專利名稱：一種甲醛生產(chǎn)原料氣的制備工藝及蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甲醛生產(chǎn)中的原料氣制備エ藝及設(shè)備，尤其是一種通過改進(jìn)現(xiàn)有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)和換熱流程達(dá)到降低系統(tǒng)阻力、進(jìn)ー步回收利用裝置廢熱的甲醛原料氣制備エ藝及設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)絕大部分甲醛生產(chǎn)采用傳統(tǒng)銀法エ藝。傳統(tǒng)銀法エ藝的蒸發(fā)器為中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，靠空氣鼓泡熱甲醇產(chǎn)生甲醇-空氣混合氣，再額外配入配料水蒸氣，形成三元混合氣，作為甲醛生產(chǎn)的原料氣。蒸發(fā)甲醇的熱源一般為氧化器下段的冷卻段產(chǎn)生的熱水，熱水的熱量剛好夠蒸發(fā)甲醇，沒有剰余。這種エ藝和設(shè)備的缺點(diǎn)是空氣需穿過液層， 系統(tǒng)阻カ大，風(fēng)機(jī)耗電量大；必須消耗配料水蒸氣，裝置副產(chǎn)水蒸氣量??；吸收系統(tǒng)的廢熱沒有有效利用，需要消耗大量冷卻水冷卻。另外，還有少量甲醛生產(chǎn)采用尾氣或煙道氣循環(huán)エ藝。該エ藝采用鼓風(fēng)機(jī)將甲醛吸收尾氣或尾氣鍋爐的煙道氣循環(huán)回到反應(yīng)器，代替部分配料水蒸氣，節(jié)約了一部分水蒸氣。但因増加循環(huán)風(fēng)機(jī)而增加了電カ消耗；甲醇蒸發(fā)器為再沸器式蒸發(fā)器，采用水蒸汽作為熱源蒸發(fā)消耗了大量水蒸氣；煙道氣循環(huán)降低了尾氣中的可燃?xì)鉂舛?，降低了尾氣爐的熱效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述エ藝存在的缺點(diǎn)與不足，提供ー種針對現(xiàn)有裝置中的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器和再沸器式蒸發(fā)器的改造方案，以及對應(yīng)新蒸發(fā)器的エ藝流程和操作方法。ー種甲醛生產(chǎn)原料氣的蒸發(fā)器，所述的蒸發(fā)器為改進(jìn)后的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器； 其中，將中央循環(huán)管上ロ盲死；在蒸發(fā)器底部或甲醇入口管線上增加ー補(bǔ)水口 ；在列管段上面和/或下面増加填料，或者沒有列管段只有填料段，在填料段上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置填料式除沫段來替代折流板式除沫段?？梢赃x擇在蒸發(fā)器前再加一個(gè)洗氣塔或洗氣段以提高原料氣的潔凈度。一種用于甲醛生產(chǎn)的原料氣裝置，包含蒸發(fā)器、蒸發(fā)器循環(huán)泵、過濾器、氧化器冷卻段、第一吸收塔、第一吸收塔換熱器、甲醛循環(huán)泵；所述蒸發(fā)器的底部出液ロ通過蒸發(fā)器循環(huán)泵與過濾器相連接；所述過濾器通過氧化器冷卻段與蒸發(fā)器填料段上方的進(jìn)液ロ相連接；所述第一吸收塔下端通過甲醛循環(huán)泵與蒸發(fā)器列管段殼程進(jìn)液ロ相連；所述第一吸收塔上端通過換熱器與蒸發(fā)器列管段殼程出液ロ相連。所述蒸發(fā)器為中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其設(shè)有中央循環(huán)管、列管段、填料段、除沫段以及空氣、甲醇、補(bǔ)水三個(gè)入口 ；在蒸發(fā)器中部設(shè)有中央循環(huán)管和列管段，將中央循環(huán)管上 ロ盲死；在列管段上面和/或下面設(shè)置填料段，在填料段上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置除沫段，所述除沫段為填料式；所述蒸發(fā)器下部設(shè)有空氣或空氣混合氣、甲醇和補(bǔ)水三個(gè)入口。所述蒸發(fā)器的外部另設(shè)ー個(gè)空氣洗滌塔，在空氣洗滌塔下部設(shè)一空氣入口 ；空氣洗滌塔設(shè)外置換熱器。