銀法甲醛生產(chǎn)工藝培訓(xùn)講義

1、銀法甲醛生產(chǎn)工藝培訓(xùn)講義本講義主要從銀法生產(chǎn)甲醛方面給初學(xué)者做培訓(xùn)。主要包括甲醇和甲醛的 理化性質(zhì)、生產(chǎn)原理、生產(chǎn)設(shè)備和催化劑幾個(gè)方面，希望對(duì)初學(xué)者有一定的幫助。 一、甲醇和甲醛的理化性質(zhì)1甲醇和甲醛的分子結(jié)構(gòu)式甲醇分子式：CHOH 相對(duì)分子質(zhì)量：32.04分子結(jié)構(gòu)式：HHCOHH甲醛分子式：CHO相對(duì)分子質(zhì)量：30.03分子結(jié)構(gòu)式：OIIHC H2甲醇合成甲醛的化學(xué)反應(yīng)主反應(yīng)：氧化反應(yīng)CH30H + 1/2 O2 ? HCHO + HO脫氫反應(yīng)CH3OH? HCHO + HH + 1/2 O 2 ? H 2O副反應(yīng)：CHOH ? C+HO +HCHOH + O ? CO + 2H2OCHOH

2、 + 3/2 O2 ? CQ + 2H 2OCHOH + H2 ? CH4+HOCHO ? CO + H2CHO + 1/2 O 2 ? HCOOHCHO + H2O ? CH30H + HCOOHCHO + 3/2 H 2 ? CH4+HOHCOOI? CO + H2OCO+ 1/2 O2 ? CO23 甲醛的反應(yīng)機(jī)理三元?dú)怏w（甲醇蒸汽、空氣、水蒸汽）在混合器中均勻混合，經(jīng)阻火過(guò)濾器進(jìn)一步過(guò)濾后送入裝有催化劑有氧化器中， 自上而下的通過(guò)催化劑層，在高溫下 發(fā)生甲醇的氧化和脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體。4甲醇氧化器及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)氧化反應(yīng)器簡(jiǎn)稱(chēng)氧化器，是甲醛生產(chǎn)的主要設(shè)備，氧化器設(shè)計(jì)制作的好 壞，直接影

3、響成品質(zhì)量、原料消耗和氧化器的使用壽命。尾氣循環(huán)法反應(yīng)器甲醛單耗單耗：甲醛生產(chǎn)中的“單耗”是是指每生產(chǎn) 1t37%甲醛水溶液產(chǎn)品所消耗原 料甲醇的重量。單位為Kg（100密醇）/t（37%甲醛），通常用Kg/t來(lái)表示，例如： 435Kg/t ,就表示生產(chǎn)一噸37獅醛溶液消耗了 435Kg100%勺甲醇。氧醇比氧醇比：是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它不僅關(guān)系到甲醛生產(chǎn)反應(yīng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)化 率、選擇性，還是安全的重大問(wèn)題，氧醇比是氧氣與甲醇的摩爾比，用數(shù)學(xué)表達(dá) 式這: 氧醇比：V:V2=0.21 XP1/P2式中：Vi混合氣中氧氣的濃度， （體積分?jǐn)?shù)）V2 混合氣中甲醇的濃度， （體積分?jǐn)?shù)）Pi混合氣中空氣的

4、分壓，PaP2混合氣中甲醇的分壓，Pa二、甲醛生產(chǎn)工藝1銀法生產(chǎn)甲醛尾氣循環(huán)工藝流程及工藝條件工藝流程：三元混合氣凈化后過(guò)入氧化器，在 1.01 xi05Pa和600c左右的 高溫下和銀催化劑接觸。甲醇被氧化為甲醛，并放出大量的熱。生成的產(chǎn)物氣體 迅速通過(guò)氧化器的余熱段，放出的熱與來(lái)自氧化器汽包的軟水交換， 間接產(chǎn)生飽 和水蒸汽進(jìn)入蒸汽分配器供生產(chǎn)使用，冷卻后的生成產(chǎn)物再經(jīng)氧化器余熱段冷 卻后，進(jìn)入一級(jí)吸收塔進(jìn)生吸收操作銀法甲醛尾氣循環(huán)工藝條件氧化溫度580-650 C氧醇比0.37-0.4水醇比54%-71%氧化器余熱段出口溫度130C氧化器汽包液位30%-60%2銀法生產(chǎn)甲醛單耗指標(biāo)銀法甲

