尾气循环银法甲醛生产工艺催化剂失活问题探讨
2018-10-21高勇
摘 要:本文探讨了尾气循环银法甲醛生产工艺中影响催化剂失活几个主要因素,从反应原料气的净化与输送,点火前工艺操作条件的确认和点火后的工艺调整,反应工艺过程的控制等方面进行了分析和总结,取得了良好的效果。
关键词:银催化剂;失活;带液
1 概述
尾气循环银法甲醛生产工艺是以金属银为催化剂,在甲醇-空气的爆炸极限以外操作,利用空气中的氧将甲醇氧化生成甲醛,即在甲醇过量的条件下操作,在常压和600~680℃条件下,通过银催化氧化反应将含有甲醇、空气、水蒸气等成分的原料气转化为甲醛气体,利用甲醛溶解于水的性质,通过冷却、冷凝、吸收过程将甲醛气体转变为溶液,控制吸收加水量得到一定甲醛含量的工业甲醛产品。
在银催化氧化生产甲醛的过程中,在反应器催化剂层发生氧化和脱氢两个主反应和若干个副反应,约有50%~60%的甲醛是由氧化反应生成的,其余的甲醛则由脱氢反应生成。总反应是一个放热反应过程,副反应较多,其副产物有CO、CO2、H2、HCOOH等。在液相中和产品甲醛中含有少量未反应的甲醇,甲醛产率约86%~90%,主要的化学反应式如下:
主反应:CH3OH→CH20+H2 -20kcal(1)
CH3OH+1/2O2→CH20+H2O +38kcal(2)
副反应:CH3OH+3/2O2→C02+2H2O +161kcal (3)
CH2O→C0+H2 -3kcal(4)
H2+1/2O2→2H2O +58kcal (5)
甲醛的生成反应(1)(2),甲醇的消耗反应(1)(2)(3),其中反应(3)为甲醇损失反应,氧气的消耗反应(2)(3)(5),甲醛的消耗反应(4)。在上述的反应中,(1)(4)为吸热反应,要在高温时才显著提升,而(2)(3)(5)为放热反应,就整个反映系统而言是处于热能过剩的状态。蒸汽与废气的加入可提高空气之比率,加强了(2)(3)(5)等放热反应,反应(2)属于半氧化反应,反应(3)(5)属激烈的燃烧反应,被抑制在一定的比率。……
