RU2094421C1 - Method of preparing formaldehyde - Google Patents
Method of preparing formaldehyde Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094421C1 RU2094421C1 RU95115698A RU95115698A RU2094421C1 RU 2094421 C1 RU2094421 C1 RU 2094421C1 RU 95115698 A RU95115698 A RU 95115698A RU 95115698 A RU95115698 A RU 95115698A RU 2094421 C1 RU2094421 C1 RU 2094421C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- oxygen
- reaction gas
- layers
- layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 70
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 66
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 7
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 2
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- DSMZRNNAYQIMOM-UHFFFAOYSA-N iron molybdenum Chemical compound [Fe].[Fe].[Mo] DSMZRNNAYQIMOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000005839 oxidative dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химических технологий и может быть использовано при производстве формальдегида на предприятиях химической, нефтехимической, деревообрабатывающей и других отраслей промышленности. The invention relates to the field of chemical technology and can be used in the production of formaldehyde in chemical, petrochemical, woodworking and other industries.
В промышленности формальдегид обычно получают двумя традиционными путями: окислением метанола в присутствии оксидного, как правило железомолибденового, катализатора или окислительным дегидрированием метанола в присутствии серебросодержащего катализатора. In industry, formaldehyde is usually obtained in two traditional ways: by oxidation of methanol in the presence of an oxide, usually iron-molybdenum, catalyst, or by oxidative dehydrogenation of methanol in the presence of a silver-containing catalyst.
Известен способ получения формальдегида окислением метанола в присутствии катализатора, содержащего оксиды металлов, в две стадии. На первой стадии реакционный газ, в состав которого входят метанол и кислород, пропускают через катализатор, расположенный в трубках, снаружи охлаждаемых теплоносителем. Частично прореагировавший на первой стадии реакционный газ подают на вторую стадию, которая заключается в пропускании его через слой катализатора, работающий в адиабатических условиях [1] Такой способ накладывает ограничения на производительность агрегата, производящего формальдегид. Возможности современного машиностроения не позволяют сооружать агрегаты с количеством трубок для размещения катализатора на первой стадии превышающим 10000 штук без ущерба для надежности этих агрегатов [2]
Известен также способ получения формальдегида путем окисления метанола в присутствии катализатора, содержащего оксиды металлов, заключающийся в последовательном пропускании реакционного газа через несколько (преимущественно три-пять) слоев катализатора, каждый из которых работает в адиабатических условиях. После прохождения каждого слоя реакционный газ, разогретый теплом реакции до температуры 340-400oC, oxлаждают дo 200-280oC перед подачей в следующий слой [3] Этот способ по наибольшему количеству сходных с предлагаемым изобретением признаков принят за прототип.A known method of producing formaldehyde by the oxidation of methanol in the presence of a catalyst containing metal oxides in two stages. In the first stage, the reaction gas, which consists of methanol and oxygen, is passed through a catalyst located in tubes externally cooled by a coolant. The reaction gas partially reacted in the first stage is fed to the second stage, which consists in passing it through a catalyst bed operating under adiabatic conditions [1] This method imposes restrictions on the performance of the formaldehyde-producing unit. The capabilities of modern engineering do not allow the construction of units with the number of tubes for placing the catalyst at the first stage in excess of 10,000 units without compromising the reliability of these units [2]
There is also known a method of producing formaldehyde by oxidation of methanol in the presence of a catalyst containing metal oxides, which consists in sequentially passing the reaction gas through several (mainly three to five) catalyst beds, each of which operates under adiabatic conditions. After passing through each layer, the reaction gas, heated by the reaction heat to a temperature of 340-400 o C, is cooled to 200-280 o C before being fed to the next layer [3] This method is taken as the prototype for the most similar features to the proposed invention.