5、醛生產(chǎn)的甲醛單耗，從理論上講如果不計(jì)副反應(yīng)和吸收損耗。甲醛 氧化、脫氫反應(yīng)消耗甲醇量。1Kmol （100密酉I） /1Kmol （100期醛）=32Kg/30Kg=1.067t/t換算37期醛：1.067t/t X 37%=0.395 t/t在實(shí)際生產(chǎn)中，由于C C多副反應(yīng)消耗甲醇，尾氣帶出甲醇、甲醛及未能轉(zhuǎn)化甲醇等，合計(jì)要多消耗甲醇35-55Kg/t。因此實(shí)際甲醇消耗為430-450 Kg/t。3空氣凈化甲醛生產(chǎn)原料氣中所用的空氣采用大氣， 大氣中所含的塵埃、SO、NO等均能 污染催化劑，使催化劑有效能降低，使用壽命縮短，因此必須對(duì)空氣進(jìn)行凈化處 理。4甲醇過(guò)濾甲醇在其生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、輸

6、送過(guò)程中，或多或少會(huì)混入鐵繡等固體雜質(zhì)， 這些雜質(zhì)若被帶入蒸發(fā)器進(jìn)而帶入氧化爐將對(duì)催化劑產(chǎn)生污染，使副反應(yīng)增多， 單耗上升，生產(chǎn)周期縮短，因此甲醇必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾險(xiǎn)去夾帶的雜質(zhì)后才能送入蒸 發(fā)器。5銀法甲醛生產(chǎn)工藝影響反應(yīng)溫度的因素銀法甲醛生產(chǎn)工藝影響反應(yīng)溫度的因素有二：氧醇比和水醇比。降低蒸發(fā)溫度或提高蒸發(fā)器入口空氣壓力 （空氣流量），是提高氧醇比，則催 化反應(yīng)中放熱的氧化反應(yīng)相對(duì)增多，吸熱的脫氫反應(yīng)相對(duì)減少，使催化劑層溫度 上升，反之亦然；提高水醇比，也就是提高了水蒸氣的相對(duì)加入量， 這會(huì)帶走更 多的反應(yīng)熱，使催化劑層溫度下降，反之亦然。6銀法甲醛生產(chǎn)中“停留時(shí)間”和“空間速度”對(duì)反應(yīng)的影響“

7、停留時(shí)間”和“空間速度”與所選用的催化劑種類(lèi)、粒徑、層厚和鼓風(fēng)機(jī) 等設(shè)備功能以及裝置負(fù)荷、系統(tǒng)阻力等因素有關(guān)?！巴Ａ魰r(shí)間”和“空間速度”呈倒數(shù)關(guān)系，如果空間速度太大，也就是停留時(shí)間太短，則原料氣在催化劑床層中來(lái)不及完全反應(yīng)就通過(guò)， 致使轉(zhuǎn)化率降低。反之，如果空間速度太小，則根據(jù)吸附理論，氣體不易克服外擴(kuò)散等阻力，使原 料氣到達(dá)催化劑表面的幾率減小，轉(zhuǎn)化率也下降。又由于空速小則停留時(shí)間長(zhǎng)， 反應(yīng)后生成的產(chǎn)物不能及時(shí)離開(kāi)催化劑床層， 就會(huì)造成副反應(yīng)增加，亦使產(chǎn)率下 降。7甲醛溶液的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目指標(biāo)50%a44%a37W優(yōu)等品合格品優(yōu)等品合格品優(yōu)等品合格品密度，p 20 (g/cm3)1.147 1.1

8、521.125 1.1351.0751.114甲醛，w/%49.7 50.549.0 50.543.5 44.442.5 44.437.0 37.436.5 37.4酸(以 HCOOH) , w/%0.050.070.020.050.020.05色度,Hazen （鉗鉆號(hào)1015101510一鐵,w/%0.00010.00100.00010.00100.00010.0005甲醇，w/%1.5供需雙方協(xié)商2.0供需雙方協(xié)商供需雙方協(xié)商8成品甲醛濃度下降的原因甲醛濃度下降主要原因有：吸收塔頂加水量過(guò)多；配料蒸汽量過(guò)多；二塔稀醛采出過(guò)多；反應(yīng)溫度低；催化劑受污染轉(zhuǎn)化率低；氧化器廢熱鍋爐列管泄露;循環(huán)

