消耗见表1。    铁钼法工艺的优点是甲醇转化率可达95％～99％，甲醇消耗低、催化剂寿命长（达一年以上），副产蒸汽多，产品浓度高（可达55％～58％），产品醇含量低，可直接用于下游产品的生产，杂质较少；缺点是工艺流程较长，投资相对较大，电耗较高。目前世界上采用铁钼法的生产装置约30%。最具代表性的生产工艺是PerstorpFormox工艺和TopsΦe工

4、艺。表2是PerstorpFormox工艺的典型消耗指标。1.2 、 国内甲醛生产技术的改进    与国外甲醛生产装置相比，我国的主要差距在于：总体生产规模偏小，产品单耗高；工艺流程不合理，甲醛收率低；吸收塔操作状况差，甲醛损失大；催化剂制作粗糙，使用寿命短等。近几年国内一些较大型的甲醛企业围绕上述问题进行了一系列的技改，取得了明显的效果。1.2.1生产流程优化    国内普遍采用的生产工艺是电解银法，电解银法具有一次性投资低，技术获得容易等特点，国内乙级设计院就能设计，但因技术含量低，产品单耗高，国内甲醛企业甲醇消耗一般在460～520kg/t。为降低消耗，国内生产厂家

5、对传统的生产工艺进行了优化和改进，形成了循环法生产工艺。循环法生产工艺可分为尾气循环法和甲醇循环法两种工艺。（1）、尾气循环工艺    尾气循环工艺是将尾气总量的40%～50%作为循环气体返回反应器，其作用有二，其一是回收利用反应热，其二因为将接近一半的尾气循环，尾气热值高，可以取消甲醇过热器，减少了排放的尾气量，减轻了尾气处理的负荷，可在一定程度上降低甲醛生产能耗。    循环的尾气可与新鲜空气混合，与甲醇质量比1.8～1.9，在催化剂床层温度为635℃的条件下进行反应，在这样的条件下，甲醇的单程转化率可达到98%左右［4］，从吸收塔出来的产品甲醛含量为50%～53%，

6、甲醇含量为1%～2%。不需要进一步蒸馏。尾气循环法不但可以降低能耗，还可生产较高浓度的甲醛，达到铁钼法的类似效果。因此吸引了国内很多甲醛企业。但尾气循环法并不能解决国内甲醛企业目前所有的问题，该工艺对催化剂的制备和设备制造要求较高，大量的气体循环，相应要增大处理设备的尺寸。因此有些企业改用尾气循环法以后，效果较明显，而有的企业，节能降耗效果不显著，甚至生产成本还有提高，同时高浓度甲醛贮存聚合问题也未解决，有的改为尾气循环法后又改回去。（2）、甲醇循环法    甲醇循环法又叫不完全转化法，具有比较悠久的历史，目前国内采用甲醇循环法的厂家还不多。其特点是控制较低的反应温度，以

7、减少副反应，吸收塔采出的甲醛溶液再经蒸馏脱除大部分未反应的甲醇和水，脱出的原料甲醇和水作为原料回用，所以甲醛浓度高，而甲醇单耗低。但需要增加一套精馏装置，投资较高，操作较复杂。盘锦辽河油田研制出新的甲醇循环法则可不需另外增设精馏塔，而利用反应热和甲醛溶解热达到在吸收塔内脱醇脱水的目的。利用该技术对辽河油田的10kt/a甲醛装置进行技术改造并取得了成功。该装置的甲醇蒸发器采用复合式蒸发器，新蒸发器的阻力较小。采用该工艺后，单位产品甲醇单耗及公用工程消耗均有较大幅度的降低。表3是甲醇循环新工艺与传统工艺的对比表。1.2.2  、提