專利名稱：一種用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及甲醛生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝，具體涉及一種用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的甲醛生產(chǎn)設(shè)備及工藝，一般都是采用將甲醇通過蒸發(fā)器、再沸器汽化后再與空氣、水蒸氣在混合器內(nèi)混合，然后在氧化器和催化劑的作用，將混合氣體中的甲醇氣體進行氧化和脫氫反應(yīng)生成甲醛氣體，再將甲醛氣體冷卻后送入甲醛吸收塔吸收為甲醛液，然后再將甲醛液通過循環(huán)泵的循環(huán)，逐漸濃縮成濃度較高的甲醛液體，最后再從吸收塔內(nèi)將濃度較高的甲醛液體排出。上述甲醛的生產(chǎn)過程由于未構(gòu)成循環(huán)的系統(tǒng)，將會使得生產(chǎn)設(shè)備中的氧化器負荷較大，原材料的消耗量也較大。該甲醛生產(chǎn)系統(tǒng)的耗能較高，且反應(yīng)過程難于控制，經(jīng)常伴隨有副反應(yīng)的的出現(xiàn)。采用上述設(shè)備及工藝生產(chǎn)出的甲醛溶液的濃度也較低，設(shè)備運行中的故障率也較高。因此，有必要對現(xiàn)有的甲醛生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝進行改進。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計一種用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)。該雙循環(huán)系統(tǒng)可以降低氧化器的負荷，減少原材料的消耗，降低系統(tǒng)能耗，提高甲醛溶液成品的濃度，而且可使生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)易于控制，故障率低。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是設(shè)計一種用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙循環(huán)系統(tǒng)包括 第一循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于將混合氣體中的甲醇氣體氧化脫氫變?yōu)榧兹怏w，再將甲醛轉(zhuǎn)化為濃縮的甲醛液，同時通過該循環(huán)系統(tǒng)回收系統(tǒng)中的甲醇液，該系統(tǒng)通過管路依次串接有空氣飽和塔、混合器、氧化器、一級吸收塔、二級吸收塔、換熱器、甲醇循環(huán)液的儲罐、空氣飽和塔； 第二循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于將混合氣體中的甲醇氣體氧化脫氫變?yōu)榧兹怏w，再將甲醛轉(zhuǎn)化為濃縮的甲醛液，同時通過循環(huán)系統(tǒng)回收系統(tǒng)尾氣中的氣態(tài)甲醇、甲醛，該系統(tǒng)包括有第一循環(huán)系統(tǒng)中通過管路依次串接的空氣飽和塔、混合器、氧化器、一級吸收塔、二級吸收塔，還包括有循環(huán)尾氣的儲罐； 上述兩環(huán)系統(tǒng)是在所述二級吸收塔中被分為兩個循環(huán)，位于所述二級吸收塔上端
的氣體通過所述循環(huán)尾氣的儲罐與空氣飽和塔構(gòu)成氣態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，位于所述二級吸收塔下
端的液體通過所述換熱器、甲醇循環(huán)液的儲罐與空氣飽和塔構(gòu)成液態(tài)循環(huán)系統(tǒng)； 原料供應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于提供生產(chǎn)甲醛的甲醇，該系統(tǒng)通過管路依次將甲醇儲