Для прототипа характерна высокая вероятность возникновения пожаровзрывоопасных ситуаций при работе производящего формальдегид агрегат. Это вызвано тем, что исходный реакционный газ должен содержать не менее 7 об. кислорода, что близко к значениям, характеризующим нижний предел взрываемости. Понижение содержания кислорода в исходном реакционном газе относительно указанного невозможно, так как приведет к тому, что в последние слои реакционная смесь будет поступать с низкой концентрацией кислорода и длительная эксплуатация катализатора в таких условиях вызовет его дезактивацию в указанных слоях. Но наряду с этим практика показывает, что и при указанном содержании кислорода в исходном реакционном газе катализатор в последних слоях работает в неблагоприятных условиях, так как остаточная концентрация кислорода в частности прореагировавшем реакционном газе перед последним слоем не превышает 3,5 об. что значительно снижает эффективность работы катализатора, который достаточно быстро дезактивируется при недостатке кислорода. The prototype is characterized by a high probability of fire and explosion hazard situations during operation of a formaldehyde-producing unit. This is because the initial reaction gas must contain at least 7 vol. oxygen, which is close to the values characterizing the lower explosive limit. A decrease in the oxygen content in the initial reaction gas relative to the indicated is impossible, as it will lead to the fact that the reaction mixture will enter the last layers with a low oxygen concentration and long-term operation of the catalyst under such conditions will cause its deactivation in these layers. But along with this, practice shows that even with the indicated oxygen content in the initial reaction gas, the catalyst in the last layers operates under adverse conditions, since the residual oxygen concentration in particular of the reacted reaction gas in front of the last layer does not exceed 3.5 vol. which significantly reduces the efficiency of the catalyst, which is quickly deactivated with a lack of oxygen.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения пожаровзрывобезопасности процесса получения формальдегида путем окисления метанола в присутствии катализатора, содержащего оксиды металлов, при одновременном увеличении эффективности работы катализатора. The present invention solves the problem of increasing fire and explosion safety of the formaldehyde production process by oxidizing methanol in the presence of a catalyst containing metal oxides, while increasing the efficiency of the catalyst.
Поставленную задачу решают тем, что исходный реакционный газ состава: 6-12 об. метанол, 4,5-7 об. кислород, остальное инертный газ, при температуре 200-280oC последовательно пропускают через несколько работающих в адиабатических условиях слоев катализатора, содержащего оксиды металлов. При этом путем добавления в частично прореагировавший реакционный газ кислородсодержащего газа в объемном соотношении реакционный газ:кислород, равном 1: (0,005-0,03), поддерживают в нем (частично прореагировавшем реакционном газе) концентрацию кислорода на уровне 3,8-6,0 об.The problem is solved in that the initial reaction gas of the composition: 6-12 vol. methanol, 4.5-7 vol. oxygen, the rest is an inert gas, at a temperature of 200-280 o C sequentially passed through several working under adiabatic conditions of the catalyst layers containing metal oxides. At the same time, by adding an oxygen-containing gas in the partially reacted reaction gas in a volume ratio of reaction gas: oxygen equal to 1: (0.005-0.03), the oxygen concentration in it (partially reacted reaction gas) is maintained at a level of 3.8-6.0 about.
Способ осуществляют в специальном реакторе, выполненном с несколькими последовательно установленными слоями катализатора. Катализатор содержит оксиды металлов, таких как железо, молибден, хром, кобальт и относится к так называемым оксидным катализаторам. The method is carried out in a special reactor made with several sequentially installed catalyst layers. The catalyst contains metal oxides such as iron, molybdenum, chromium, cobalt and refers to the so-called oxide catalysts.
В рабочем режиме в указанный реактор непрерывно подают исходный реакционный газ состава: 6-12 об. метанол; 4,5-7 об. кислород, остальное - инертный газ, например азот. Температуру исходного реакционного газа поддерживают в интервале 200-280oC. При прохождении через слои катализатора реакционного газа происходит окисление метанола кислородом с образованием формальдегида. Тепло реакции нагревает реакционный газ до 340-400oC, а так как слои катализатора работают в адиабатических условиях, после каждого слоя и перед подачей в следующий, реакционный газ охлаждают до температуры исходного реакционного газа. Кроме того, в частично прореагировавший реакционный газ, обедненный по отношению к исходному кислородом, добавляют кислородсодержащий газ в соотношении объемов реакционной смеси и кислорода равном 1:(0,005-0,03) таким образом, чтобы концентрация кислорода в частично прореагировавшем газе поддерживалась на уровне 3,8-6 об. Кислородсодержащий газ можно вводить как в слои катализатора, так и между ними, по мере надобности. На выходе из реактора получают высококачественный безметанольный формальдегид.In operating mode, the initial reaction gas of the composition: 6-12 vol. methanol; 4.5-7 vol. oxygen, the rest is an inert gas, such as nitrogen. The temperature of the initial reaction gas is maintained in the range 200-280 ° C. When passing through the catalyst bed of the reaction gas, methanol is oxidized with oxygen to form formaldehyde. The heat of reaction heats the reaction gas to 340-400 o C, and since the catalyst layers operate under adiabatic conditions, after each layer and before being fed to the next, the reaction gas is cooled to the temperature of the initial reaction gas. In addition, an oxygen-containing gas in the ratio of the volumes of the reaction mixture and oxygen equal to 1: (0.005-0.03) is added to the partially reacted reaction gas depleted with respect to the initial oxygen, so that the oxygen concentration in the partially reacted gas is maintained at a level of 3 , 8-6 about. Oxygen-containing gas can be introduced both in the catalyst layers and between them, as needed. At the outlet of the reactor, high-quality methanol-free formaldehyde is obtained.