9、冷卻器泄露發(fā)現(xiàn)甲醛濃度下降，首先減少塔頂加水量。立即尋找原因，及時(shí)調(diào)整吸收塔 頂加水量、配料蒸汽量、反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)，同時(shí)提高一些氧溫，觀察轉(zhuǎn)化率。 如果仍不見(jiàn)好轉(zhuǎn)，停車(chē)進(jìn)一步檢查，或更換催化劑。成品甲醛中甲醇含量高的原因開(kāi)車(chē)初期甲醛中甲醇含量會(huì)偏高，但隨著工藝參數(shù)的調(diào)整，成品甲醛中甲醇含量會(huì)降下來(lái)，如果醇含量降不下來(lái)，對(duì)消耗影響較大。影響甲醇含量升高的主 要原因有：反應(yīng)溫度偏低，沒(méi)有達(dá)到催化劑的活性溫度；氧醇比、配料濃度偏低；原料甲醇質(zhì)量差，轉(zhuǎn)化率低；空氣受硫等有害氣體的污染，蒸汽帶鐵銹，催化劑失去活性。處理方法：提高氧溫；調(diào)整氧醇比和配料濃度；更換優(yōu)質(zhì)甲醇；將空氣吸入口引至上風(fēng)口，清理周

10、圍有害物質(zhì)，增設(shè)空氣、蒸汽及混合氣 的過(guò)濾裝置，確?；旌蠚飧蓛簟３善芳兹┲兴岫壬叩脑蛩岫雀呤怯捎诖呋瘎勇┭?，甲醛氣在高溫下反應(yīng)所生成的。甲醋酸度升高的主要原因有：電解銀鋪裝厚薄不均勻、不平整、邊緣不嚴(yán)實(shí)或者電解銀粒度搭配不合適， 會(huì)造成氣體分布不均，發(fā)生局部過(guò)熱反應(yīng)；催化劑支撐銅網(wǎng)受氣流沖擊，催化劑層產(chǎn)生裂縫，或者與管板距離偏高，高溫氣不能及時(shí)冷卻，而發(fā)生深度氧化反應(yīng)；混合氣帶液滴，造成催化劑受潮；氧溫過(guò)低，銀粒之間不能緊密結(jié)合，造成漏氧；吸收溫度過(guò)高，甲醛繼續(xù)氧化生成甲酸；甲醇質(zhì)量差，催化劑受污染，會(huì)加速副反應(yīng)生成。處理方法：發(fā)現(xiàn)酸度偏高，提高氧溫、降風(fēng)量、調(diào)整配比，或者更換優(yōu)質(zhì)催化劑

11、甲醇，提高過(guò)熱溫度，若仍無(wú)好轉(zhuǎn)只得停車(chē)更換催化劑。預(yù)防措施：認(rèn)真鋪裝電解銀。粒度搭配合適，邊緣一定要填實(shí)，確保催化劑層平整，氣體分布均勻；使用粗銅網(wǎng)襯底，縮短銀層與管板距離，使銀層不受氣流影響而變形；增設(shè)原料氣凈化裝置，使催化劑不受污染，減少副反應(yīng)生成；配料蒸汽系統(tǒng)改用不銹鋼材質(zhì)；盡量縮短過(guò)熱器與氧化器之間的距離，各設(shè)備、管線最低處設(shè)排污點(diǎn)。甲醛生產(chǎn)系統(tǒng)阻力驟升的原因甲醛生產(chǎn)系統(tǒng)阻力驟升主要原因有：催化劑發(fā)生超溫，電解銀燒結(jié)熔融，或者使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，催化劑阻力上升；混合過(guò)濾器太臟會(huì)增加系統(tǒng)阻力；在生產(chǎn)操作過(guò)程中，蒸發(fā)器、吸收塔液面過(guò)高系統(tǒng)阻力會(huì)上升；氧化器列管積炭，甲醛聚合物堵塞會(huì)增加阻力。處理

