Установка для получения формальдегида

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА
Полезная модель относится к области нефтехимии, конкретно, к устройствам для получения формальдегида, являющегося сырьем для производства фенолформальдегидных и карбамидных смол, полиформальдегида, изопрена и др. важных продуктов.
Известна установка для получения формальдегида, содержащая теплообменник для нагрева воздуха, соединенный трубопроводом, содержащим устройство для впрыскивания метанола, с реактором окислительного дегидрирования метанола, снабженным вьшосным теплообменником для частичного охлаждения контактного газа, и абсорбер, где происходит извлечение формальдегида водой (С.К. Огородников Формальдегид, Л.Химия, 1984, стр. 63-65).
Недостатками описанной установки являются ограничения по единичной мощности установки, сложность эксплуатации и ремонта, повьппенная металлоемкость, низкая производительность, а также высокие энергозатраты при эксплуатации.
Известна установка для получения формальдегида, содержащая испаритель, в который подают смесь метанола, воды и воздуха, реактор окислительного дегидрирования метанола и три абсорбционные колонны, где происходит поглощение формальдегида поглотительной смесью (Заявка ФРГ № 2914135, МПК С 07 С 47/04, С 07 С 45/29, опубл. 23.10.80).
Недостатками установки являются высокие энергозатраты при получении формальдегида.
Наиболее близкой к предлагаемой является установка для получения формальдегида, содержащая испаритель, где происходит испарение воднометанольной смеси в токе воздуха, теплообменник для подогрева полученной паро-воздущной смеси, реактор окислительного дегидрирования метанола, выполненный как одно целое с контактным холодильником для охлаждения газообразных продуктов реакции и абсорбер, где происходит поглощение формаль200310038
МПК с 07 с 47/052, 47/04
дегида и непрореагировавшего метанола водой (С.К. Огородников Формальдегид, Л.Химия, 1984, стр. 58-59). Обезметаноливание формалина осуществляют ректификацией.
Недостатками такой установки для получения формальдегида являются большие расходы хладоносителей, что приводит к высоким энергозатратам при проведении процесса, и ограничение по единичной мошности абсорбера.
Задачей полезной модели является увеличение производительности установки и сокраш,ение энергозатрат при получении формальдегида методом окислительного дегидрирования метанола.
Поставленная задача решается созданием установки для получения формальдегида, включающей испаритель водно-метанольной щихты в токе воздуха, теплообменник для подогрева образовавщейся паровоздушной смеси, реактор окис.штельного дегидрирования метанола, контактный холодильник для охлаждения газообразных продуктов реакции, вьшолненный как одно целое с реактором, и абсорбер для извлечения формальдегида и непрореагировавшего метанола, при этом установка дополнительно содержит теплообменник для охлаждения газообразных продуктов реакции, установленный перед абсорбером.
Отличием предлагаемой установки от наиболее близкой является наличие установленного перед абсорбером теплообменника для допозшите. охлаждения газообразных продуктов реакции, выходяпщх из реактора окислительного дегидрирования метанола. Хладоносителем в теплообменнике может служить газообразный аммиак, метанол перед его подачей в испаритель спиртовоздушной шихты, отходящие с верха абсорбера газы, вода и т.д.
На фиг. 1 изображена установка для получения формальдегида, включающая испаритель водно-метанольной шихты в токе воздуха 1, тешюобментик 2 для подогрева образовавщейся паровоздушной смеси, реактор окислительного дегидрирования метанола 3, вьшолненный как одно целое с контактным холодильником 4 для охлаждения газообразных продуктов реакции, теплообменник 5 для охлаждения газообразных продуктов реакции и абсорбер 6, снабженный выносными холодильниками, где из продуктов реакции извлекаются формальдегид и непрореагировавший метанол.
в испаритель 1 подают метаиол, воду и воздух. В токе воздуха при температуре 68-72 °С происходит испареиие водио-метанольной шихты. Паровоздушная смесь, пройдя теплообменник 2, с температурой 110-130 °С поступает в реактор 3, где на катализаторе при температуре 645-680 °С происходит окислительное дегидрирование метанола. Далее реакционная смесь поступает в контактный холодильник 4, вьшолненный как одно целое с реактором 3. В контактном холодильнике реакционная смесь охлаждается до температуры 140-150 °С и поступает в теплообменник 5, где охлаждается до температуры 70-80 С и далее подается в абсорбер 6. В абсорбере 6 формальдегид и непрореагировавший метанол поглошаются водой. Кубовьпи продуктом из абсорбера отводится метано. формалин с содержанием формальдегида до 40 % масс, и метанола до 10 % масс. С верха абсорбера отводятся инертные газы и водород, которые могут быть направлены на сжигание или в качестве хладоносителя в теплообменник 5 для дополнительного охлаждения газообразных продуктов реакции, выходщщк из реактора.
При необходимости формалин подвергают обезметаноливанию методом ректификации и концентрированию известными методами.
Пример 1
В испаритель 1 подают свежий метанол в количестве 6980 кг/час, воду в количестве 3000 кг/час и воздух в количестве 10500 кг/час. В токе воздуха при температуре 68-70 °С водно-метанольная шихта  испаряется. Паровоздушная смесь поступает в теплообменник 2 и с температурой 110-115 °С поступает в реактор 3, где в присутствии катализатора при температуре 645-680 °С происходит окислительное дегидрирование метанола. Далее реакционная смесь поступает в контактный холодильник 4, выполненный как одно целое с реактором окислительного дегидрироваиия метанола, где охлаждается до температуры 140-150 °С. Из контактного холодильника 4 реакционные газы подаются в теплообменник 5. В теплообменнике 5 реакционные газы охлаждаются и с температурой 70-80 °С поступают в абсорбер 6. В абсорбере формальдегид и непрореагировавший метанол поглощаются водой. Кубовым продуктом из абсорбера отводится метанольный формалин с содержанием формальдегида 40 % масс, и метанола 9 %
масс, в количестве 12375 icr/час. С верха абсорбера отводятся инертные газы, содержащие оксид углерода, диоксида углерода, азот, и водород.
Пример 2
Установка работает также, как описано в примере 1.
В испаритель 1 подают метанол в количестве 14450 кг/час, воду - 6200 кг/час и воздух - 17200 кг/час.
Кубовым продуктом из абсорбера 6 отводится метанольный формалин с содержанием формальдегида 39,5 % масс, и метанола 9,5 % масс, в количестве 25700 кг/час.
Предлагаемая установка позволяет уменьшить расход охлаждающего агента в вьшосных холодильниках абсорбера за счет дополнительного охлаждения реакционных газов перед подачей их в абсорбер и, тем самым, сократить энергозатраты при ведении процесса, а также увеличить скорость абсорбции реакционных газов, что приводит к повьппению производительности установки в целом.