料槽、再沸器、蒸發(fā)器與所述混合器相連接。 其中，在所述混合器上通過管路還連接有水蒸汽發(fā)生器。[0010] 其中，在所述第二吸收塔的上端通過管路連接有補水器。[0011] 其中，在所述第二吸收塔的頂端通過管路還連接有尾氣處理器，所述尾氣處理器用于燃燒部分尾氣，其燃燒所產(chǎn)生的熱量供系統(tǒng)外使用。 其中，在所述空氣飽和塔的底部通過管路分別連接有鼓風(fēng)機與第一循環(huán)泵，所述第一循環(huán)泵通過反向供液管路與第二循環(huán)泵連接，所述第二循環(huán)泵通過第二循環(huán)管路還與第二吸收塔下半部的上下端連接，所述第二循環(huán)管路用于低濃度的甲醛液在第二吸收塔的下部循環(huán)，所述第二循環(huán)泵通過供液管路還與第一吸收塔上半部的上端連接，所述供液管路用于將第二吸收塔內(nèi)的低濃度的甲醛液打入第一吸收塔內(nèi)。 其中，在所述第一吸收塔下半部的上下端通過第一循環(huán)管路連接有第三循環(huán)泵，所述第一循環(huán)管路用于高濃度的甲醛在第一吸收塔內(nèi)循環(huán)，所述第三循環(huán)泵通過管路還與甲醛液的成品儲罐相連接。 其中，所述甲醇儲料槽與甲醇泵及流量控制閥連接，所述甲醇泵及流量控制閥控制甲醇進入蒸發(fā)器的流量。 其中，在所述混合器內(nèi)設(shè)置有過濾器，所述過濾器用于過濾三元混合氣體。 其中，在所述氧化器內(nèi)裝有若干層催化劑，所述氧化器被分為上下兩層，所述氧化
器的上層為高溫層，所述三元混合氣體中的甲醇在所述高溫層發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)后生成甲醛氣體，所述氧化器的下層設(shè)置為急冷段，所述急冷段用于防止甲醛氣體的熱分解，所述
甲醛氣體通過急冷段后即可被送入第一吸收塔。 本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于該用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)由于采用了氣、液兩路雙循環(huán)運行。因此，可以降低設(shè)備系統(tǒng)中氧化器的負荷，減少原材料甲醇的浪費，還可降低系統(tǒng)中的能量消耗，而且可以向系統(tǒng)外輸送更多的水蒸汽和尾氣燃燒的熱量，同時還可提高甲醛溶液成品的濃度。采用該生產(chǎn)工藝及設(shè)備可生產(chǎn)出濃度大于55%的低醇甲醛溶液。而且可使生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)易于控制，故障率低，延長了系統(tǒng)的運行周期，該系統(tǒng)還解決了熱應(yīng)力腐蝕問題、觸媒鋪裝難等問題。

圖1是本實用新型的循環(huán)系統(tǒng)圖。 圖中1、2、氧化器；3、4、一級吸收塔；5、6、二級吸收塔；7、混合器；8、空氣飽和塔；9、再沸器；10、蒸發(fā)器；11、換熱器；12、鼓風(fēng)機；13、循環(huán)尾氣的儲罐；14、補水器；15、換熱器；16、水蒸汽發(fā)生器；17、甲醛液的成品儲罐；18、甲醇儲料槽；19、尾氣處理器；20、第一循
環(huán)泵；21、反向供液管路；22、第二循環(huán)泵；23、第二循環(huán)管路；24、供液管路；25、第一循環(huán)管
路；26、第三循環(huán)泵。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。 如附圖1所示，本實用新型具體實施的技術(shù)方案是[0022] 實施例1 本實施例一種用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，該雙循環(huán)系統(tǒng)包括[0024] 第一循環(huán)系統(tǒng)，該第一循環(huán)系統(tǒng)用于將混合氣體中的甲醇氣體氧化脫氫變?yōu)榧兹怏w，再將甲醛轉(zhuǎn)化為濃縮的甲醛液，同時通過該循環(huán)系統(tǒng)還可以回收系統(tǒng)中的甲醇液，該系統(tǒng)通過管路依次串接有空氣飽和塔8、混合器7、氧化器1、2、一級吸收塔3、4、二級吸收塔5、6、換熱器11、甲醇循環(huán)液的儲罐15、空氣飽和塔8 ; 第二循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)也用于將混合氣體中的甲醇氣體氧化脫氫變?yōu)榧兹怏w，再將甲醛轉(zhuǎn)化為濃縮的甲醛液，同時該系統(tǒng)還通過循環(huán)系統(tǒng)回收系統(tǒng)尾氣中的氣態(tài)甲醇、甲醛，該系統(tǒng)包括有第一循環(huán)系統(tǒng)中通過管路依次串接的空氣飽和塔8、混合器7、氧化器1、2、一級吸收塔3、4、二級吸收塔5、6，還包括有用于儲存循環(huán)尾氣的儲罐13 ;[0026] 所述第一循環(huán)系統(tǒng)與第二循環(huán)系統(tǒng)是在所述二級吸收塔中5、6被分為兩個循環(huán)，位于所述二級吸收塔的上端6的氣體通過所述循環(huán)尾氣的儲罐13與空氣飽和塔構(gòu)8成氣態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，位于所述二級吸收塔的下端5的液體通過所述換熱器11、甲醇循環(huán)液的儲罐15與空氣飽和塔8構(gòu)成液態(tài)循環(huán)系統(tǒng)； 原料供應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于提供生產(chǎn)甲醛的甲醇，該系統(tǒng)通過管路依次將甲醇儲料槽18、再沸器9、蒸發(fā)器10與所述混合器7相連接。