銀法制甲醛生產中問題及解決措施探討

毛 琳，尹學功

(河南化工技師學院，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化工原料，目前我國甲醛生產行業，主要的生產工藝就是“銀法”工藝。該工藝發展主要經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,蒸發器由水蒸氣加熱到由熱水或熱甲醛加熱,形成了經典的銀法甲醛設備及流程。“銀法”甲醛工藝的生產原料為甲醇，在一定的溫度、壓力、催化劑作用下與氧發生反應，生成甲醛，將生成的甲醛氣體用水吸收，制成37%的甲醛溶液，在其反應的過程中，甲醛生產的產量，取決于反應的轉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

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

1)甲醛轉化率比較低，產品當中存在著大量的醇；

2)相對來說選擇性比較差,尾氣當中存在著大量的一氧化碳和二氧化碳；

3)在對塔頂的尾氣進行吸收時，吸收的效率非常低，會有大量的甲醛逸散；

4)甲醇原料篩選時，存在不合格的現象；

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”尾氣循環工藝。尾氣循環的主要作用：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，保障甲醛生產的安全性；第三，尾氣的組成特殊，極易產生高濃度甲醛，從而抑制脫氧反應，降低氧氣的溫度，減少副反應，從而減少消耗。在傳統的“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中起催化劑的作用。因此，在選擇電解銀時一定要謹慎，因為催化劑銀的質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，甲醛在溶于水的過程中也會釋放熱量，這種熱量被稱為溶解熱，其結果會導致溶液的吸收溫度不斷升高。然而，溫度的升高會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水面被泥沙和水垢堵塞，如果循環水量不足，將會促使產生水垢和泥沙的沉積，因此，保證循環水的質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 保證甲醇的質量

在選擇甲醇的過程中，應嚴格測定原料甲醇，嚴格檢查原料，確保甲醇各項參數和指標的準確性。在甲醛生產過程中，最好選擇含有精制甲醇的原料，并確保雜質含量盡可能少，以減少雜質對催化劑的污染。有些企業為了能夠在選擇甲醇的過程中降低甲醛的生產成本，一般是以粗甲醇為主，但粗甲醇中的雜質會直接影響催化劑的使用壽命。如果粗甲醇中的油性雜質較多的話，會直接影響催化劑的活性，而鐵雜質較多的話會直接引起副反應[3]。因此，必須在甲醛生產過程中定期檢查和更換甲醛過濾器中的過濾網，并且可以根據過濾網中所含的雜質來判斷甲醇原料中的雜質。

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：1)電解銀純度不夠，質量差，比表面積太小，機械強度差，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 觸媒銀的質量在選擇時一定要得到保障

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行接觸，同時還要有很高的耐熱性，以保證在700℃以下時不出現熱粘結的情況，從而可以有效的提高催化劑的熱穩定性，延長了催化劑的使用壽命。

2.2.2 觸媒銀粒的配比要精準

在對觸媒銀顆粒配比進行分配的過程中，應根據選擇的工藝進行合理分配，在進行催化劑鋪裝的時侯，其高度一般都控制在18～20 mm左右。

2.2.3 鋪設催化劑的過程中應注意的事項

在催化劑鋪設的過程中，必須要保證支架和花板的穩定性和平整度，并且必須要經過退火處理，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，防止因設備缺陷引起催化劑床層的變化。同時需要鋪在花板上的銅絲網也需要退火，尺寸一定要合適，在鋪設的過程中一定要注意其平整度。此外，在鋪設之前，應該反復檢查催化劑床和反應器壁的清潔度、干燥度、平整度以及穩定性，并且對催化劑的數量和規格準備齊全。在鋪設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行裝填,裝卸順序一般遵循先大后小，先舊后新[4]。鋪設好一層之后就需要用專業的工具壓實，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的需求。

3 結論

隨著甲醛技術的飛速發展，生產技術逐步完善，但在實際生產中仍存在一些問題。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，這些都對企業的經濟效益有著嚴重的影響。因此，如何降低甲醛生產過程的能耗，延長催化劑的使用壽命，提高產能,這些存在的問題需要對其提出相應的策略，能夠有效解決，才能有效提高企業的經濟效益，促進我國甲醛工業的快速發展。