12、方法：首先要逐段測(cè)量各設(shè)備的阻力，尋找阻力上升的部位，然后分別采取措施。如查操作引起的阻力上升，則要嚴(yán)格控制好蒸發(fā)器、吸收塔的液面，控制好氧化器出口溫度，防止甲醛聚合。如果催化劑層阻力增大，或者混合過(guò)慮 阻力增大，則只能停車(chē)清洗，更換濾芯和催化劑。9根據(jù)銀法甲醛生產(chǎn)尾氣中各種氣體的含量判斷甲醛生產(chǎn)甲醛生產(chǎn)的尾氣中含有 CO C CH、H、N、Q,其中CO CG CH是副反 應(yīng)產(chǎn)物，含量越高則甲醇單耗越高、 CO含量偏高（1%的原因主要是反應(yīng)器 花板與廢熱鍋爐管板距離太大，或催化劑床層鋪裝太厚，使生成的甲醛不通被急 速冷卻發(fā)生了熱分解，生成了 C5口 H; CO含量偏高（ 4%的原因主要是反應(yīng)

13、溫度過(guò)高，氧醇比過(guò)高，甲醇燃煉燒生成了 CO和HO CH含量偏高（ 0.5%） 的原因主要是反應(yīng)溫度過(guò)高，甲醇加氫生成了 CH和HO; O2含量偏高（0.5%） 的原因主要是催化劑床層產(chǎn)生了裂縫或催化劑失活；H2的含量一般為18%-21%H的含量過(guò)高說(shuō)明了氧醇比過(guò)低，H2的含量過(guò)低說(shuō)明了氧醇比過(guò)高。尾氣中CO含量偏高的原因CO是甲醇氧化時(shí)生成的副反應(yīng)，反應(yīng)式如下：CHO ? CO + H2CHOH + O2? CO + 2H2OHCOOHCO + H2O從反應(yīng)式中可以看到，CO生成主要原因是甲醛在高溫下發(fā)生熱分解和甲醇氧 化反應(yīng)。一般C*量升高，酸度也會(huì)升高。處理方式：降低氧化溫度，調(diào)整氧醇比

14、，減少 CO勺生成；更換優(yōu)質(zhì)甲醇。預(yù)防方法：盡量縮短催化劑層與管板間的距離，使生成的甲醛氣體迅速冷卻，避免分 解;催化劑鋪裝要均勻、平整，不產(chǎn)生裂縫、溝漏現(xiàn)象。尾氣中CO含量偏高的原因CO也是甲醇氧化時(shí)生成的副產(chǎn)物，反應(yīng)式如下：CHOH + 3/2 O2? CO + 2H 2OCHO + O2 ? CQ + H2O從反應(yīng)式中可以看出CO是由于甲醇、甲醛氧化所生成的。生成原因：反應(yīng)溫度過(guò)高會(huì)形成CO 曾多；氧醇比過(guò)高；催化劑層收縮產(chǎn)生裂縫溝漏現(xiàn)象，使生成甲醛繼續(xù)氧化；催化劑受鐵、硫等污染后，副反應(yīng)增多。預(yù)防方法：加強(qiáng)混合氣的凈化，特別要控制好鐵、硫等有害氣體的污染；縮短與管板間的距離，使生成的高

15、溫甲醛氣立即冷卻，避免繼續(xù)氧化;電解銀鋪裝要均勻，嚴(yán)密；尾氣中Q含量偏高的原因尾氣中Q含量偏高主要原因：氣體分布不均，造成偏流現(xiàn)象配料蒸汽加入過(guò)早，過(guò)多，容易造成局部燃燒；電解銀鋪裝不均，過(guò)緣沒(méi)有填實(shí)，受熱后產(chǎn)生裂縫；反應(yīng)溫度低；催化劑失去活性；氧化器鍋爐列管漏，催化劑受潮。10尾氣中Q含量升高，會(huì)影響成品甲醛中酸度偏高。如果發(fā)現(xiàn) Q含量偏高，開(kāi)車(chē)初期不要急于提量，提高10c氧溫觀察，如果采取一切措施仍未見(jiàn)好轉(zhuǎn)，只 能停車(chē)檢查和更換催化劑。預(yù)防方法：選擇合適的風(fēng)量點(diǎn)火開(kāi)車(chē)。正常生產(chǎn)時(shí)氧溫波動(dòng)要小，盡可能使催化劑受熱均勻，不產(chǎn)生裂縫；認(rèn)真鋪裝催化劑，料度搭配合適；催化劑下層溫度計(jì)要固定牢靠。氧化