[0028] 實施例2 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案是，在所述混合器7上通過管路還連接有水蒸汽發(fā)生器16。[0030] 實施例3 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案還包括，在所述第二吸收塔的上端6通過管路連接有補水器14，該補水器14用于向第二吸收塔內(nèi)輸入噴淋用的補充水。[0032] 實施例4 在實施例3的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案還包括，在所述第二吸收塔的頂端通過管路還連接有尾氣處理器19，所述尾氣處理器用于燃燒部分尾氣，其燃燒所產(chǎn)生的熱量供系統(tǒng)外使用。[0034] 實施例5 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案還包括，在所述空氣飽和塔8的底部通過管路分別連接有鼓風(fēng)機12與第一循環(huán)泵20，所述第一循環(huán)泵2通過反向供液管路21與第二循環(huán)泵22連接，所述第二循環(huán)泵22通過第二循環(huán)管路23還與第二吸收塔下半部5的上下端連接，所述第二循環(huán)管路23用于低濃度的甲醛液在第二吸收塔的下部5內(nèi)循環(huán)，所述第二循環(huán)泵22通過供液管路24還與第一吸收塔上半部4的上端連接，所述供液管路24用于將第二吸收塔內(nèi)的低濃度的甲醛液打入第一吸收塔內(nèi)。[0036] 實施例6 在實施例5的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案還包括，在所述第一吸收塔下半部3的上下端通過第一循環(huán)管路25連接有第三循環(huán)泵26，所述第一循環(huán)管路25用于高濃度的甲醛在第一吸收塔的下端部3內(nèi)循環(huán)，所述第三循環(huán)泵26通過管路還與甲醛液的成品儲罐17相連接。[0038] 實施例7 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案還包括，所述甲醇儲料槽與甲醇泵及流量控制閥連接，所述甲醇泵及流量控制閥控制甲醇進入蒸發(fā)器的流量。[0040] 實施例8 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案還包括，在所述混合器內(nèi)設(shè)置
有過濾器，所述過濾器用于過濾三元混合氣體。 實施例9 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實用新型較佳的技術(shù)方案還包括，在所述氧化器內(nèi)裝有若干層催化劑，所述氧化器被分為上下兩層，所述氧化器的上層為高溫層，所述三元混合氣體中的甲醇在所述高溫層發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)后生成甲醛氣體，所述氧化器的下層設(shè)置為急冷段，所述急冷段用于防止甲醛氣體的熱分解，所述甲醛氣體通過急冷段后即可被送入第一吸收塔。 本實用新型一種用于生產(chǎn)甲醛雙循環(huán)系統(tǒng)的雙循環(huán)工作過程包括如下步驟[0045] 第一步甲醇由甲醇儲料槽18中經(jīng)甲醇泵及流量控制閥的控制進入蒸發(fā)器10，甲醇在蒸發(fā)器10內(nèi)被加熱進行氣液分離，氣態(tài)甲醇向上進入混合器7，液態(tài)甲醇經(jīng)管路流入再沸器9，液態(tài)甲醇在再沸器9中被加熱氣化后再流回到蒸發(fā)器10然后也進入混合器7內(nèi)；[0046] 第二步在上述氣態(tài)甲醇流入混合器7內(nèi)的同時，鼓風(fēng)機12將空氣吹入空氣飽和塔8的下端，同時來自甲醇循環(huán)液的儲罐15內(nèi)的含有甲醇的稀甲醛溶液將從空氣飽和塔8的上方向下噴淋，使得所述空氣飽和塔8的頂部形成含有少量甲醇的空氣與水蒸氣的二元混合氣體，將所述二元混合氣體通過管路輸送到混合器7內(nèi)，在所述混合器7內(nèi)同時還輸入了來自水蒸汽發(fā)生器16中的水蒸氣； 