Описанный способ получения формальдегида по сравнению с известными обладает высокой надежностью в плане предотвращения взрыва или пожара внутри реактора, которая обеспечивается снижением содержания кислорода в исходном реакционном газе до безопасного уровня (4,5-7 об.). А насыщение кислородом частично прореагировавшего реакционного газа способствует длительной и эффективной работе катализатора во всех слоях. The described method for producing formaldehyde in comparison with the known ones has high reliability in terms of preventing explosion or fire inside the reactor, which is provided by reducing the oxygen content in the initial reaction gas to a safe level (4.5-7 vol.). And the oxygen saturation of a partially reacted reaction gas contributes to the long and efficient operation of the catalyst in all layers.
Кроме того, организация процесса получения формальдегида согласно описанному выше позволяет также осуществлять подготовку реактора получения формальдегида к работе с меньшими энергозатратами по сравнению с традиционно применяемыми. Как известно, перед началом работы реактора слои катализатора необходимо разогреть до температуры начала реакции окисления метанола кислородом. Обычно с этой целью через реактор пропускают горячий воздух, или любой инертный в отношении катализатора газообразный теплоноситель. Теплоноситель нагревают вне реактора от любого подходящего для этой цели источника тепла. Теплоноситель, последовательно проходя через слои катализатора и отдавая тепло, в той же последовательности разогревает слои. В результате, когда температура первого слоя уже достигает требуемой величины 200-280oC, последний слой недостаточно нагрет. В таких случаях либо продолжают пропускать теплоноситель через слои до тех пор, пока последний слой не разогреется до требуемой величины, либо переводят реактор в рабочий режим, и начинают подавать в него исходный реакционный газ. В первом случает велики энергозатраты, во втором в начальный период работы реактора получают некондиционный формальдегид с высоким содержанием метанола.In addition, the organization of the formaldehyde production process as described above also allows the preparation of the formaldehyde production reactor for operation with lower energy consumption compared to conventionally used ones. As you know, before starting the operation of the reactor, the catalyst layers must be heated to the temperature of the start of the methanol oxidation reaction with oxygen. Typically, hot air, or any gaseous coolant inert with respect to the catalyst, is passed through the reactor for this purpose. The coolant is heated outside the reactor from any suitable heat source. The coolant, passing sequentially through the catalyst layers and giving off heat, heats the layers in the same sequence. As a result, when the temperature of the first layer already reaches the desired value of 200-280 o C, the last layer is not sufficiently heated. In such cases, either the coolant continues to pass through the layers until the last layer is warmed up to the required value, or the reactor is put into operation and the initial reaction gas is fed into it. In the first case, energy costs are high, in the second, substandard formaldehyde with a high methanol content is obtained in the initial period of reactor operation.
Поскольку для осуществления заявляемого способа получения формальдегида в реакторе должны быть выполнены дополнительные газоходы для подвода кислородсодежащего газа, они могут быть использованы при подготовке его к работе. Так, для прогревания слоев катализатора до температуры начала реакции часть горячего теплоносителя (поток воздуха или инертного газа температурой не ниже 200oC) подают на вход реактора и последовательно пропускают через все слои катализатора. Через другие, предусмотренные конструкцией реактора газоходы для подачи кислородсодержащего газа, или только через часть из них, параллельно подают тот же самый теплоноситель, который проходит сначала через ближайший к месту его ввода слой катализатора, а затем через остальные слои.Since for the implementation of the proposed method for producing formaldehyde in the reactor, additional flues must be made for supplying oxygen-containing gas, they can be used in preparing it for operation. So, for heating the catalyst layers to the temperature of the beginning of the reaction, part of the hot heat carrier (air or inert gas stream with a temperature of at least 200 o C) is fed to the inlet of the reactor and sequentially passed through all the catalyst layers. Through the other ducts provided for by the design of the reactor for supplying oxygen-containing gas, or only through part of them, the same coolant is fed in parallel, which passes first through the catalyst layer closest to the place of its introduction, and then through the remaining layers.
