毛 琳，尹學(xué)功

(河南化工技師學(xué)院，河南 開封 475000)

甲醛是甲醇最重要的衍生物之一，是一種重要的基本有機(jī)化工原料，目前我國甲醛生產(chǎn)行業(yè)，主要的生產(chǎn)工藝就是“銀法”工藝。該工藝發(fā)展主要經(jīng)歷了由浮石銀催化劑到電解銀催化劑,廢熱鍋爐和尾氣鍋爐從無到有,蒸發(fā)器由水蒸氣加熱到由熱水或熱甲醛加熱,形成了經(jīng)典的銀法甲醛設(shè)備及流程。“銀法”甲醛工藝的生產(chǎn)原料為甲醇，在一定的溫度、壓力、催化劑作用下與氧發(fā)生反應(yīng)，生成甲醛，將生成的甲醛氣體用水吸收，制成37%的甲醛溶液，在其反應(yīng)的過程中，甲醛生產(chǎn)的產(chǎn)量，取決于反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和吸收的完全程度。

1 甲醛單耗高的原因及解決措施

1.1 甲醛單耗高的原因

在生產(chǎn)過程中甲醛單耗相對(duì)來說是比較高的，而造成甲醛單耗高的原因主要有以下五點(diǎn)：

1)甲醛轉(zhuǎn)化率比較低，產(chǎn)品當(dāng)中存在著大量的醇；

2)相對(duì)來說選擇性比較差,尾氣當(dāng)中存在著大量的一氧化碳和二氧化碳；

3)在對(duì)塔頂?shù)奈矚膺M(jìn)行吸收時(shí)，吸收的效率非常低，會(huì)有大量的甲醛逸散；

4)甲醇原料篩選時(shí)，存在不合格的現(xiàn)象；

5)甲醛的分解。

1.2 解決單耗高的具體措施

1.2.1 工藝的選擇

要解決單位能耗高的問題，必須從工藝上解決，在“銀法”工藝中采用最合理的“銀法”尾氣循環(huán)工藝。尾氣循環(huán)的主要作用：第一，主要是為了代替水蒸氣起熱載體的作用；第二，縮小了甲醇在空氣中的爆炸范圍，保障甲醛生產(chǎn)的安全性；第三，尾氣的組成特殊，極易產(chǎn)生高濃度甲醛，從而抑制脫氧反應(yīng)，降低氧氣的溫度，減少副反應(yīng)，從而減少消耗。在傳統(tǒng)的“銀法”工藝中，甲醇的單位消耗一般為650～660 kg，而在此工藝中甲醇的單位消耗可降低到435 kg，大大降低了能源消耗。

1.2.2 觸媒銀的選擇

催化劑銀在甲醛反應(yīng)中起催化劑的作用。因此，在選擇電解銀時(shí)一定要謹(jǐn)慎，因?yàn)榇呋瘎┿y的質(zhì)量直接影響甲醇的氧化程度。

1.2.3 提高吸收率

在氧化劑的底部，有大量的混合氣體。其中除了甲醛，還有一些惰性氣體，如水蒸氣和甲醇，這些混合氣體的溫度很高。同時(shí)，甲醛在溶于水的過程中也會(huì)釋放熱量，這種熱量被稱為溶解熱，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致溶液的吸收溫度不斷升高。然而，溫度的升高會(huì)大大降低甲醛在水中的溶解度，從而降低吸收率[2]。造成這些問題的主要原因是換熱器的循環(huán)水面被泥沙和水垢堵塞，如果循環(huán)水量不足，將會(huì)促使產(chǎn)生水垢和泥沙的沉積，因此，保證循環(huán)水的質(zhì)量可以有效地提高熱交換效果，有效地吸收熱量，從而降低甲醇的消耗。