所述蒸發(fā)器為填料塔結(jié)構(gòu)；其設(shè)有填料段、除沫段以及空氣、甲醇、補(bǔ)水三個(gè)入口 ； 在蒸發(fā)器中部設(shè)有填料段，在填料段上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置除沫段；在蒸發(fā)器下部設(shè)有空氣、甲醇和補(bǔ)水三個(gè)入ロ。所述蒸發(fā)器外部另設(shè)ー個(gè)空氣洗滌塔，在空氣洗滌塔下部設(shè)一空氣入口 ；空氣洗滌塔設(shè)外置換熱器。ー種甲醛生產(chǎn)原料氣的制備エ藝，包括如下步驟步驟ー蒸發(fā)器內(nèi)同時(shí)按比例加入甲醇和水，液位控制在空氣進(jìn)ロ以下；步驟ニ 開車前向第一吸收塔底吹入水蒸氣預(yù)熱甲醛循環(huán)液用以加熱蒸發(fā)器，開車后停止吹汽；步驟三第一吸收塔的甲醛循環(huán)液依次進(jìn)入蒸發(fā)器列管段殼程，再進(jìn)入第一吸收塔的冷卻器冷卻；步驟四甲醇和水在蒸發(fā)器底部混合形成甲醇水溶液，用蒸發(fā)器循環(huán)泵抽出經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入氧化器冷卻段加熱，再回到填料上方噴淋；步驟五空氣或含有甲醇-水蒸氣的空氣穿過列管段管程、填料段與甲醇水溶液液膜逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣。其中在所述步驟四之前増加ー步驟在蒸發(fā)器外部設(shè)有空氣洗滌塔，甲醇水溶液通過空氣洗滌塔的外置換熱器與甲醛循環(huán)液換熱，再回到填料上方噴淋；空氣從空氣洗滌塔下部進(jìn)入，通過填料段與來自蒸發(fā)器且在空氣洗滌塔內(nèi)循環(huán)的甲醇水溶液液膜逆向接觸，洗掉空氣中的雜質(zhì)，并形成含有甲醇-水蒸氣的空氣；含有甲醇-水蒸氣的空氣經(jīng)除沫段除沫后從蒸發(fā)器的空氣進(jìn)ロ進(jìn)入蒸其中在開車前向第一吸收塔底吹入水蒸氣預(yù)熱甲醛循環(huán)液用以加熱蒸發(fā)器和空氣洗滌塔，開車后停止吹汽。其中所述步驟三中，蒸發(fā)器不設(shè)有列管段，則第一吸收塔的甲醛循環(huán)液先進(jìn)入空氣洗滌塔外置換熱器，再進(jìn)入第一吸收塔的換熱器冷卻。其中所述步驟五中空氣或含有甲醇-水蒸氣的空氣穿過填料段與甲醇水溶液液膜逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣。其中所述的水是清水或者是含有甲醇和/或甲醛的水溶液。其中所述的蒸發(fā)器甲醇液循環(huán)管線上設(shè)置過濾器。其中所述的蒸發(fā)器的中央循環(huán)管上ロ為盲死。其中所述的蒸發(fā)器的列管段上面和/或下面増加填料段，或者沒有列管段只有填料段，填料段上方設(shè)有分布器。其中所述的蒸發(fā)器中設(shè)置除沫段，所述的除沫段為填料式。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的甲醛原料氣制備エ藝，對傳統(tǒng)エ藝、設(shè)備改動很小，改造投入低；系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機(jī)耗電量??；不再消耗配料水蒸氣和甲醇蒸發(fā)用水蒸氣，裝置副產(chǎn)水蒸氣量大；吸收系統(tǒng)的廢熱得以有效利用，節(jié)省大量冷卻水。
圖1為本發(fā)明裝置圖；圖2為本發(fā)明エ藝流程圖；圖3為空氣洗滌塔設(shè)在蒸發(fā)器旁邊的エ藝流程圖；圖4為空氣洗滌塔設(shè)在蒸發(fā)器下方的エ藝流程圖；圖5為空氣洗滌塔設(shè)在蒸發(fā)器旁邊的另一種エ藝流程圖；圖中1.蒸發(fā)器2.列管段3.中央循環(huán)管4.填料段5.除沫段6.氧化器冷卻段7.過濾器8.蒸發(fā)器循環(huán)泵9.第一吸收塔10.甲醛循環(huán)泵11.第一吸收塔的換熱器12.空氣洗滌塔13.空氣洗滌塔的填料段14.空氣洗滌塔的除沫段15.空氣洗滌塔循環(huán)泵16.空氣洗滌塔過濾器17.空氣洗滌塔的外置換熱器18.空氣混合氣進(jìn)ロ。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。