Использование всех дополнительных газоходов для быстрого и эффективного разогревания реактора необязательно. Например, можно воспользоваться только газоходом, перед последним слоем катализатора и одновременно с первым разогревать с большой скоростью чем остальные последний слой. В этом случае при достижении температуры первого и последнего слоя 200-280oC реактор переводят в рабочий режим и начинают пропускать через него исходный реакционный газ. В результате протекания реакции окисления метанола кислородом выделяется тепло и остальные слои катализатора, находящиеся между первым и последним разогреваются до рабочих температур с большой скоростью. В последнем же слое происходит окисление оставшегося метанола кислородом поэтому получаемый на выходе из реактора формальдегид в начальный период работы реактора не содержит метанола.The use of all additional flues for quick and efficient heating of the reactor is optional. For example, you can use only the flue, in front of the last catalyst bed and at the same time with the first to warm up at a faster speed than the rest of the last layer. In this case, when the temperature of the first and last layer reaches 200-280 ° C, the reactor is put into operation and the initial reaction gas begins to pass through it. As a result of the methanol oxidation reaction with oxygen, heat is generated and the remaining catalyst layers located between the first and last are heated to operating temperatures at a high speed. In the last layer, the remaining methanol is oxidized with oxygen; therefore, formaldehyde obtained at the outlet of the reactor in the initial period of the reactor operation does not contain methanol.
Таким образом, наряду с основными техническими результатами увеличением пожаровзрывобезопасности процесса получения формальдегида при одновременном повышении эффективности работы катализатора, изобретение позволяет снизить временные и энергетические затраты на этап подготовки производства к работе. Thus, along with the main technical results, an increase in the fire and explosion safety of the formaldehyde production process while simultaneously increasing the efficiency of the catalyst, the invention allows to reduce the time and energy costs at the stage of preparing the production for work.
Пример 1. В реактор с последовательно расположенными четырьмя адиабатическими слоями оксидного железо-молибденового катализатора подают 35000 нм3/ч исходной смеси с температурой 200oC, содержащей 6 об. метанола, 6,5 об. кислорода, остальное азот. Средняя температура на выходе из слоев 315-330oC. В процессе реакции содержание кислорода в смеси понижается и составляет на выходе из третьего слоя 4,2 об. Для предотвращения дезактивации катализатора в четвертом слое производится поддув воздуха между 3 и 4 слоями в объемном соотношении исходная смесь:кислород, равном (1:0,005). При этом расход поддуваемого воздуха составляет 875 нм3/ч.Example 1. In a reactor with four adiabatic layers of oxide-molybdenum oxide oxide in series, 35,000 nm 3 / h of an initial mixture with a temperature of 200 ° C. containing 6 vol. methanol, 6.5 vol. oxygen, the rest is nitrogen. The average temperature at the exit from the layers is 315-330 o C. During the reaction, the oxygen content in the mixture decreases and is 4.2 vol. To prevent catalyst deactivation in the fourth layer, air is blown between 3 and 4 layers in a volume ratio of the initial mixture: oxygen equal to (1: 0.005). Moreover, the flow rate of the blown air is 875 nm 3 / h.
Процесс идет стабильно, исключается возможность появления пожаровзрывоопасных условий. Срок службы катализатора во всех слоях составляет не менее 3 лет. Удельная норма расхода катализатора равна 0,05 кг на 1 т 37% формалина в год. The process is stable, excluding the possibility of fire and explosion hazard conditions. The service life of the catalyst in all layers is at least 3 years. The specific consumption rate of the catalyst is 0.05 kg per 1 ton of 37% formalin per year.
Первоначальный прогрев слоев катализатора осуществляется путем пропускания перед началом работы воздуха, нагретого в пусковой теплообменнике перегретым паром с температурой 250oC и расходом 16 т/ч. Горячий воздух поступает в реактор двумя параллельными потоками первый из которых с расходом 20000 нм3/ч проходит через первый и, последовательно через все остальные слои * b + (' b.'), а второй с расходом 10000 нм3/ч через последний слой катализатора, Время нагрева первого и четвертого слоев катализатора до 200oC 8 ч. После достижения этой температуры осуществляется запуск аппарата с получением кондиционного формалина.The initial heating of the catalyst layers is carried out by passing, before starting work, air heated in the starting heat exchanger with superheated steam with a temperature of 250 o C and a flow rate of 16 t / h. Hot air enters the reactor in two parallel streams, the first of which passes through the first with a flow rate of 20,000 nm 3 / h and, sequentially through all other layers * b + ('b.'), And the second, with a flow rate of 10,000 nm 3 / h through the last layer catalyst, The heating time of the first and fourth layers of the catalyst to 200 o C 8 hours. After reaching this temperature, the apparatus is launched to obtain a conditioned formalin.
