Формальдегид - Огородников С.К.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 19. Сопоставление методов окислительной конверсии метанола
Метод
Преимущества
Недостатки
На серебряном катализаторе
На ,оксидном катализаторе
1. Практически нет ограничений по мощности единичной установки
2. Простота конструкции реактора
3. Низкая металлоемкость и энергоемкость
4. Высокая производительность
1. Низкий расходный коэффициент по сырью 2. Товарный формалин содержит не более 0,6—1% метанола и не выше 0,02% муравьиной кислоты
1. Высокий расходный коэффициент по сырью
2. Наличие в формалине до 8—11% метанола
3. Повышенное содержание муравьиной кислоты в обезме-таноленном формалине
4. Расход драгоценного металла — серебра
1. Повышенный расход энергии н воздуха
2. Ограничения по единичной мощности установки
3. Сложность эксплуатации и ремонта реактора
4. Повышенная металлоемкость
5. Низкая производительность
37%-ного раствора формальдегида. Избыточное тепло реакции используется в теплообменнике 4 для получения вторичного пара. Контактный газ, охлажденный до 14O0C, из реактора направляется в нижнюю часть скруббера 5. Примерно одна треть газов после абсорбера поступает на факел, а оставшееся количество подается в рецикл. Из нижней части абсорбера выводится 37%; формалин.
Естественно возникает вопрос о технико-экономическом сопоставлении двух рассмотренных фундаментальных вариантов окислительной конверсии метанола — на металлических (серебряных) и оксидных (железомолибденовых) катализаторах. Эта задача непростая, так как помимо опубликованных, часто рекламных показателей, необходимо учитывать и изменяющиеся цены на сырье, и энергоресурсы, и материалы, и требуемое качество продукта, а также оценивать даже такие, например, детали, что безметаноль-ный формалин не может храниться сколько-нибудь длительное время, особенно в холодную погоду, а должен немедленно перерабатываться и т. д. и т. п. Однако можно выделить и сопоставить преимущества и недостатки обоих методов (табл. 19). Как следует из данных таблицы, оба метода имеют определенные преимущества и недостатки. Однако попытки более детального сопоставления, неоднократно предпринимавшиеся специалистами, показали, что различия в расчетной себестоимости формальдегида не выходят за пределы погрешности расчетов. В целом, по-видимому, можно заключить, что применение технологии с оксидным катализатором заслуживает некоторого предпочтения в случаях, когда требуемая производительность по формальдегиду не-5—2076 65
велика (не более 8—10 тыс. т/год), причем формалин может «С- ходу» перерабатываться на месте. Этот метод полезен также, когда на товарный продукт накладываются жесткие ограничения по содержанию муравьиной кислоты. Для создания крупных производств, в том числе рассчитанных на продажу формалина на экспорт, определенного предпочтения заслуживает процесс на серебре.
Сопоставляя достоинства и недостатки обоих методов, естественно предположить, что первые можно объединить, а вторые, в известной мере уменьшить, если вначале пропустить метанол через серебряный, а затем через оксидный контакт. Первое предложение было сделано Пэйном [175]. На первой секции предлагалось поместить кристаллическое серебро, а на второй (по ходу сырья) — оксидный железомолибденовый катализатор. Поскольку реакция на серебряном катализаторе проводится в недостатке, а на оксидном — в избытке кислорода, к смеси газообразных продуктов, выходящей из секции, добавляется расчетное количество воздуха. Как следует из описания патента, суммарная мольная конверсия метанола после обеих секций составляет 99,1%, при мольной селективности образования формальдегида 90,5%. В других патентах [175] для второй секции рекомендуются окис-ные катализаторы, содержащие оксиды фосфора, висмута, молибдена и др.
Комбинированная система из трегерного серебряного и оксидного железомолибденового катализатора обеспечивает практически полную конверсию метанола при мольной селективности около 90%. Содержание формальдегида в контактном газе составляет 17—20%, что приближается к соответствующему значению для односекционного реактора с серебром (21—23%) и значительно превосходит этот показатель для односекционного реактора с оксидным контактом (6—8%). Однако практическая реализация комбинированного катализатора встречает ряд трудностей. Так перепад температур между секциями достигает 400 °С и более, что сложно реализовать в одном блоке. Обращает на себя внимание большая разница в объемах катализатора на первой и второй секциях (почти в 25 раз!). При добавлении воздуха и смеси газообразных продуктов из первой секции необходимо перейти через область взрывных концентраций и т. д. Сведений об испытаниях комбинированной системы в производственных условиях пока нет.
ОКИСЛЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА И НИЗШИХ ПАРАФИНОВ
С точки зрения доступности и дешевизны сырья, а также простоты технологии, получение формальдегида прямым окислением природного газа, состоящего, в основном, из метана, кислородом воздуха заслуживает предпочтения перед сравнительно сложным