第三步由所述二元混合氣體與所述水蒸氣構(gòu)成的三元混合氣體在所述混合器7內(nèi)經(jīng)過濾器過濾后被送入裝有若干層催化劑的氧化器1、2內(nèi)，所述氧化器的上層1為高溫層，所述三元混合氣體中的甲醇，在所述氧化器的高溫層發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)后生成甲醛氣體，為防止甲醛氣體的熱分解，需將所述氧化器的下層2設(shè)置為急冷段，甲醛氣體通過氧化器的急冷段后將被送入第一吸收塔3、4 ; 第四步所述甲醛氣體由所述第一吸收塔的下端3進入塔內(nèi)，在第一吸收塔內(nèi)甲醛氣體由下向上通過填料層，并與由上向下噴淋的稀甲醛液接觸置換，在所述填料層以下甲醛液通過第三循環(huán)泵26的循環(huán)逐漸濃縮甲醛溶液，被濃縮后的甲醛溶液還可通過第三循環(huán)泵26排出，在塔內(nèi)未被吸收凈的稀甲醛氣體由塔頂排出，經(jīng)管路進入第二吸收塔的下端5 ; 第五步所述稀甲醛氣體在第二吸收塔內(nèi)由下向上通過填料層，并與由上向下噴淋的來自補水器14的補充水接觸置換，在所述填料層以下稀甲醛液通過第二循環(huán)泵22的循環(huán)逐漸濃縮甲醛溶液，第二循環(huán)泵還將部分稀甲醛溶液打入第一吸收塔的噴淋液接口 ；位于所述填料層以上的稀甲醇溶液經(jīng)管路排入換熱器ll，再由換熱器11排入甲醇循環(huán)液的儲罐15內(nèi)，由甲醇循環(huán)液的儲罐15排出的液體再進入空氣飽和塔構(gòu)8成第一循環(huán)系統(tǒng)；[0050] 第六步所述第一循環(huán)泵20通過管路連接空氣飽和塔8的上下端，使噴淋液在塔內(nèi)循環(huán)用于吸收尾氣中的甲醛，所述第一循環(huán)泵20還通過反向供液管路21與第二循環(huán)泵22連接，由所述反向供液管路21將空氣飽和塔內(nèi)的部分液體返回到第二吸收塔5內(nèi)；[0051] 第七步在所述第二吸收塔6內(nèi)未被吸收的尾氣從塔頂排出，從塔頂排出的尾氣部分經(jīng)管路進入循環(huán)尾氣的儲罐13，并由循環(huán)尾氣儲罐13再排入空氣飽和塔8的下端構(gòu)成第二循環(huán)系統(tǒng)，從塔頂排出的尾氣另一部分經(jīng)管路進入尾氣處理器19。[0052] 其中，在上述雙循環(huán)的步驟中應(yīng)將所述氧化器上層1的反應(yīng)溫度控制在550°C 70(TC之間，其優(yōu)選的溫度為580°C 61(TC之間。將所述第一吸收塔填料層以下部分的溫 度控制在50°C ll(TC之間，其優(yōu)選的溫度為75°C 95t:之間。將填料層以上部分的溫度 控制在40°C 75t:之間，其優(yōu)選的溫度為50°C 65t:之間。將所述第二吸收塔填料層以 下部分的溫度控制在50°C 8(TC之間，其優(yōu)選的溫度為55°C 75。C之間。將填料層以上 部分的溫度控制在30°C 55t:之間，其優(yōu)選的溫度為30°C 4(TC之間。將進入空氣飽和 塔內(nèi)空氣和/或尾氣的溫度控制在常溫 ll(TC之間，將空氣飽和塔內(nèi)的液體部分的溫度 控制在35°C 75t:之間，其優(yōu)選的溫度為35°C 55。C之間。將空氣飽和塔內(nèi)的氣體部分 的溫度控制在50°C 95t:之間，其優(yōu)選的溫度為50°C 85t:之間。進入空氣飽和塔的氣 體可以使空氣和/或尾氣，也可以是單獨循環(huán)的其他氣體。在空氣飽和塔內(nèi)循環(huán)液體的流 量應(yīng)控制在每小時12. 5 50M2塔截面?？諝怙柡退M塔液補充量應(yīng)控制在每小時100 1500L/M2'塔截面。第二吸收塔的補充液量應(yīng)控制在每小時100 2000L/M2塔截面。 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改 進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙循環(huán)系統(tǒng)包括第一循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過管路依次串接有空氣飽和塔、混合器、氧化器、一級吸收塔、二級吸收塔、換熱器、甲醇循環(huán)液的儲罐、空氣飽和塔；第二循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有第一循環(huán)系統(tǒng)中通過管路依次串接的空氣飽和塔、混合器、氧化器、一級吸收塔、二級吸收塔，還包括有循環(huán)尾氣的儲罐；上述兩環(huán)系統(tǒng)是在所述二級吸收塔中被分為兩個循環(huán)，位于所述二級吸收塔上端的氣體通過所述循環(huán)尾氣的儲罐與空氣飽和塔構(gòu)成氣態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，位于所述二級吸收塔下端的液體通過所述換熱器、甲醇循環(huán)液的儲罐與空氣飽和塔構(gòu)成液態(tài)循環(huán)系統(tǒng)；原料供應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過管路依次將甲醇儲料槽、再沸器、蒸發(fā)器與所述混合器相連接。