Пример 2. Аналогичен примеру 1, отличается тем, что состав исходной смеси 6 об. метанола, 7 об. кислорода, остальное азот. Содержание кислорода в смеси на выходе из третьего слоя 4,6 об. Для предотвращения дезактивации катализатора в четвертом слое производится поддув воздуха в середине четвертого слоя и объемном соотношении исходная смесь:кислород, равном (1:0,005). При этом расход поддуваемого воздуха составляет 875 нм3/ч.Example 2. Similar to example 1, characterized in that the composition of the initial mixture of 6 vol. methanol, 7 vol. oxygen, the rest is nitrogen. The oxygen content in the mixture at the outlet of the third layer is 4.6 vol. To prevent catalyst deactivation in the fourth layer, air is blown in the middle of the fourth layer and the initial mixture: oxygen volume ratio is equal to (1: 0.005). Moreover, the flow rate of the blown air is 875 nm 3 / h.
Срок службы, удельная норма расхода катализатора и способ первоначального разогрева слоев аналогичны указанным в примере 1. The service life, specific consumption rate of the catalyst and the method of initial heating of the layers are similar to those specified in example 1.
Пример 3. Аналогичен примеру 1, отличается тем, что состав исходной смеси 8 об. метанола, 6,5 об. кислорода, остальное азот, а температура на входе в первой слой катализатора и в каждый из последующих слоев равна 280oC. В процессе реакции содержание кислорода в смеси понижается и составляет на выходе из второго слоя 4,5 об. Для предотвращения дезактивации катализатора в третьем и четвертом слоях производится поддув воздуха между 2 и 3 слоями в объемном соотношении исходная смесь:кислород, равном (1:0,02). При этом расход поддуваемого воздуха составляет 3500 нм3/ч.Example 3. Similar to example 1, characterized in that the composition of the initial mixture of 8 vol. methanol, 6.5 vol. oxygen, the rest is nitrogen, and the temperature at the inlet to the first catalyst layer and to each of the subsequent layers is 280 o C. During the reaction, the oxygen content in the mixture decreases and amounts to 4.5 vol. To prevent catalyst deactivation in the third and fourth layers, air is blown between 2 and 3 layers in a volume ratio of the initial mixture: oxygen equal to (1: 0.02). The flow rate of the blown air is 3500 nm 3 / h.
Процесс идет стабильно, исключается возможность появления пожаровзрывоопасных условий. Срок службы катализатора во всех слоях составляет не менее 3 лет. Удельная норма расхода катализатора равна 0,038 кг на 1 т 37% формалина в год. The process is stable, excluding the possibility of fire and explosion hazard conditions. The service life of the catalyst in all layers is at least 3 years. The specific consumption rate of the catalyst is 0.038 kg per 1 ton of 37% formalin per year.
Первоначальный прогрев слоев катализатора осуществляется путем пропускания перед началом работы воздуха, нагретого в пусковом теплообменнике перегретым паром, а затем газовой горелкой, нагревающей воздух до 350oC. Горячий воздух поступает в реактор двумя параллельными потоками первый из которых с расходом 20000 нм3/ч проходит через первый и, последовательно через все остальные слои катализатора, а второй с расходом 10000 нм3/ч через два последних слоя катализатора. Время нагрева первого и четвертого слоев катализатора до 280oC 12 ч. После достижения этой температуры осуществляется запуск аппарата с получением кондиционного формалина.The initial heating of the catalyst layers is carried out by passing air heated in the starting heat exchanger with superheated steam before starting work, and then with a gas burner heating the air to 350 o C. The hot air enters the reactor in two parallel streams, the first of which passes with a flow rate of 20,000 nm 3 / h through the first and, sequentially through all other catalyst layers, and the second with a flow rate of 10,000 nm 3 / h through the last two catalyst layers. The heating time of the first and fourth catalyst layers to 280 o C 12 hours. After reaching this temperature, the apparatus is launched to obtain a conditioned formalin.
Пример 4. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что реактор имеет 5 последовательно расположенных слоев, а состав исходной смеси 10 об. метанола, 6,5 об. кислорода, остальное азот. Концентрация кислорода в смеси на выходе из второго слоя 4,5% Для предотвращения дезактивации катализатора в третьем пятом слоях производится поддув воздуха тремя параллельными потоками между 2, 3, 4 и 5 слоями в объемном соотношении исходная смесь:кислород равном (1: 0,01) в каждом потоке. При этом расход поддуваемого воздуха в одном потоке составляет 1750 нм3/ч.Example 4. Similar to example 3, characterized in that the reactor has 5 successive layers, and the composition of the initial mixture of 10 vol. methanol, 6.5 vol. oxygen, the rest is nitrogen. The oxygen concentration in the mixture at the outlet of the second layer is 4.5%. To prevent catalyst deactivation in the third fifth layer, air is blown in three parallel flows between 2, 3, 4 and 5 layers in a volume ratio of the initial mixture: oxygen is equal to (1: 0.01 ) in each thread. In this case, the flow rate of the blown air in one stream is 1750 nm 3 / h.
