摘要：甲醛广泛应用于胶粘剂、肥料、农业、医药等众多行业，传统银法甲醛生产工艺只能生产37%的低浓度甲醛溶液，制约了甲醛行业的发展。采用银法-烟道气循环工艺，可以生产高浓度甲醛，节约能耗，有利于甲醛行业的发展。
关键词：银法甲醛 烟道气循环 高浓度甲醛
1、甲醛生产行业背景
在我国，甲醛主要用于生产脲醛树脂，大约可以占甲醛消费总量的50%以上，但甲醛下游产品多达上百种，包括酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、乌洛托品（六亚甲基四氨）、三羟甲基丙烷、新戊二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、吡啶等，涉及胶粘剂、肥料、农药、医药等多个化工行业。
目前工业甲醛的生产都是以甲醇为原料，工艺路主要为两种，包括甲醇过量法（银法）、空气过量法（铁钼法）。银法较铁钼法而言，大大节省投资，工艺简单，调节能力强，产品中甲酸含量少，在我国甲醛生产占比达到90%以上。然而传统银法工艺只能生产低浓度甲醛（37%质量浓度），大大制约了银法甲醛生产企业的发展。
传统银法工艺，是原料气（一定比例的甲醇、空气、水蒸气混合，在爆炸极限上限以上）经反应器中的催化剂（电解银），控制温度在600~680℃，进行氧化、脱氢反应后生成甲醛，再用水吸收后得产品，反应尾气直接排放或燃烧供热后排放。
近年来，经过国内全行业的共同努力，随着新工艺、新设备、新技术的推广应用，银法甲醛工艺得到较好的发展，特别是烟道气循环工艺的改进，银法甲醛产品浓度已经可以达到较高的浓度（44%~55%）；而随着国内企业的发展壮大，甲醛装置也在向着大型化发展。
2、银法烟道气循环甲醛生产流程
甲醇经泵送至蒸发器，罗茨鼓风机的空气经过蒸发器底部空气分布器鼓泡带走甲醇液体，甲醇液体和空气的混合气液和配料蒸汽以及烟道气成为一定比例的甲醇—空气—蒸汽—烟气四元混合气，经混合过热器加热到105℃后，进入反应器上部，在电解银作用下，在620℃~650℃下，氧气和甲醇气体反应生成甲醛气体，反应后形成的高温混合气体进入反应器的急冷段。冷却后的混合气体进入吸收塔，用软水进行逆流吸收，入水的甲醛、甲醇成为水溶液，不溶于水的氮气、氢气和微量的C0类气体溢出,经过尾气水封槽进入尾气焚烧锅炉，氢气等可燃气体燃烧，氮气不燃烧排出，尾气炉排出的烟气主要是H2O和N2的混合气体，用引风机经过处理送到混合器参加反应。
生产物料简要流程如下图1：
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图1 烟道气循环-银法甲醛生产工艺物料流程简图
3 生产工艺物料衡算
3.1 产品物料衡算
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总反应原料气物料衡算如表2：
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3.2 关于反应产物的衡算
经查阅相关文献，参考尾气物料种类和含量，相关反应所消耗甲醇及所占分率如下表3：
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3.4 尾气锅炉物料衡算
吸收系统甲醛吸收效率为96%，甲醇、草酸过吸收系统完全溶解，则
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根据上表得出，燃烧需要的氧气量为52.8934kmol/h，为使燃烧充分，调整至74.0508kmol/h，转化为需要的空气量为266.9857kmol/h。
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从上表可知，烟道气用量为308.6722/929.5537=33.2%。
4总结
烟道气循环的银法甲醛生产装置工艺改进方案，利用烟道气中的氮气，替代部分蒸汽作为吸收反应热的载体，可以有效减少甲醛产品中水的含量，提高甲醛产品的浓度；其次，大大减少了蒸汽的用量，节约能源；产品浓度的提高还降低了运输成本和下游产业的能耗。对于国内甲醛行业发展有着积极的推进意义。
参考文献
[1]李峰，朱铨寿. 甲醇及下游产品. 北京：化学工业出版社，2008
[2]文星. 粗甲醇生产甲醛. 浙江化工，2006，37（4）：15-18.
[3]李速延，吴祖明，周晓奇. 甲醇脱氢制无水甲醛的研究进展. 工业催化，2008，16（7）：7.
[4]李世杰. 甲醛工业生产现状及工艺路线比较. 中氮肥，2000，1：7.
[5]杨洪彬，王卫平，杨海英，申明成. 甲醛生产装置技改总结. 河南化工，2000，10：31-32.
[6]罗志相. 2.7万吨/年甲醛技术改造项目技术方案. 化学工程与装备，2007，4：39.
[7]何寿林，刘生鹏，欧阳贻德. 甲醇氧化生产甲醛装置的工艺查定及分析（Ⅰ）. 湖北化工，2001，6：34-36.
[8]汪镇安. 化工工艺设计手册（上册）. 第三版. 北京：化学工业出版社，2003. 2-686-2-919.