鐵鉬法甲醛吸收塔影響因素分析

毛臻

摘 要：甲醛作為一種簡(jiǎn)單的有機(jī)化工原料，使用范圍非常廣泛。目前國(guó)內(nèi)甲醛生產(chǎn)工藝主要有“銀法”，“鐵鉬法”兩種。甲醛吸收塔作為甲醛溶液生產(chǎn)過程中一臺(tái)重要設(shè)備，分析影響甲醛吸收效果的因素就顯得尤為重要。本文就鐵鉬法甲醛生產(chǎn)過程中，影響甲醛吸收效果的因素進(jìn)行分析，尋找應(yīng)對(duì)各影響因素的策略，從而提高甲醛吸收塔吸收效能，提高甲醛收率。

關(guān)鍵詞：鐵鉬法甲醛;吸收塔;甲醇含量;溫度;pH值

甲醛使用廣泛，由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原料供應(yīng)充足而被大眾應(yīng)用。甲醛生產(chǎn)的工藝主要有銀催化氧化法和鐵鉬法兩種，其中銀催化氧化法是甲醛的主要生產(chǎn)方式，近年隨著環(huán)境保護(hù)日益被重視，國(guó)內(nèi)銀法生產(chǎn)正逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殍F鉬法生產(chǎn)。2018年，通過銀催化氧化法生產(chǎn)的甲醛占據(jù)了83.18%的份額。甲醛的下游需求非常廣泛，目前主要應(yīng)用于三醛樹脂，聚甲醛，季戊四醇，MDI和1，4-丁二醇上。

吸收塔作為甲醛生產(chǎn)過程中一個(gè)非常重要的設(shè)備，承擔(dān)著將甲醛由反應(yīng)器出來的氣相甲醛吸收為所需濃度的甲醛溶液。吸收效果的好壞，直接影響甲醛收率。未被吸收的甲醛到尾氣處理系統(tǒng)又會(huì)造成尾氣溫度的升高，冷凝下來的液相甲醛進(jìn)到循環(huán)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)又會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成不利影響。因此分析影響吸收塔吸收效果的因素就顯得尤為重要。

1 影響甲醛吸收塔吸收效果因素

1.1 吸收塔安裝

甲醛吸收塔主要由：設(shè)備筒體、絲網(wǎng)除沫器、泡罩塔盤、集液槽、分布器、填料、浮閥塔盤等部件組成。

吸收塔吸收效果的好壞，應(yīng)從最初的設(shè)備安裝中就嚴(yán)格把控。吸收塔垂直度應(yīng)滿足規(guī)范要求，否則，直接影響塔盤水平度，影響塔盤持液高度，影響吸收效果，從而影響產(chǎn)能。

塔體垂直度按照規(guī)范SH/T 3098-2011中要求，允許偏差不超過塔體高度0.1%且不超過30mm。

塔盤水平度允許偏差不超過8mm（塔體直徑4～ 6m），且應(yīng)符合工藝包要求。

泡罩塔盤，升氣桶高度應(yīng)略高于溢流堰5mm左右，保證泡罩塔盤持液高度。泡罩塔盤漏液量應(yīng)符合SH/T 3088-2012中要求，10min不超過5mm。

1.2 甲醛溶液濃度

甲醛溶液濃度的調(diào)節(jié)，主要由反應(yīng)生成的水以及吸收塔頂部加的脫鹽水量來控制。甲醛溶液濃度的高低直接影響到吸收塔的吸收效果。生產(chǎn)高濃度時(shí)，所需脫鹽水量較少，塔內(nèi)濃度較高，尾氣中氣相甲醛含量也就越高，吸收效果也就越差，并且吸收塔內(nèi)部也越溶液形成聚甲醛。相反，當(dāng)生產(chǎn)低濃度甲醛溶液時(shí)，吸收塔頂部加的脫鹽水量大，尾氣中氣相甲醛含量就越低，吸收效果也就越好。在保證產(chǎn)能、吸收效果的前提下，一般來說，吸收塔控制濃度越50%左右較佳。