Срок службы и удельная норма расхода катализатора аналогичны указанным в примере 3. The service life and specific consumption rate of the catalyst are similar to those specified in example 3.
Первоначальный прогрев слоев катализатора осуществляется аналогично примеру 6, за исключением того, что горячий воздух поступает в реактор четырьмя параллельными потоками: первый с расходом 15000 нм3/ч на 1 и последующие слои, остальные три с расходом по 5000 нм3/ч между 2, 3, 4 и 5 слоями соответственно. Время необходимое для запуска реактора с получением кондиционного формалина 12 ч.The initial heating of the catalyst layers is carried out analogously to example 6, except that the hot air enters the reactor in four parallel flows: the first with a flow rate of 15,000 nm 3 / h for 1 and subsequent layers, the other three with a flow rate of 5,000 nm 3 / h between 2, 3, 4 and 5 layers respectively. The time required to start the reactor to obtain a conditioned formalin 12 hours
Пример 5. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что реактор имеет 6 последовательно расположенных слоев, а состав исходной смеси 12 об. метанола, 7 об. кислорода, остальное азот. Концентрация кислорода в смеси на выходе из третьего слоя 4% Для предотвращения дезактивации катализатора в четвертом шестом слоях производится поддув воздуха тремя параллельными потоками между 3, 4 и 5 слоями в объемном соотношении исходная смесь:кислород, равном (1: 0,012) в каждом потоке. При этом расход поддуваемого воздуха в одном потоке составляет 2100 нм3/ч.Example 5. Similar to example 3, characterized in that the reactor has 6 successive layers, and the composition of the initial mixture of 12 vol. methanol, 7 vol. oxygen, the rest is nitrogen. The oxygen concentration in the mixture at the exit from the third layer is 4%. To prevent catalyst deactivation in the fourth sixth layer, air is blown in three parallel flows between 3, 4 and 5 layers in a volume ratio of the initial mixture: oxygen equal to (1: 0.012) in each stream. In this case, the flow rate of the blown air in one stream is 2100 nm 3 / h.
Срок службы, удельная норма расхода катализатора и способ первоначального разогрева слоев аналогичны указанным в примере 3. The service life, specific consumption rate of the catalyst and the method of initial heating of the layers are similar to those specified in example 3.
Пример 6. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что реактор имеет 6 последовательно расположенных слоев, а состав исходной смеси 12 об. метанола, 4,5 об. кислорода, остальное азот. Концентрация кислорода в смеси уменьшается до 3,8% в середине первого слоя. Для предотвращения дезактивации катализатора в слоях производится поддув воздуха пятью параллельными потоками: в середину первого слоя в объемном соотношении исходная смесь:кислород, равном (1: 0,015) (2625 нм3 воздуха в ч) и между 2, 3, 4, 5 и 6 слоями в объемном соотношении исходная смесь: кислород, равном (1 0,01) в каждом потоке. При этом расход поддуваемого воздуха в одном потоке составляет 1750 нм3/ч.Example 6. Similar to example 3, characterized in that the reactor has 6 layers arranged in series, and the composition of the initial mixture is 12 vol. methanol, 4.5 vol. oxygen, the rest is nitrogen. The oxygen concentration in the mixture decreases to 3.8% in the middle of the first layer. To prevent catalyst deactivation in the layers, air is blown in five parallel streams: in the middle of the first layer in the volume ratio of the initial mixture: oxygen equal to (1: 0.015) (2625 nm 3 air per hour) and between 2, 3, 4, 5 and 6 layers in a volume ratio of the initial mixture: oxygen, equal to (1 0,01) in each stream. In this case, the flow rate of the blown air in one stream is 1750 nm 3 / h.
Срок службы и удельная норма расхода катализатора аналогичны указанным в примере 3. The service life and specific consumption rate of the catalyst are similar to those specified in example 3.