本附圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本エ藝流程及設(shè)備結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。實(shí)施例1 (蒸發(fā)器設(shè)有改造后的中央循環(huán)管和列管段，補(bǔ)水為軟化水或脫鹽水)一種用于甲醛生產(chǎn)的原料氣裝置，如圖1所示，包含蒸發(fā)器1、蒸發(fā)器循環(huán)泵8、過濾器7、氧化器6冷卻段、第一吸收塔的換熱器11、第一吸收塔9、甲醛循環(huán)泵10 ；甲醇水溶液從蒸發(fā)器底部用蒸發(fā)器循環(huán)泵抽出經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入氧化器加熱，再回到填料段上方噴淋；空氣穿過列管段和填料段與甲醇水溶液液膜逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣；混合氣經(jīng)除沫段后離開蒸發(fā)器；第一吸收塔的甲醛循環(huán)液用甲醛循環(huán)泵抽出進(jìn)入蒸發(fā)器列管段加熱蒸發(fā)器內(nèi)的甲醇水溶液，再進(jìn)入第一吸收塔換熱器冷卻。所述蒸發(fā)器為中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其設(shè)有中央循環(huán)管3、列管段2、填料段4、除沫段5 ；在蒸發(fā)器中部設(shè)有中央循環(huán)管和列管段，將中央循環(huán)管上ロ盲死；在列管段上面和 /或下面設(shè)置填料段，在填料段上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置除沫段，所述除沫段為填料式。上述蒸發(fā)器下部可以設(shè)有空氣、甲醇和補(bǔ)水三個(gè)入口。將中央循環(huán)管3上端盲死；將軟化水或脫鹽水與蒸發(fā)器1底部的補(bǔ)水口相連；在列管段2上面増加填料，在填料上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置填料式除沫段來替代折流板式除沫段；將第一吸收塔9的甲醛循環(huán)液先連接蒸發(fā)器列管段2殼程，再接入原有換熱器冷卻；拆除熱水槽系統(tǒng)，改為甲醇水溶液從蒸發(fā)器1底部ヰ蒸發(fā)器循環(huán)泵8ヰ過濾器 7ヰ氧化器冷卻段6ヰ填料段4上方噴淋；在第一吸收塔9底部，增設(shè)蒸汽加入管線。如圖2所示，蒸發(fā)器1內(nèi)同時(shí)按比例加入甲醇和清水，液位控制在空氣進(jìn)ロ以下； 開車前向第一吸收塔9底部吹入水蒸氣預(yù)熱甲醛循環(huán)液用以加熱蒸發(fā)器，開車后停止吹汽；第一吸收塔9的甲醛循環(huán)液用甲醛循環(huán)泵10抽出進(jìn)入蒸發(fā)器列管段2殼程加熱蒸發(fā)器 1內(nèi)的甲醇水溶液，再進(jìn)入第一吸收塔換熱器11冷卻；甲醇水溶液從蒸發(fā)器1底部用循環(huán)泵8抽出經(jīng)過濾器7過濾后進(jìn)入氧化器冷卻段6加熱，再回到填料4上方噴淋；空氣穿過列管段2管程和填料4與甲醇水溶液液膜逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣；混合氣經(jīng)除沫段5除沫后離開蒸發(fā)器1。以5萬噸/年甲醛裝置，甲醛產(chǎn)量7t/h為例，對比改造前后生產(chǎn)效果
指標(biāo)風(fēng)機(jī)出口蒸發(fā)器出口蒸發(fā)器阻風(fēng)機(jī)軸功配料蒸汽脫鹽水耗冷卻水壓力，kPa壓力，kPa力’ kPa率，kw耗量，t/h量，t/h耗量，t/h改造前38172165.82.450280改造后1817137.702.45126降低單耗40.35-0.3522 實(shí)施例2 (蒸發(fā)器設(shè)有中央循環(huán)管和列管段，補(bǔ)水為甲醇和甲醛吸收塔水洗段稀甲醇溶液)裝置同實(shí)施例1，將中央循環(huán)管3上端盲死；將甲醛吸收系統(tǒng)末端的稀甲醇溶液與蒸發(fā)器1底部的補(bǔ)水口相連；在列管段2上面増加填料，在填料上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置填料式除沫段來替代折流板式除沫段；將第一吸收塔9的甲醛循環(huán)液先連接蒸發(fā)器列管段2殼程，再接入原有換熱器冷卻；拆除熱水槽系統(tǒng)，改為甲醇水溶液從蒸發(fā)器1 底部ヰ蒸發(fā)器循環(huán)泵8ヰ過濾器7ヰ氧化器冷卻段6ヰ填料段4上方噴淋；在第一吸收塔 9底部，增設(shè)蒸汽加入管線。