铁钼法甲醛吸收塔影响因素分析

毛臻

摘 要：甲醛作为一种简单的有机化工原料，使用范围非常广泛。目前国内甲醛生产工艺主要有“银法”，“铁钼法”两种。甲醛吸收塔作为甲醛溶液生产过程中一台重要设备，分析影响甲醛吸收效果的因素就显得尤为重要。本文就铁钼法甲醛生产过程中，影响甲醛吸收效果的因素进行分析，寻找应对各影响因素的策略，从而提高甲醛吸收塔吸收效能，提高甲醛收率。

关键词：铁钼法甲醛;吸收塔;甲醇含量;温度;pH值

甲醛使用广泛，由于生产工艺简单、原料供应充足而被大众应用。甲醛生产的工艺主要有银催化氧化法和铁钼法两种，其中银催化氧化法是甲醛的主要生产方式，近年随着环境保护日益被重视，国内银法生产正逐步转变为铁钼法生产。2018年，通过银催化氧化法生产的甲醛占据了83.18%的份额。甲醛的下游需求非常广泛，目前主要应用于三醛树脂，聚甲醛，季戊四醇，MDI和1，4-丁二醇上。

吸收塔作为甲醛生产过程中一个非常重要的设备，承担着将甲醛由反应器出来的气相甲醛吸收为所需浓度的甲醛溶液。吸收效果的好坏，直接影响甲醛收率。未被吸收的甲醛到尾气处理系统又会造成尾气温度的升高，冷凝下来的液相甲醛进到循环风机系统又会对设备运行造成不利影响。因此分析影响吸收塔吸收效果的因素就显得尤为重要。

1 影响甲醛吸收塔吸收效果因素

1.1 吸收塔安装

甲醛吸收塔主要由：设备筒体、丝网除沫器、泡罩塔盘、集液槽、分布器、填料、浮阀塔盘等部件组成。

吸收塔吸收效果的好坏，应从最初的设备安装中就严格把控。吸收塔垂直度应满足规范要求，否则，直接影响塔盘水平度，影响塔盘持液高度，影响吸收效果，从而影响产能。

塔体垂直度按照规范SH/T 3098-2011中要求，允许偏差不超过塔体高度0.1%且不超过30mm。

塔盘水平度允许偏差不超过8mm（塔体直径4～ 6m），且应符合工艺包要求。

泡罩塔盘，升气桶高度应略高于溢流堰5mm左右，保证泡罩塔盘持液高度。泡罩塔盘漏液量应符合SH/T 3088-2012中要求，10min不超过5mm。

1.2 甲醛溶液浓度

甲醛溶液浓度的调节，主要由反应生成的水以及吸收塔顶部加的脱盐水量来控制。甲醛溶液浓度的高低直接影响到吸收塔的吸收效果。生产高浓度时，所需脱盐水量较少，塔内浓度较高，尾气中气相甲醛含量也就越高，吸收效果也就越差，并且吸收塔内部也越溶液形成聚甲醛。相反，当生产低浓度甲醛溶液时，吸收塔顶部加的脱盐水量大，尾气中气相甲醛含量就越低，吸收效果也就越好。在保证产能、吸收效果的前提下，一般来说，吸收塔控制浓度越50%左右较佳。

1.3 甲醇含量

甲醇的存在不利于吸收，待吸收的气相中甲醇含量越高，越会增加甲醛的分压，并致使液体中产生泡沫。泡沫的存在是影响吸收效果的直接原因。因为泡沫会破坏塔盘上形成的液封，气相不经过吸收液就通过了塔盘，影响吸收效果。并且短路的气相没有经过吸收液压力没明显下降，会托住下降的液相，当被托住的液相的压力超过气相压力时，被托住的液相会在顷刻间下落在积液槽内。当进入塔釜的从塔上部下来的稀甲醛减少，且气相甲醛仍在不停的进入塔内，塔内动态平衡被破坏，塔釜浓度会出现骤升的状态，加剧形成聚甲醛的风险。

因此，在生产中，应及时分析吸收塔各段的甲醇和甲醛含量，一般来说37%的甲醛溶液中，甲醇含量低于1%为宜。当超过时，应及时调整导热油温度或者负荷，来提高甲醇的转化率。

1.4 温度

温度对于甲醛吸收的影响很大，一般来说，温度越低吸收效果越好，但一味的追求低温，也容易导致聚甲醛的形成。因此控制合适的吸收温度也是非常必要的。吸收过程属于放热过程，在吸收过程中吸收塔产生的热量几乎与反应过程的放热量相当，但由于吸收过程中释放的热能温度低，能质较低，回收利用的价值不高，因此用冷却水将热量移走以保证吸收效果。温度对于吸收效果的影响见图1。

一般来说，控制塔顶温度在25～30℃为宜，塔中部第三段填料位置温度40-45℃为宜，塔釜温度65℃左右为宜。

1.5 pH值

吸收液pH值得高低对于甲醛吸收效果明显，因为甲醛属于酸性气体，吸收液如偏碱性，吸收效果会更好。如果下游生产单元可接受的话，可以适当在塔顶部加入少量碱液，将塔顶部pH值控制在8.5～9之间为宜，过多的碱液加进吸收塔又将导致溶液的灰份增加，增加产生泡沫的可能，这又会严重影响吸收效果。并且过多的堿液加入到系统中，也会增加铁钼催化剂碱金属中毒的可能性。pH值对于甲醛吸收塔吸收效果的影响趋势见图2。

2 结论

影响甲醛吸收效果的主要因素包括：设备安装，甲醛溶液浓度，甲醇含量，温度，pH值。设备安装过程中应严格按照相关规范及工艺包中要求，进行规范施工，严格测量。生产过程中根据下游需求调整甲醛溶液浓度，装置整体进行水平衡计算，选择适当的浓度，既能保证下游所需浓度，又能有效的减缓吸收塔多聚甲醛的产生。每月进行全塔分析，控制塔内甲醇含量，降低甲醛分压，减少泡沫的产生。控制吸收塔各段温度在适当范围来提高吸收效果。适当的加一点碱液提高塔顶pH值，碱性环境下更有利于吸收。做好日常检查与维护，可有效提高甲醇转化率，提高吸收效能。

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