16、反應(yīng)溫度聚然升高的原因氧溫驟然上升的主要原因有：空氣量突然增多；配料蒸汽量突然減少；甲醇蒸發(fā)量減少；尾氣量減少或者尾氣中Q含量升高。發(fā)現(xiàn)氧溫上升首先降低空氣量，這是控制氧溫最快、最有效的方法，然后尋找影響氧溫上升的原因：檢查空氣放空閥是否失靈；檢查總蒸汽分配器壓力是否下降；檢查蒸發(fā)溫度、液位、壓力和熱蒸汽壓力，檢查循環(huán)加熱甲醛泵、檢查循環(huán)熱水泵運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；檢查尾氣量和分析尾氣中氧含量。氧化反應(yīng)溫度聚然下降的原因影響氧溫驟然下降的主要原因有:ii空氣放空閥開(kāi)啟過(guò)大，風(fēng)量突然減少；總蒸汽壓力突然上升，配料蒸汽量增多;蒸發(fā)溫度上升；尾氣增多。發(fā)現(xiàn)氧溫下降，立即加大空氣量穩(wěn)定氧溫，也可以減配料蒸汽量

17、、減尾氣量、降蒸發(fā)溫度來(lái)調(diào)節(jié)。生產(chǎn)開(kāi)車(chē)點(diǎn)不著火的原因甲醛開(kāi)車(chē)點(diǎn)不著火主要原因有：點(diǎn)火器功率太小，或者點(diǎn)火器離催化劑面太高；空氣流量太小或過(guò)大；蒸發(fā)溫度過(guò)高；催化劑受潮。處理及預(yù)防措施如下：點(diǎn)火器功率一般為氧化器截面積的20-30kW/心；點(diǎn)火器距催化劑層表面 30-50mm開(kāi)車(chē)點(diǎn)火時(shí)空氣量選擇，以能克服系統(tǒng)阻力為原則。空氣量太小電熱絲 熱量不易傳到電解銀表面，也容易造成“回火”?？諝饬刻鬅崃靠找咨⒎乓?不利，一般風(fēng)量選擇為正常生產(chǎn)時(shí)的1/3左右點(diǎn)火較好?？諝饬看_定好，調(diào)節(jié)蒸發(fā)器溫度，該過(guò)程實(shí)際上選擇點(diǎn)火時(shí)的氧醇比。氧醇比低不容易點(diǎn)著，但太高危險(xiǎn)性大，一般開(kāi)車(chē)時(shí)氧醇比選擇0.25-0.28（摩

18、爾比）。新建裝置由于對(duì)儀表性能不太熟悉，選用 0.25點(diǎn)火比較安全。如 果點(diǎn)不著，則在其他條件穩(wěn)定不變的情況下，逐步提高空氣量，直至點(diǎn)著為12催化劑受潮不太容易點(diǎn)著。因此在尾氣循環(huán)流程中，設(shè)置了 “暖車(chē)”操作順序，其目的將裝置內(nèi)設(shè)備、管線用熱空氣預(yù)熱，確保甲醇不被冷凝，改變 混合氣的組成。對(duì)甲醇、空氣混合蒸發(fā)的傳統(tǒng)工藝，靠過(guò)熱器預(yù)熱了，控制過(guò)熱溫度110120 Co為了確保催化劑不受潮，催化劑裝好后立即開(kāi)車(chē)，開(kāi)車(chē)時(shí)選用二元?dú)猓?醇、空氣）點(diǎn)火。生產(chǎn)中出現(xiàn)“回火”的處理開(kāi)車(chē)點(diǎn)火時(shí)當(dāng)催化劑層上方溫度達(dá)到250C以上時(shí)，說(shuō)明甲醇?xì)庠谘趸?上部燃燒，俗稱(chēng)“回火”?！盎鼗稹笔窍到y(tǒng)阻力大或者風(fēng)量過(guò)小而