蒸發(fā)器1內(nèi)同時(shí)按比例加入甲醇和甲醛吸收塔水洗段稀甲醇溶液，液位控制在空氣進(jìn)ロ以下；開車前向第一吸收塔9底部吹入水蒸氣預(yù)熱甲醛循環(huán)液用以加熱蒸發(fā)器，開車后停止吹汽；第一吸收塔9的甲醛循環(huán)液用甲醛循環(huán)泵10抽出進(jìn)入蒸發(fā)器列管段2殼程加熱蒸發(fā)器1內(nèi)的甲醇水溶液，再進(jìn)入第一吸收塔換熱器11冷卻；甲醇水溶液從蒸發(fā)器1 底部用循環(huán)泵8抽出經(jīng)過濾器7過濾后進(jìn)入氧化器冷卻段6加熱，再回到填料段4上方噴淋；空氣穿過列管段2管程和填料段4與甲醇水溶液液膜逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣；混合氣經(jīng)除沫段5除沫后離開蒸發(fā)器1。向蒸發(fā)器加入含有甲醇的水溶液可以降低甲醇單耗。上述的含有甲醇的水溶液也可以替換為含有甲醇和甲醛的水溶液。以5萬噸/年甲醛裝置，甲醛產(chǎn)量7t/h為例，對比改造前后生產(chǎn)效果
權(quán)利要求
1.一種用于甲醛生產(chǎn)的原料氣裝置，其特征在干，包含蒸發(fā)器、蒸發(fā)器循環(huán)泵、過濾器、 氧化器冷卻段、第一吸收塔、第一吸收塔換熱器、甲醛循環(huán)泵；所述蒸發(fā)器的底部出液ロ通過蒸發(fā)器循環(huán)泵與過濾器相連接；所述過濾器通過氧化器冷卻段與蒸發(fā)器填料段上方的進(jìn)液ロ相連接；所述第一吸收塔下端通過甲醛循環(huán)泵與蒸發(fā)器列管段殼程進(jìn)液ロ相連；所述第一吸收塔上端通過換熱器與蒸發(fā)器列管段殼程出液ロ相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料氣裝置，其中，所述蒸發(fā)器為中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，其設(shè)有中央循環(huán)管、列管段、填料段、除沫段以及空氣、甲醇、補(bǔ)水三個(gè)入口 ；在蒸發(fā)器中部設(shè)有中央循環(huán)管和列管段，將中央循環(huán)管上ロ盲死；在列管段上面和/或下面設(shè)置填料段，在填料段上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置除沫段；所述蒸發(fā)器下部設(shè)有空氣或空氣混合氣、甲醇和補(bǔ)水三個(gè)入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原料氣裝置，其中，所述蒸發(fā)器的外部另設(shè)ー個(gè)空氣洗滌塔， 在空氣洗滌塔下部設(shè)一空氣入口 ；空氣洗滌塔設(shè)外置換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料氣裝置，其中，所述蒸發(fā)器為填料塔結(jié)構(gòu)；其設(shè)有填料段、除沫段以及空氣、甲醇、補(bǔ)水三個(gè)入口 ；在蒸發(fā)器中部設(shè)有填料段，在填料段上方設(shè)有分布器；并在蒸發(fā)器頂端設(shè)置除沫段；在蒸發(fā)器下部設(shè)有空氣、甲醇和補(bǔ)水三個(gè)入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原料氣裝置，其中，所述蒸發(fā)器外部另設(shè)ー個(gè)空氣洗滌塔，在空氣洗滌塔下部設(shè)一空氣入口 ；空氣洗滌塔設(shè)外置換熱器。
