文档介绍：化学反应工程课程设计
题目
×104t/y甲醛生产用固定床反应器设计
专业
应用化学
学生姓名
学号
年级
级
指导教师
职称
博士后/副教授
化学与化工学院
二〇一三年六月
目录
×104t/y甲醛生产用固定床反应器设计 1
Fixed-bed Reactor Design of ×104t/y Formaldehyde 1
1. 概述 2
银法制甲醛生产工艺 2
铁钼催化氧化法 2
2. 原料、辅助原料、产品的主要技术规格 4
银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标 4
原辅料规格及消耗配比 4
产品质量标准 5
3. 反应工段工艺简介 6
4. 反应工段工艺计算 7
催化反应过程的物料衡算 7
计算用原始数据 7
化学反应 7
合成甲醛过程的热量衡算 9
各物质比热容的计算 9
各物质焓值的计算 10
12
反应器型式的确定 12
合成甲醛反应器几何尺寸的确定 12
设计依据 12
列管根数的确定 15
列管式固定床反应器壳体内径的确定 15
6. 设计体会 18
参考文献 19
×104t/y甲醛生产用固定床反应器设计
摘要:本文选用铁钼法,以甲醇、空气和水蒸气为原料,经预热、反应、换热后得甲醛产品。设计规模为28800吨/年的工业级甲醛。根据反应特征,采用等温固定床列管式反应器,通过物料衡算,确定了反应器的工艺参数、类型及特征尺寸,容器内径1200 mm、列管根数为1008根、三角形排列、管长6000mm。
关键词:甲醛;甲醇;设计;固定床反应器(根据自己的设计选用的路线确定关键词)
Fixed-bed Reactor Design of ×104t/y Formaldehyde
Abstract: Industrial grade formaldehyde of 28800 ton per year was designed via iron molybdenum process, methanol, air, and water vapor as raw material by preheating, the reaction, and heat transfer. According to the reaction characteristics, isothermal packed-bed reactor tube was chose, and at same time according to material balance, process parameters, type and feature size determine. The reactor diameter is 1, 200 mm, the number of tubes is 1008, equilateral triangle arranged and the length of tube is 6000mm.
Key words: Formaldehyde; Methanol; Design; Fixed-bed reactor
1. 概述
甲醛是最简单的醛,结构简式为HCHO,通常把它归为饱和一元醛,但它又相当于二元醛。甲醛是一种无色、具有刺激性且易溶于水的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。它有凝固蛋白质的作用,其35%~40%的水溶液通称为福尔马林,常作为浸渍标本的溶液。甲醛是一种重要的有机原料,为较高毒性的物质,在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。
甲醛属用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品,是甲醇下游产品种中的主干。甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外,合成树脂、表面活性剂、塑料、橡胶、皮革、造纸、染料、制药、农药、照相胶片、炸药、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐过程中均要用到甲醛。人造板工业发达,对甲醛的需求量甚大。甲醛的用途非常广泛,可以说甲醛是化学工业中的多面手。
甲醛的生产方法有多种,目前工艺比较成熟的有甲醇空气氧化法(其中包括甲醇过量法和空气过量法) 、甲缩醛氧化法。其中利用甲醇空气氧化法生产甲醛主要有两类不同的工艺[1],其一是采用银催化剂的“甲醇过量法”,也称“银催化法”(简称“银法”);其二是采用铁钼氧化物催化剂的“空气过量法”,也称“铁钼催化法”(简称“铁钼法”)。
银法制甲醛生产工艺
银法制甲醛是早期生产甲醛的主要方法,是在过量甲醇(甲醇