1.2.4 保證甲醇的質(zhì)量

在選擇甲醇的過程中，應(yīng)嚴(yán)格測定原料甲醇，嚴(yán)格檢查原料，確保甲醇各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)的準(zhǔn)確性。在甲醛生產(chǎn)過程中，最好選擇含有精制甲醇的原料，并確保雜質(zhì)含量盡可能少，以減少雜質(zhì)對(duì)催化劑的污染。有些企業(yè)為了能夠在選擇甲醇的過程中降低甲醛的生產(chǎn)成本，一般是以粗甲醇為主，但粗甲醇中的雜質(zhì)會(huì)直接影響催化劑的使用壽命。如果粗甲醇中的油性雜質(zhì)較多的話，會(huì)直接影響催化劑的活性，而鐵雜質(zhì)較多的話會(huì)直接引起副反應(yīng)[3]。因此，必須在甲醛生產(chǎn)過程中定期檢查和更換甲醛過濾器中的過濾網(wǎng)，并且可以根據(jù)過濾網(wǎng)中所含的雜質(zhì)來判斷甲醇原料中的雜質(zhì)。

2 催化劑使用壽命短的原因及解決措施

2.1 催化劑使用壽命短的原因

催化劑壽命短的主要原因有四個(gè)：1)電解銀純度不夠，質(zhì)量差，比表面積太小，機(jī)械強(qiáng)度差，耐熱性不夠；2)電解銀粒子的比例不合理；3)催化劑鋪裝不合理；4)原料氣體不潔凈。

2.2 催化劑使用壽命短的解決措施

2.2.1 觸媒銀的質(zhì)量在選擇時(shí)一定要得到保障

在選擇觸媒的過程中，如果觸媒銀呈顆粒狀，一般顆粒以Φ3～7 mm為宜，才能保證其比表面積足夠的大，才能有足夠的表面積與原料氣進(jìn)行接觸，同時(shí)還要有很高的耐熱性，以保證在700℃以下時(shí)不出現(xiàn)熱粘結(jié)的情況，從而可以有效的提高催化劑的熱穩(wěn)定性，延長了催化劑的使用壽命。

2.2.2 觸媒銀粒的配比要精準(zhǔn)

在對(duì)觸媒銀顆粒配比進(jìn)行分配的過程中，應(yīng)根據(jù)選擇的工藝進(jìn)行合理分配，在進(jìn)行催化劑鋪裝的時(shí)侯，其高度一般都控制在18～20 mm左右。

2.2.3 鋪設(shè)催化劑的過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

在催化劑鋪設(shè)的過程中，必須要保證支架和花板的穩(wěn)定性和平整度，并且必須要經(jīng)過退火處理，其中的間隙必須要用退過火的銅絲布塞緊堵住，但必須有一定的膨脹空間，防止因設(shè)備缺陷引起催化劑床層的變化。同時(shí)需要鋪在花板上的銅絲網(wǎng)也需要退火，尺寸一定要合適，在鋪設(shè)的過程中一定要注意其平整度。此外，在鋪設(shè)之前，應(yīng)該反復(fù)檢查催化劑床和反應(yīng)器壁的清潔度、干燥度、平整度以及穩(wěn)定性，并且對(duì)催化劑的數(shù)量和規(guī)格準(zhǔn)備齊全。在鋪設(shè)的過程中要注意顆粒的大小和新舊，按照一定的裝卸順序進(jìn)行裝填,裝卸順序一般遵循先大后小，先舊后新[4]。鋪設(shè)好一層之后就需要用專業(yè)的工具壓實(shí)，必須要做到平整、均勻以及無溝漏，保證使催化劑床層能夠滿足生產(chǎn)的需求。

3 結(jié)論

隨著甲醛技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)逐步完善，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍存在一些問題。這些問題的存在直接影響著催化劑的能耗和催化劑的使用壽命，這些都對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著嚴(yán)重的影響。因此，如何降低甲醛生產(chǎn)過程的能耗，延長催化劑的使用壽命，提高產(chǎn)能,這些存在的問題需要對(duì)其提出相應(yīng)的策略，能夠有效解決，才能有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國甲醛工業(yè)的快速發(fā)展。