Первоначальный прогрев слоев катализатора осуществляется аналогично примеру 3, за исключением того, что горячий воздух поступает в реактор четырьмя параллельными потоками: первый с расходом 15000 нм3/ч на 1 и последующие слои, остальные три с расходами по 5000 нм3/ч между 3, 4, 5 и 6 слоями соответственно. Время необходимое для запуска реактора с получением кондиционного формалина 12 ч.The initial heating of the catalyst layers is carried out analogously to example 3, except that the hot air enters the reactor in four parallel flows: the first with a flow rate of 15,000 nm 3 / h for 1 and subsequent layers, the other three with flow rates of 5,000 nm 3 / h between 3, 4, 5 and 6 layers respectively. The time required to start the reactor to obtain a conditioned formalin 12 hours
Пример 7 (по прототипу). В реактор с последовательно расположенными 4-мя адиабатическими слоями оксидного железо-молибденового катализатора подают 35000 нм3/ч исходной смеси, содержащей 7 об. метанола, 7 об. кислорода, остальное азот, с температурой 230oC. Средняя температура на выходе из слоев 320-340oC. Между слоями с помощью промежуточных теплообменников осуществляется съем реакционного тепла таким образом, чтобы температура на входе в последующие слои составляла 230-240oC. При таких параметрах четвертый слой катализатора не обеспечивает требуемого превращения метанола в формальдегид из-за низкого содержания кислорода на входе в слой (3,8 об.). При этом имеет место дезактивация катализатора, которая приводит к необходимости перегрузки четвертого слоя каждые 3 месяца. Повышение концентрации кислорода на входе в реактор ведет к снижению надежности из-за возможности возникновения пожаровзрывоопасной ситуации. Увеличение концентрации метанола на входе в реактор нецелесообразно по той же причине, а также из-за повышения степени дезактивации последнего слоя. Это ограничивает производительность агрегата и ведет к увеличению эксплуатационных затрат. Удельные нормы расхода катализатора достигает 0,1 кг на тонну 37% формалина в год.Example 7 (prototype). In a reactor with 4 adiabatic layers of oxide-molybdenum oxide oxide arranged in series, 35,000 nm 3 / h of an initial mixture containing 7 vol. methanol, 7 vol. oxygen, the rest is nitrogen, with a temperature of 230 o C. The average temperature at the outlet of the layers is 320-340 o C. Between the layers, intermediate heat exchangers are used to remove the reaction heat so that the temperature at the entrance to the subsequent layers is 230-240 o C. With these parameters, the fourth catalyst layer does not provide the required conversion of methanol to formaldehyde due to the low oxygen content at the inlet of the layer (3.8 vol.). In this case, catalyst deactivation takes place, which leads to the necessity of overloading the fourth layer every 3 months. An increase in the oxygen concentration at the reactor inlet leads to a decrease in reliability due to the possibility of a fire and explosion hazard situation. An increase in the concentration of methanol at the inlet to the reactor is impractical for the same reason, and also because of an increase in the degree of deactivation of the last layer. This limits the performance of the unit and leads to an increase in operating costs. The specific consumption rate of the catalyst reaches 0.1 kg per ton of 37% formalin per year.
Пример 8 (по прототипу). Первоначальный нагрев слоев катализатора осуществляют, подавая воздух в количестве 30000 нм3/ч нагретый в пусковом теплообменнике перегретым до 250oC (20 атм) паром с расходом 16 т/ч. Прогрев первого слоя катализатора до температуры начала реакции 220-240oC продолжается 12 ч, при этом температура четвертого слоя составляет 120-130oC.Example 8 (prototype). The initial heating of the catalyst layers is carried out by supplying air in an amount of 30,000 nm 3 / h heated in a starting heat exchanger with steam heated to 250 o C (20 atm) with a flow rate of 16 t / h. The heating of the first catalyst layer to the temperature of the beginning of the reaction 220-240 o C lasts 12 hours, while the temperature of the fourth layer is 120-130 o C.
В случае введения реактора в работу в этот момент в последующие 8-10 ч наблюдается неполное превращение метанола из-за низкой температуры на последнем слое и, как следствие, имеет место получение некондиционного формалина в количестве 45-50 т. In the case of putting the reactor into operation at this moment in the next 8-10 hours, an incomplete conversion of methanol is observed due to the low temperature on the last layer and, as a result, the production of substandard formalin in the amount of 45-50 tons takes place.