19、形成的?，F(xiàn)象：燃燒的原料氣突然從反應(yīng)器回到反應(yīng)器的氣相管道和過(guò)濾器等處， 從反應(yīng)器視鏡觀察可見(jiàn)有藍(lán)色火焰上沖。觀察相關(guān)儀表指示，系統(tǒng)壓力有波 動(dòng)。處理方法：發(fā)生“回火”時(shí)迅速補(bǔ)加配料蒸汽，嚴(yán)重時(shí)立即緊急停車(chē)。銀開(kāi)車(chē)時(shí)催化劑床層“局部燃燒”的處理甲醛開(kāi)車(chē)后催化劑層各溫度偏差較大，觀察催化劑表面部分沒(méi)有亮度，分 析尾氣氧含量偏高，這種現(xiàn)象說(shuō)明催化劑層“局部燃燒”。造成“局部燃燒”的主要原因：點(diǎn)火時(shí)空氣量過(guò)大或過(guò)小，氣體分布不均；甲醇?xì)鈳б簢?yán)重；配料蒸汽加入過(guò)早，或量過(guò)多。發(fā)生“局部燃燒”時(shí)不要急于提量，而把氧溫提到 620-630 C耐心等待。一 般沒(méi)有特殊情況下催化劑層會(huì)逐漸趨于全紅，當(dāng)分析尾氣

20、中Q含量w 0.2%可以13提高。開(kāi)車(chē)時(shí)催化劑床層結(jié)炭的處理結(jié)炭反應(yīng)：甲醇在高溫、缺氧、催化劑活性不高的條件下的裂解反應(yīng)。 結(jié)炭 反應(yīng)的最高強(qiáng)度主要受氧醇比影響，氧醇比越高結(jié)炭反應(yīng)達(dá)到的最高強(qiáng)度越低。 催化劑受結(jié)炭污染的程度一方面與結(jié)炭反應(yīng)強(qiáng)度即氧醇比高低有關(guān)，另一方面 又與升溫速率即在“黑障區(qū)”停留時(shí)間有關(guān)。我們可以采用加入適當(dāng)?shù)目諝饬恳?次性快速通過(guò)“黑障區(qū)”的辦法，達(dá)到控制結(jié)炭污染程度為最小的目的。在銀法甲醛生產(chǎn)升溫過(guò)程中，結(jié)炭反應(yīng)產(chǎn)生的游離炭顆粒會(huì)附著在催化劑顆 料的表面，使催化劑的活性表面積減少，催化劑的效通得不到有效發(fā)揮，表面為 副反應(yīng)增多，尾氣中的Ca CO高，產(chǎn)品中甲醇含量高，

21、導(dǎo)致醇耗居高不下。結(jié)炭反應(yīng)高溫條件溫度區(qū)間應(yīng)在 530-580 C之間，在此溫度區(qū)間時(shí)，結(jié)炭反 應(yīng)所需原料、缺氧、高溫以及催化劑活性及選擇性還較低等條件同時(shí)存在，結(jié)炭反應(yīng)也就在所難免。氧醇比的大小，氧醇比越高即缺氧程度越低，最高強(qiáng)度指數(shù)就越小，催化 劑升溫越慢，結(jié)炭反應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)，生成的結(jié)炭就越多，催化劑受結(jié)炭污染的程 度自然會(huì)越大。結(jié)炭措施：開(kāi)車(chē)升溫通過(guò)黑障區(qū)，可以一次性加入適量空氣，快速提升溫度到 580-620 C之間。這樣即可以做到在黑障區(qū)氧醇比盡可能的高，同時(shí)停留時(shí)間又 盡可能的短。10 降低甲醛生產(chǎn)中的原料甲醇消耗的措施選擇性能良好的催化劑催化劑性能（純度、比表面積、堆積密度、選擇