2. 如權(quán)利要求1所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述混合器上通過 管路還連接有水蒸汽發(fā)生器。
3. 如權(quán)利要求1所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二吸收塔的 上端通過管路連接有補水器。
4. 如權(quán)利要求3所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二吸收塔的 頂端通過管路還連接有尾氣處理器。
5. 如權(quán)利要求1所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述空氣飽和塔的 底部通過管路分別連接有鼓風(fēng)機與第一循環(huán)泵，所述第一循環(huán)泵通過反向供液管路與第二 循環(huán)泵連接，所述第二循環(huán)泵通過第二循環(huán)管路還與第二吸收塔下半部的上下端連接，所 述第二循環(huán)泵通過供液管路還與第一吸收塔上半部的上端連接。
6. 如權(quán)利要求5所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一吸收塔下 半部的上下端通過第一循環(huán)管路連接有第三循環(huán)泵，所述第一循環(huán)管路用于高濃度的甲醛 在第一吸收塔內(nèi)循環(huán)，所述第三循環(huán)泵通過管路與甲醛液的成品儲罐相連接。
7. 如權(quán)利要求1所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述甲醇儲料槽與甲 醇泵及流量控制閥連接，所述甲醇泵及流量控制閥控制甲醇進入蒸發(fā)器的流量。
8. 如權(quán)利要求1所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述混合器內(nèi)設(shè)置 有過濾器，所述過濾器用于過濾三元混合氣體。
9. 如權(quán)利要求1所述用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述氧化器內(nèi)裝有 若干層催化劑，所述氧化器被分為上下兩層，所述氧化器的上層為高溫 層，所述三元混合氣 體中的甲醇在所述高溫層發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)后生成甲醛氣體，所述氧化器的下層設(shè)置為 急冷段，所述甲醛氣體通過急冷段后送入第一吸收塔。
專利摘要本實用新型公開了一種用于生產(chǎn)甲醛的雙循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過蒸發(fā)器、再沸器將甲醇原料汽化，由混合器將汽化甲醇、通過空氣飽和塔后輸出的空氣和/或尾氣以及由水蒸汽發(fā)生器中輸出的水蒸氣混合成三元氣體，混合后的三元氣體進入氧化器經(jīng)催化氧化和脫氫反應(yīng)后得到氣態(tài)甲醛，氣態(tài)甲醛經(jīng)過兩級吸收塔的吸收變?yōu)闈饪s的甲醛液體。其中第二級吸收塔中的稀甲醇液可通過循環(huán)泵返回到空氣飽和塔形成液體循環(huán)系統(tǒng)，第二級吸收塔中的尾氣的一部分也可返回到空氣飽和塔形成氣體循環(huán)系統(tǒng)。該雙循環(huán)系統(tǒng)可以降低氧化器的負荷，減少原材料的消耗，降低系統(tǒng)能耗，提高甲醛溶液成品的濃度，而且可使生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)易于控制，故障率低。
文檔編號C07C47/052GK201538748SQ20092021868
公開日2010年8月4日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
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