银法制甲醛生产中问题及解决措施探讨

毛 琳，尹学功

(河南化工技师学院，河南 开封 475000)

甲醛是甲醇最重要的衍生物之一，是一种重要的基本有机化工原料，目前我国甲醛生产行业，主要的生产工艺就是“银法”工艺。该工艺发展主要经历了由浮石银催化剂到电解银催化剂,废热锅炉和尾气锅炉从无到有,蒸发器由水蒸气加热到由热水或热甲醛加热,形成了经典的银法甲醛设备及流程。“银法”甲醛工艺的生产原料为甲醇，在一定的温度、压力、催化剂作用下与氧发生反应，生成甲醛，将生成的甲醛气体用水吸收，制成37%的甲醛溶液，在其反应的过程中，甲醛生产的产量，取决于反应的转化率和吸收的完全程度。

1 甲醛单耗高的原因及解决措施

1.1 甲醛单耗高的原因

在生产过程中甲醛单耗相对来说是比较高的，而造成甲醛单耗高的原因主要有以下五点：

1)甲醛转化率比较低，产品当中存在着大量的醇；

2)相对来说选择性比较差,尾气当中存在着大量的一氧化碳和二氧化碳；

3)在对塔顶的尾气进行吸收时，吸收的效率非常低，会有大量的甲醛逸散；

4)甲醇原料筛选时，存在不合格的现象；

5)甲醛的分解。

1.2 解决单耗高的具体措施

1.2.1 工艺的选择

要解决单位能耗高的问题，必须从工艺上解决，在“银法”工艺中采用最合理的“银法”尾气循环工艺。尾气循环的主要作用：第一，主要是为了代替水蒸气起热载体的作用；第二，缩小了甲醇在空气中的爆炸范围，保障甲醛生产的安全性；第三，尾气的组成特殊，极易产生高浓度甲醛，从而抑制脱氧反应，降低氧气的温度，减少副反应，从而减少消耗。在传统的“银法”工艺中，甲醇的单位消耗一般为650～660 kg，而在此工艺中甲醇的单位消耗可降低到435 kg，大大降低了能源消耗。

1.2.2 触媒银的选择

催化剂银在甲醛反应中起催化剂的作用。因此，在选择电解银时一定要谨慎，因为催化剂银的质量直接影响甲醇的氧化程度。

1.2.3 提高吸收率

在氧化剂的底部，有大量的混合气体。其中除了甲醛，还有一些惰性气体，如水蒸气和甲醇，这些混合气体的温度很高。同时，甲醛在溶于水的过程中也会释放热量，这种热量被称为溶解热，其结果会导致溶液的吸收温度不断升高。然而，温度的升高会大大降低甲醛在水中的溶解度，从而降低吸收率[2]。造成这些问题的主要原因是换热器的循环水面被泥沙和水垢堵塞，如果循环水量不足，将会促使产生水垢和泥沙的沉积，因此，保证循环水的质量可以有效地提高热交换效果，有效地吸收热量，从而降低甲醇的消耗。

1.2.4 保证甲醇的质量

在选择甲醇的过程中，应严格测定原料甲醇，严格检查原料，确保甲醇各项参数和指标的准确性。在甲醛生产过程中，最好选择含有精制甲醇的原料，并确保杂质含量尽可能少，以减少杂质对催化剂的污染。有些企业为了能够在选择甲醇的过程中降低甲醛的生产成本，一般是以粗甲醇为主，但粗甲醇中的杂质会直接影响催化剂的使用寿命。如果粗甲醇中的油性杂质较多的话，会直接影响催化剂的活性，而铁杂质较多的话会直接引起副反应[3]。因此，必须在甲醛生产过程中定期检查和更换甲醛过滤器中的过滤网，并且可以根据过滤网中所含的杂质来判断甲醇原料中的杂质。

2 催化剂使用寿命短的原因及解决措施

2.1 催化剂使用寿命短的原因

催化剂寿命短的主要原因有四个：1)电解银纯度不够，质量差，比表面积太小，机械强度差，耐热性不够；2)电解银粒子的比例不合理；3)催化剂铺装不合理；4)原料气体不洁净。

2.2 催化剂使用寿命短的解决措施

2.2.1 触媒银的质量在选择时一定要得到保障

在选择触媒的过程中，如果触媒银呈颗粒状，一般颗粒以Φ3～7 mm为宜，才能保证其比表面积足够的大，才能有足够的表面积与原料气进行接触，同时还要有很高的耐热性，以保证在700℃以下时不出现热粘结的情况，从而可以有效的提高催化剂的热稳定性，延长了催化剂的使用寿命。

2.2.2 触媒银粒的配比要精准

在对触媒银颗粒配比进行分配的过程中，应根据选择的工艺进行合理分配，在进行催化剂铺装的时侯，其高度一般都控制在18～20 mm左右。

2.2.3 铺设催化剂的过程中应注意的事项

在催化剂铺设的过程中，必须要保证支架和花板的稳定性和平整度，并且必须要经过退火处理，其中的间隙必须要用退过火的铜丝布塞紧堵住，但必须有一定的膨胀空间，防止因设备缺陷引起催化剂床层的变化。同时需要铺在花板上的铜丝网也需要退火，尺寸一定要合适，在铺设的过程中一定要注意其平整度。此外，在铺设之前，应该反复检查催化剂床和反应器壁的清洁度、干燥度、平整度以及稳定性，并且对催化剂的数量和规格准备齐全。在铺设的过程中要注意颗粒的大小和新旧，按照一定的装卸顺序进行装填,装卸顺序一般遵循先大后小，先旧后新[4]。铺设好一层之后就需要用专业的工具压实，必须要做到平整、均匀以及无沟漏，保证使催化剂床层能够满足生产的需求。

3 结论

随着甲醛技术的飞速发展，生产技术逐步完善，但在实际生产中仍存在一些问题。这些问题的存在直接影响着催化剂的能耗和催化剂的使用寿命，这些都对企业的经济效益有着严重的影响。因此，如何降低甲醛生产过程的能耗，延长催化剂的使用寿命，提高产能,这些存在的问题需要对其提出相应的策略，能够有效解决，才能有效提高企业的经济效益，促进我国甲醛工业的快速发展。