甲醇氧化指的是化學物質甲醇的氧化過程。
基本介紹
- 中文名：甲醇氧化
- 套用領域：化學，能源領域
簡介,工藝流程,影響轉化的主要因素,影響吸收的主要因素,
簡介
採用甲醇空氣氧化法生產甲醛，主要有兩種不同的工藝，是以電解銀，浮石銀為催化劑的銀法工藝，使用這種方法時，甲醇在原料混合氣中的操作濃度高於爆炸區上限(36 %) ，即在甲醇過量的情況下操作，由於反應氧化不足，反應溫度較高，有脫氫反應同時發生，所以又稱之為氧化—脫氫工藝。
工藝流程
甲醇氧化製備甲醛生產工藝由以下工序組成：配製原料混合氣，氧化反應，吸收，尾氣燃燒及餘熱回收。
1、原料工序
本工序的任務是負責原料甲醇和空氣的穩定輸送，保證生產的連續性和安全性
2、蒸發工序
本工序的任務是負責甲醇的蒸發和原料氣的製備，即製備能滿足工藝要求的甲醇蒸汽、空氣、水蒸汽三元混合原料氣（生產高濃度甲醛時用尾氣取代部分水蒸汽），在這裡液態甲醇用蒸發方式轉為氣態，同時通入一定量的空氣以供應反應所需要的氧氣，為維持反應溫度還混入一定量的水蒸汽（或尾氣）以導走多餘的反應熱。
3、過熱、阻火、淨化工序
本工序的任務是使三元混合原料氣過熱以保持氣態，防止冷凝，並通過過濾、淨化為下道工序作好準備。阻火目的為防止回火，以保證蒸發器的安全。
4、氧化工序
本工序的任務是負責將原料甲醇轉化為甲醛，是生產的關鍵工序。
影響轉化的主要因素
（1）反應溫度
主反應中的氧化反應系放熱反應，因此升溫對反應不利，但即使在高溫下，氧化反應的平衡常數仍很大，反應幾乎仍可進行到底，甲醇氧化反應在200℃以上各種溫度範圍內都可進行。而主反應中的脫氫反應系吸熱反應，因此升溫對反應有利，隨著溫度的升高，甲醇脫氫反應的平衡轉化率增大，但在627℃以後再升高溫度，平衡轉化率增大已不十分顯著。另外，從反應溫度對反應速度的關係看，隨著反應溫度的升高反應速度將迅速加快，因此選擇較高的反應溫度對脫氫反應較為有利。但溫度也不能太高，太高則消耗甲醇的副反應也會加劇，電解銀催化劑的熔結現象也會加重，使其活性受到影響。所以，在一定條件下，反應溫度還取決於催化劑的活性和熱穩定性。
因此，綜合以上因素，結合本系統的條件反應溫度一般選擇在610--650℃為宜。
（2）氧醇比
從生成甲醛的反應式可見，增加氧量無論對氧化反應還是對脫氫反應都有利，但如氧量太多，則對生成碳氧化物的副反應也有利。同時氧醇比的大小還涉及生產的安全性，銀法生產甲醛是在甲醇的爆炸範圍的上限以上進行，即在甲醇過量空氣不足情況下進行生產。因此，正常生產時，在足夠量的水蒸氣存在下，氧醇比一般取0.38─0.42。
（3）配料濃度
配料濃度中的水大部分來自水蒸氣，水蒸氣起維持反應溫度的作用。適當增大原料氣中水蒸氣的量，有可能提高氧醇比，使反應在較低的溫度下進行時，仍得到滿意的轉化效果。但水蒸氣量不能太大，太大將影響吸收效果。
影響吸收的主要因素
（1）溫度
一般地講氣體分子動能較大，使其溶解在液體裡必須減小它的動能，將其一部分熱量帶走，同時甲醛溶解於水的過程是一個放熱過程，降低溫度對吸收有利。但是吸收溫度也不能太低，因甲醛在低溫度時易聚合，因此，必須適當控制吸收溫度。
（2）氣速
操作氣速是影響塔生產能力和吸收能力的一個重要因素。甲醛的溶解度較大，因此吸收過程的總阻力主要為氣相一側的阻力，吸收速率主要受氣相一側的阻力所控制，即甲醛的吸收是氣膜控制，所以塔內的實際操作氣速在可能的條件下儘量取大。對填料塔而言，一般氣體空塔速度取0.2─ 1.5米/秒。