6.ー種甲醛生產(chǎn)原料氣的制備エ藝，其特征在干，包括如下步驟步驟ー蒸發(fā)器內(nèi)同時(shí)按比例加入甲醇和水，液位控制在空氣進(jìn)ロ以下；步驟ニ開車前向第一吸收塔底吹入水蒸氣預(yù)熱甲醛循環(huán)液用以加熱蒸發(fā)器，開車后停止吹汽；步驟三第一吸收塔的甲醛循環(huán)液依次進(jìn)入蒸發(fā)器列管段殼程，再進(jìn)入第一吸收塔的冷卻器冷卻；步驟四甲醇和水在蒸發(fā)器底部混合形成甲醇水溶液，用蒸發(fā)器循環(huán)泵抽出經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入氧化器冷卻段加熱，再回到填料上方噴淋；步驟五空氣或含有甲醇-水蒸氣的空氣穿過列管段管程、填料段與甲醇水溶液液膜逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的原料氣的制備エ藝，其中在所述步驟四之前増加ー步驟在蒸發(fā)器外部設(shè)有空氣洗滌塔，甲醇水溶液通過空氣洗滌塔的外置換熱器與甲醛循環(huán)液換熱，再回到填料上方噴淋；空氣從空氣洗滌塔下部進(jìn)入，通過填料段與來自蒸發(fā)器且在空氣洗滌塔內(nèi)循環(huán)的甲醇水溶液液膜逆向接觸，洗掉空氣中的雜質(zhì)，并形成含有甲醇-水蒸氣的空氣；含有甲醇-水蒸氣的空氣經(jīng)除沫段除沫后從蒸發(fā)器的空氣進(jìn)ロ進(jìn)入蒸發(fā)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原料氣的制備エ藝，其中在開車前向第一吸收塔底吹入水蒸氣預(yù)熱甲醛循環(huán)液用以加熱蒸發(fā)器和空氣洗滌塔，開車后停止吹汽。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原料氣的制備エ藝，其中所述步驟三中，蒸發(fā)器不設(shè)有列管段，則第一吸收塔的甲醛循環(huán)液先進(jìn)入空氣洗滌塔外置換熱器，再進(jìn)入第一吸收塔的換熱器冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的原料氣的制備エ藝，其中所述步驟五中空氣或含有甲醇-水蒸氣的空氣穿過填料段與甲醇水溶液液膜逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8、9或10中任一所述的原料氣制備エ藝，其中所述的水是清水或者是含有甲醇和/或甲醛的水溶液。
12.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8、9或10中任一所述的原料氣制備エ藝，其中所述的蒸發(fā)器甲醇液循環(huán)管線上設(shè)置過濾器。
13.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8、9或10中任一所述的蒸發(fā)器，其中所述的蒸發(fā)器的中央循環(huán)管上ロ為盲死。
14.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8、9或10中任一所述的蒸發(fā)器，其中所述的蒸發(fā)器的列管段上面和/或下面増加填料段，或者沒有列管段只有填料段，填料段上方設(shè)有分布器。
15.根據(jù)權(quán)利要求2、6、7、8、9或10中任一所述的蒸發(fā)器，其中所述的蒸發(fā)器中設(shè)置除沫段，所述的除沫段為填料式。
全文摘要
本發(fā)明涉及甲醛生產(chǎn)中的原料氣制備工藝及設(shè)備，尤其是一種通過改進(jìn)現(xiàn)有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)和換熱流程達(dá)到降低系統(tǒng)阻力、進(jìn)一步回收利用裝置廢熱的甲醛原料氣制備工藝及設(shè)備。在蒸發(fā)器列管上管板上放置一層填料。蒸發(fā)器內(nèi)同時(shí)按比例加入甲醇和水，液位控制在空氣進(jìn)口以下。第一吸收塔的甲醛循環(huán)液先進(jìn)入蒸發(fā)器列管殼程，再進(jìn)入換熱器冷卻。甲醇水溶液從蒸發(fā)器底部用蒸發(fā)器循環(huán)泵抽出進(jìn)入氧化器下部的冷卻段加熱，再回到填料上方噴淋?？諝獯┻^列管管程和填料與甲醇水溶液逆向接觸，形成甲醇-空氣-水蒸氣混合氣。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)電、節(jié)水、副產(chǎn)水蒸氣量大。
文檔編號C07C45/38GK102584549SQ201110455168
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者洪海玲, 田寶峰 申請人:田寶峰