[發明專利]一種高效率的銀法甲醛裝置中的甲醇氧化器

有效

• 申請號: 201811378889.1
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109603687B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 向家勇
• 申請（專利權）人: 江蘇玖鴻化工技術有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J8/00;C07C45/38;C07C47/055
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

本發明公開了一種高效率的銀法甲醛裝置中的甲醇氧化器，包括罐體(1)、銀催化劑層(2)和冷卻管(3)，冷卻管(3)設置在罐體(1)內，罐體(1)的底部設置有圓臺形結構，圓臺形結構的側面設置有進料口，進料口處設置有銀催化劑層(2)，罐體(1)的上部設置有甲醛出口(4)，進料口和甲醛出口(4)均與罐體(1)連通。本發明的高效率的銀法甲醛裝置中的甲醇氧化器將進料口從甲醇氧化器的頂部換為甲醇氧化器的罐體底部的圓臺形結構的側面，可以大大提高甲醇與銀催化劑的反應面積，提高反應效率，從而可以降低甲醇氧化器的體積。

技術領域

本發明涉及一種高效率的銀法甲醛裝置中的甲醇氧化器。

背景技術

銀法甲醛生產過程中，甲醇混合氣體再氧化器中的化學反應主要以下：

氧化反應

CH₃OH+1/2O₂→CH₂O+H₂O (1)

脫氫反應

CH₃OH→CH₂O+H₂ (2)

反應過程中的副反應化學方程式：

CH₃OH+3/2O₂→CO₂+2H₂O (3)

CH₃OH→CO+2H₂O……… (4)

CH₃OH+H₂→CH₄+H₂O……… (5)

CH₃OH+O₂→HCOOH+H₂O (6)

目前甲醛行業傳統氧化器，外形均為立式圓筒形設備，一般從上到下可分為三段：上段為氧化器頂蓋；中段為催化劑室和急冷段的組合；下段可設置冷卻段(根據需要設置)。采用傳統型氧化器的技術缺陷：

a、由于氧化器急冷段采用列管式換熱器形式，上管板上面的催化劑層的溫度為630～650℃，由于上管板和換熱管采用奧氏體不銹鋼焊接而成，在此溫度下，奧氏體不銹鋼處于最最容易損壞的敏化溫度，晶格粗大，特別是容易在焊接的熱影響區產生晶間腐蝕，時間長了，就會在上管板的熱影響區產生熱裂紋，漏水。在氧化器漏水部位，局部溫度偏低，甲醇的氧化反應不充分，造成單耗偏高，補焊后由于焊接熱影響區的材質發生變化，會繼續漏水。所以氧化器漏水的管道數量達到換熱管的5～10％左右，單耗在450kg甲醛/t甲醛(37％),就必須更換氧化器。一般是3年左右更換氧化器。一般氧化器在甲醛裝置中費用占到20％左右。

b、氧化器的換熱管，管板是采用不銹鋼的，而殼程為了減少制造成本，一般采用碳鋼材質。在管程里面，由于反應后的氣相溫度比較高，換熱管不銹鋼的熱膨脹系數(17.9)又遠遠大于殼程碳鋼的熱膨脹系數(11.3～13)，所以換熱管頂起管板的應力很大，經過計算，一臺5萬噸氧化器在操作時的熱應力達到48噸左右，雖然采用了膨脹節來抵消部分的熱應力，但是熱應力存在著，特別是對于管板和換熱管部分的熱影響區在高溫下是致命的損壞。

c、對于10萬噸及以上的甲醛裝置，氧化器有效直徑大于φ2600，中間部分的熱量帶走是比較困難的，為了減少管板中間殼程由于帶不出熱量的弊端，只有采用加大管間距的方式，但是這時混合氣體通過催化劑有效面積減少，氧化器不得不做的很大，造成的結果是單耗高，產能低。