年产2.5万吨甲醛生产工艺设计本科学位论文.doc

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1、中国矿业大学银川学院毕业设计(论文)中国矿业大学银川学院本科毕业设计(2015届)题目年产2.5万吨甲醛生产工艺设计系别化学工程系专业煤化工年级11级2班学生姓名魏杰指导教师张霞年月日-35-中国矿业大学银川学院毕业设计(论文)摘要本设计为年产2.5万吨37%甲醛水溶液的生产工艺设计,本设计采用银催化法工艺,根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证,对整个装置进行了物料与能量的衡算,对主要设备和管道进行了设计及选型,同时对本装置安全生产与“三废”治理作了相关讨论。  关键词:甲醛:甲醇:氧化:工艺:电解银:-35-中国矿业大

2、学银川学院毕业设计(论文)前言  甲醛是重要的有机化工基础原料,是甲醇最重要的衍生物产品之一,甲醛的用途十分广泛,主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等,也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。目前甲酴的生产均采用甲醇为原料,银催化剂,经空气氧化得到,其浓度为37%左右,其余为水,含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林,是常用的杀菌剂和防腐剂。  甲醛是脂肪族中的最简单的醛,化学性质十分活泼。甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。1868年,A.M.

3、Hoffmann使用铂催化剂,用空气氧化甲醇合成了甲醛,并且确定了它的化学特性。1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。1910年,由于酚醛树脂的开发成功,使甲醛工业得到了迅猛的发展。  随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究,其生产工艺的日渐完善,对甲醛生产设备的要求也在不断提高。工业甲醛生产典型的有机合成工艺,在我国已有近五十年的历史。我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步,其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先

4、进水平。  从我国甲醛的生产现状看,结合毕业实习的相关内容,此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。在整个设计过程中,按照设计任务书的要求,对年产2.5万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算,对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算。由于本人能力有限,加上时间较为仓促,在整个设计中难免有错误和不足之处,敬请各位老师批评指正。  -35-中国矿业大学银川学院毕业设计(论文)目录第一章甲醛生产简介-5-1.1甲醛的性质和用途-5-1.1.1产品说明-5-1.1.2产品性质:-5-1.2产品用途-7-1.3甲

5、醛的生产工艺简介-7-1.3.1目前,国内外由甲甲醇生产甲醛主要有以下几种方法:-7-1.4甲醛主要生产工艺的比较与选择-8-1.4.1生产工艺比较-8-1.4.2银催化法生产甲醛-9-第二章物料衡算-11-2.1主要工艺指标-11-2.2甲醛、甲醇物料衡算-12-2.2.1产品产量及其组成-13-2.2.2原料投入量-14-2.2.3尾气中各组分含量的计算-14-2.2.4校核-15-2.2.5主要设备物料衡算-16-第三章热量衡算-20-3.1物性参数及计算公式-20-3.2主要设备热量衡算-20-第四章主要非定型设备

6、的计算及选型-26-4.1蒸发器-26-4.2过热阻火器-27-4.3氧化炉-28-4.3.1废热段-28-4.3.2急冷段-28-4.4一塔一冷-29--35-中国矿业大学银川学院毕业设计(论文)4.5一塔二冷-30-4.6二塔一冷-30-第五章“三废”处理-31-5.1废气处理-31-5.2废水处理-32-5.3噪声防治-32--35-中国矿业大学银川学院毕业设计(论文)第一章甲醛生产简介1.1甲醛的性质和用途1.1.1产品说明产品名称:甲醛化学分子式:HCHO分子量:30.031.1.2产品性质:a物理性质:甲醛又称

7、蚁醛,是无色有强烈刺激性气味的气体,对空气的比重为1.06,略重于空气,易溶于水、醇和醚,甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。其30%~40%的水溶液为福尔马林液,此溶液沸点为19℃。故在室温时极易挥发,随着温度的上升挥发速度加快。甲醛易聚合成多聚甲醛,其受热易发生解聚作用,并在室温下可缓慢释放甲醛。表1-2甲醛的物理性质计量单位:见表项目数值密度(g/cm3)-80℃0.9151-20℃0.8153沸点(101.3kPa)/℃-19熔点℃-118汽化热(19℃)/(kj/mol)23生成热(25℃)/(kj/mol

8、)-116标准自由能(25℃)/(kj/mol)-109.7比热容J/(mol.k)35.2熵J/(mol.k)218.6燃烧热(kj/mol)561~569临界温度℃137.2~141.2-35-中国矿业大学银川学院毕业设计(论文)临界压力Mpa6.81~6.66空气中爆炸极限%7.0~73着火点℃ 

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