1.3 甲醇含量

甲醇的存在不利于吸收，待吸收的氣相中甲醇含量越高，越會(huì)增加甲醛的分壓，并致使液體中產(chǎn)生泡沫。泡沫的存在是影響吸收效果的直接原因。因?yàn)榕菽瓡?huì)破壞塔盤上形成的液封，氣相不經(jīng)過吸收液就通過了塔盤，影響吸收效果。并且短路的氣相沒有經(jīng)過吸收液壓力沒明顯下降，會(huì)托住下降的液相，當(dāng)被托住的液相的壓力超過氣相壓力時(shí)，被托住的液相會(huì)在頃刻間下落在積液槽內(nèi)。當(dāng)進(jìn)入塔釜的從塔上部下來的稀甲醛減少，且氣相甲醛仍在不停的進(jìn)入塔內(nèi)，塔內(nèi)動(dòng)態(tài)平衡被破壞，塔釜濃度會(huì)出現(xiàn)驟升的狀態(tài)，加劇形成聚甲醛的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，在生產(chǎn)中，應(yīng)及時(shí)分析吸收塔各段的甲醇和甲醛含量，一般來說37%的甲醛溶液中，甲醇含量低于1%為宜。當(dāng)超過時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整導(dǎo)熱油溫度或者負(fù)荷，來提高甲醇的轉(zhuǎn)化率。

1.4 溫度

溫度對(duì)于甲醛吸收的影響很大，一般來說，溫度越低吸收效果越好，但一味的追求低溫，也容易導(dǎo)致聚甲醛的形成。因此控制合適的吸收溫度也是非常必要的。吸收過程屬于放熱過程，在吸收過程中吸收塔產(chǎn)生的熱量幾乎與反應(yīng)過程的放熱量相當(dāng)，但由于吸收過程中釋放的熱能溫度低，能質(zhì)較低，回收利用的價(jià)值不高，因此用冷卻水將熱量移走以保證吸收效果。溫度對(duì)于吸收效果的影響見圖1。

一般來說，控制塔頂溫度在25～30℃為宜，塔中部第三段填料位置溫度40-45℃為宜，塔釜溫度65℃左右為宜。

1.5 pH值

吸收液pH值得高低對(duì)于甲醛吸收效果明顯，因?yàn)榧兹儆谒嵝詺怏w，吸收液如偏堿性，吸收效果會(huì)更好。如果下游生產(chǎn)單元可接受的話，可以適當(dāng)在塔頂部加入少量堿液，將塔頂部pH值控制在8.5～9之間為宜，過多的堿液加進(jìn)吸收塔又將導(dǎo)致溶液的灰份增加，增加產(chǎn)生泡沫的可能，這又會(huì)嚴(yán)重影響吸收效果。并且過多的堿液加入到系統(tǒng)中，也會(huì)增加鐵鉬催化劑堿金屬中毒的可能性。pH值對(duì)于甲醛吸收塔吸收效果的影響趨勢(shì)見圖2。

2 結(jié)論

影響甲醛吸收效果的主要因素包括：設(shè)備安裝，甲醛溶液濃度，甲醇含量，溫度，pH值。設(shè)備安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范及工藝包中要求，進(jìn)行規(guī)范施工，嚴(yán)格測(cè)量。生產(chǎn)過程中根據(jù)下游需求調(diào)整甲醛溶液濃度，裝置整體進(jìn)行水平衡計(jì)算，選擇適當(dāng)?shù)臐舛?，既能保證下游所需濃度，又能有效的減緩吸收塔多聚甲醛的產(chǎn)生。每月進(jìn)行全塔分析，控制塔內(nèi)甲醇含量，降低甲醛分壓，減少泡沫的產(chǎn)生?？刂莆账鞫螠囟仍谶m當(dāng)范圍來提高吸收效果。適當(dāng)?shù)募右稽c(diǎn)堿液提高塔頂pH值，堿性環(huán)境下更有利于吸收。做好日常檢查與維護(hù)，可有效提高甲醇轉(zhuǎn)化率，提高吸收效能。

參考文獻(xiàn)：

[1]周萬德.甲醛生產(chǎn)操作問答[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2009：124-127.

[2]婁云鵬等.一起甲醛生產(chǎn)過程醇含量升高異常分析[J].化學(xué)工程與裝備，2020，5（15）：22-23+38.

[3]房海霞，張智德.鐵鉬法制甲醛生產(chǎn)中影響吸收效率的因素[J].化工管理，2019，12（21）：41+63.

[4]史蓓.鐵鉬法甲醛裝置吸收塔結(jié)晶問題淺析[J].廣東化工，2014，4（15）：185+177.

[5] SH/T 3098-2011.石油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部，2011.

[6] SH/T 3088-2012.石油化工塔盤技術(shù)規(guī)范[S].中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部，2013.