22、性、活性、機(jī)械強(qiáng)度、執(zhí) 穩(wěn)定性）直接影響產(chǎn)品單耗、產(chǎn)品質(zhì)量、裝置產(chǎn)能。就銀法生產(chǎn)甲醛而言，反14 應(yīng)過(guò)程是氣固相催化反就的過(guò)程，催化劑層很薄，故接觸時(shí)間極短，可視為絕 熱過(guò)程。其反應(yīng)機(jī)理是在一定溫度下，氧分子溶解或吸附在銀表面呈原子態(tài)， 原子態(tài)氧不穩(wěn)定、活性強(qiáng)，使甲醇分子的碳?xì)滏I和碳氧鍵斷裂，在銀表面發(fā)生 氧化和脫氫反應(yīng)，生成甲醛和水。由于受到銀純度、比表面積的影響，其溶氧 和吸附氧氣的能力受到一定限制，在高溫條件下，甲醇容易產(chǎn)生一些副反應(yīng)， 生成C CO HCOOH,造成甲醇單耗高。因些，使用良好的催化劑是降低甲 醇單耗的先決條件。優(yōu)化催化劑床層的設(shè)計(jì)催化劑床層可分為支撐層和反應(yīng)層，電解銀催

23、化甲醇反應(yīng)是一個(gè)極快的過(guò) 程，其反應(yīng)層很薄。在相同的空速下，原料混合氣的停留時(shí)間取決于催化劑的 厚度。如停留時(shí)間過(guò)短，原料氣在催化床層中來(lái)不及完全反就通過(guò)，致使轉(zhuǎn)化 率降低，產(chǎn)品中甲醇含量偏高；反之，如停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，反應(yīng)后生成的產(chǎn)物不 能及時(shí)離開(kāi)催化劑床層，導(dǎo)致高溫條件下副反應(yīng)增加，亦使產(chǎn)率下降。因此， 應(yīng)根據(jù)裝置產(chǎn)能和單耗的要求來(lái)設(shè)計(jì)催化劑鋪裝的厚度、粒徑的搭配等。催化 劑鋪裝要盡可能做到均勻一致，同進(jìn)注意催化劑靠近器壁的地方應(yīng)密實(shí)，保證 反應(yīng)氣在催化床層的停留時(shí)間一致，避免發(fā)生偏流溝流現(xiàn)象，導(dǎo)致反應(yīng)不完全 或副反應(yīng)增加，單耗升高。反應(yīng)器設(shè)計(jì)與催化反應(yīng)相關(guān)的設(shè)備及構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)合理，以防混合氣中

24、夾帶液滴、床層 變形、催化劑開(kāi)裂、發(fā)生結(jié)炭反應(yīng)和邊界損失等。如反應(yīng)器頂蓋應(yīng)設(shè)置保溫伴 溫伴熱裝置，防止混合氣驟冷產(chǎn)生液滴，夾帶液滴的氣體通過(guò)催化劑層時(shí)發(fā)生 結(jié)炭反應(yīng)而影響催化劑活性；支撐網(wǎng)的厚度及與器壁的間隙應(yīng)適宜，不能過(guò)大 過(guò)小，且固定良好；支撐網(wǎng)與管板的距離應(yīng)盡量縮短；邊界層部位宜增大層陰15 或熱阻，防止偏流和由于局部冷卻造成副反應(yīng)增多；支撐板及銅網(wǎng)事先應(yīng)熱處 理，以防變形；反應(yīng)器急冷段急冷效果應(yīng)良好等。原料氣的凈化混合氣中的鐵、硫、鈣、鎂、高級(jí)醇、不飽和炫等對(duì)催化劑均有不良的影 響，因此，應(yīng)盡可能將原料氣予以凈化。根據(jù)雜質(zhì)存在形式不同，可采取以下 措施。過(guò)濾。該方法適用于不溶的顆粒雜質(zhì)

25、，如空氣中的粉塵、設(shè)備管中的鐵 銹等?？筛鶕?jù)介質(zhì)的物化性能、溫度、壓力、阻力、流量、過(guò)濾效率及精度等 要求，選擇合適的濾材。一般情況下分三級(jí)過(guò)濾，地濾精度分別為10師（微米）、5 m、1 師。蒸儲(chǔ)。該方法適用于去除液體中重組分或以離子形式存在的雜質(zhì)，如回 收醇、蒸發(fā)器內(nèi)甲醇的凈化，通過(guò)蒸儲(chǔ)可將甲醇中的水、金屬離子及其它重組 分除去，達(dá)到凈化的目的。去離子處理。采用離子交換樹(shù)脂、反滲透、電滲析等方法處理急冷段用 水，去除大部分Na Ca Mg Cl離子，減少配料蒸汽中離子的夾帶量。洗滌。若空氣中含有揮發(fā)性的硫化物或氯化物的話，單獨(dú)用過(guò)濾的方法 是起不到作用的，由于硫化物或氯化物可溶于水和稀堿，因