Пример 9 (по прототипу). Аналогичен примеру 8, отличается тем, что первоначальный нагрев слоев катализатора осуществляется в течение 38 ч, до тех пор пока все слои не достигнут температуры начала реакции 220-240oC. Это ведет к повышенному расходу перегретого пара до 576 т.Example 9 (prototype). Similar to example 8, it differs in that the initial heating of the catalyst layers is carried out for 38 hours, until all the layers have reached the temperature of the onset of the reaction 220-240 o C. This leads to an increased consumption of superheated steam up to 576 tons
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95115698A RU2094421C1 (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Method of preparing formaldehyde |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95115698A RU2094421C1 (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Method of preparing formaldehyde |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95115698A RU95115698A (en) | 1996-07-20 |
| RU2094421C1 true RU2094421C1 (en) | 1997-10-27 |
Family
ID=20171900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95115698A RU2094421C1 (en) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | Method of preparing formaldehyde |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2094421C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2384365C2 (en) * | 2004-12-22 | 2010-03-20 | Зюд-Кеми Каталистс Италия С.Р.Л. | Catalyst for oxidising methanol to formaldehyde |
| RU2388536C2 (en) * | 2004-12-23 | 2010-05-10 | Зюд-Кеми Каталистс Италия С.Р.Л. | Method of preparing catalyst for oxidising methanol to formaldehyde |
| RU2393014C2 (en) * | 2005-11-23 | 2010-06-27 | Зюд-Хеми Аг | Crust catalyst specifically designed for oxidising methanol to formaldehyde and method of preparing said catalyst |
| RU2443464C1 (en) * | 2010-07-07 | 2012-02-27 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Method of oxidative dehydration of methanol |
-
1995
- 1995-09-11 RU RU95115698A patent/RU2094421C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Патент Великобритании N 1463174, кл. С 07 С 47/04, 1977. 2. Сеттерфильд Ч. Практический курс гетерогенного катализа. - М.: Мир, 1984, с. 407. 3. Управление режимом пуска узла контактирования ХТС производства безметаногенного формалина. Луговской В.И., Макаренко М.Г., Чумаченко В.А., Матрос Ю.Ш. - "Математическое моделирование сложных химико-технологических систем" - Тезисы докладов IV Всесоюзной научной конференции - Одесса, 1985. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2384365C2 (en) * | 2004-12-22 | 2010-03-20 | Зюд-Кеми Каталистс Италия С.Р.Л. | Catalyst for oxidising methanol to formaldehyde |
| RU2388536C2 (en) * | 2004-12-23 | 2010-05-10 | Зюд-Кеми Каталистс Италия С.Р.Л. | Method of preparing catalyst for oxidising methanol to formaldehyde |
| RU2393014C2 (en) * | 2005-11-23 | 2010-06-27 | Зюд-Хеми Аг | Crust catalyst specifically designed for oxidising methanol to formaldehyde and method of preparing said catalyst |
| RU2443464C1 (en) * | 2010-07-07 | 2012-02-27 | Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) | Method of oxidative dehydration of methanol |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95115698A (en) | 1996-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU610341B2 (en) | Methanol | |
| EP1080059B1 (en) | Methanol synthesis | |
| US3855330A (en) | Production of styrene | |
| US5030661A (en) | Hydrogen production | |
| US4814159A (en) | Catalytic process for the production of sulphur from a gas containing H.sub. S | |
| US4065483A (en) | Methanol | |
| EP0372972A1 (en) | Process for the production of nitriles and oxides | |
| JPH08169701A (en) | Method and apparatus for generating atmosphere for heat treatment | |
| UA48162C2 (en) | METHOD OF SULFUR COMBINATION H<sub>2S, SO</sub><sub>2, COS AND/OR CS</sub><sub>2 REMOVAL FROM THE SULFUR SET EXHAUST GAS | |
| RU2094421C1 (en) | Method of preparing formaldehyde | |
| US3467492A (en) | Elimination of nitrogen oxides from gas streams | |
| US5084247A (en) | Apparatus for performing catalytic reactions | |
| EP0328280A1 (en) | Process for the production of nitriles and oxides | |
| US5840097A (en) | Method for direct reduction of oxides | |
| JPS59102815A (en) | Temperature controlled ammonia synthesization | |
| US4049777A (en) | Method of waste gas treatment | |
| CA2200996A1 (en) | Oxygen injection in nitric acid production | |
| US5494650A (en) | Process for improving the sulphur yield of a complex for producing sulphur from a sour gas containing H2 S, the said complex comprising a sulphur plant and then an oxidation and hydrolysis unit followed by a purification unit | |
| WO2001014359A1 (en) | Production of maleic anhydride | |
| US3567367A (en) | Method of removing nitrogen oxides from gases | |
| RU2152378C1 (en) | Method of preparing methanol | |
| RU2283272C2 (en) | Method of production of the liquid heat carrier used as the indirect source of heat at realization of the endothermal reactions and the method of realization of the reactions of reforming of the hydrocarbons | |
| RU2094422C1 (en) | Method for setting-up of formaldehyde production reactor | |
| US20240216861A1 (en) | A process for decomposing nitrous oxide from a gas stream | |
| EP4251860B1 (en) | Utilizing air waste heat boiler stack gases from dehydrogenation units |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070912 |