26、此用水洗、堿洗的 方法可達(dá)到凈化的目的。開(kāi)車(chē)過(guò)程的優(yōu)化開(kāi)車(chē)階段的工況直接影響催化劑能否有效而充分的發(fā)揮性能，對(duì)降低單耗 關(guān)系甚大。它不僅影響開(kāi)車(chē)初期的單耗，而且關(guān)系到該批催化劑使用的全程效 果。因此，除做好設(shè)備的檢查和開(kāi)車(chē)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作以及催化劑的鋪裝工作 外，應(yīng)盡量縮短點(diǎn)火時(shí)間。點(diǎn)火前應(yīng)采取必要措施避免冷凝液滴落在催化劑床16 層表面上，有條件的話，先測(cè)試混合氣氧醇比，符合安全條件后再點(diǎn)火。過(guò)程控制a、優(yōu)化工藝參數(shù)。影響單耗的主要工藝參數(shù)有反應(yīng)溫度、氧醇比、水醇 比、空速、塔溫等，可通過(guò)測(cè)試產(chǎn)品中甲醇含量、酸含量及尾氣中碳化物、氧 氣、氫氣、氮?dú)?、甲醛、甲醇的含量?lái)進(jìn)行調(diào)整。其中氧醇比、水

27、醇比的控制 尤為關(guān)鍵，受催化劑的鋪裝、開(kāi)工過(guò)程的影響，氧醇比、水醇比不是一成不變 的，不同批次不同周期的催化劑均有一個(gè)最佳值。因此，根據(jù)相關(guān)指標(biāo)及時(shí)調(diào) 節(jié)工藝參數(shù)對(duì)降低單耗至關(guān)重要。b、穩(wěn)定操作。外界環(huán)境的變化（如空氣溫度、晝夜溫差等）及系統(tǒng)內(nèi)部 的變化（如系統(tǒng)阻力、蒸汽壓力、循環(huán)冷卻水溫度、蒸發(fā)器內(nèi)甲醇變化等）導(dǎo) 致氧醇比、水醇比發(fā)生變化，因此，必須通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)有效按制好相關(guān)參 數(shù)，減少人為的因素干擾，為甲醛生產(chǎn)工藝過(guò)程的正常、安全、高效運(yùn)行創(chuàng)造 良好的條件。c、減少開(kāi)停車(chē)次數(shù)。減少開(kāi)停車(chē)次數(shù)是提高甲醛產(chǎn)品質(zhì)量、降低單耗的 重要環(huán)節(jié)。因?yàn)殚_(kāi)停車(chē)過(guò)程中，反應(yīng)條件的急劇變化，會(huì)使副反應(yīng)和轉(zhuǎn)化不全 的性況加劇，導(dǎo)致甲醇損耗增多。開(kāi)車(chē)點(diǎn)火前的調(diào)整、穩(wěn)定階段和停車(chē)過(guò)程中 的無(wú)效蒸發(fā)、排污、清洗等都會(huì)使甲醇損耗增加，單耗升高。三、電解銀催化劑1電解銀催化劑的分類(lèi)電解銀催化劑分為：海綿銀和結(jié)晶銀兩種。海綿銀外觀呈長(zhǎng)纖維、海綿狀，造粒后銀白色光澤較暗，2440目易結(jié)團(tuán)，自然比重，6目、40目最重，1624目最輕。其優(yōu)點(diǎn)是比表面積大，活性易被激發(fā)，17 銀層一旦定型，不易發(fā)生溝漏，但缺點(diǎn)也很明顯，機(jī)械強(qiáng)度低，易板結(jié) ，表面易 沉積有害物質(zhì)，抗毒性能差。結(jié)晶銀外觀呈顆粒狀，分篩后呈晶瑩閃亮珊瑚狀顆粒，但無(wú)平面反光。機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)大于 海綿銀，自然比重從6目到40目逐漸遞增。結(jié)晶銀的使用，主要先是