L ỜI NÓI ĐẦ U
2. Nguyên liệu quá trình sản xuất
2.1.3. Tổng hợp formaldehyde ( công nghệ BAS F)
Đặc trưng của công nghệ này là duy trì chế độ chuyển hóa metanol ở nhiệt độ cao (đều 720oC). Do đó metanol có mức độ chuyển hóa cao. Sản phẩm có nồng độ 40
50% formaldehyde : 1,3% metanol và 0,01% axit formic. Hiệu suất của quá trình đạt 89 95% .
Hỗn hợp metanol và nước được dẫn vào cột bay hơi. Không khí sạch được dẫn vào cột chưng tách. Hỗn hợp không khí và metanol được tạo thành và trong đó còn có cả một lượng khí trơ (N2, H2O và CO2). Với mong muốn sao cho hỗn hợp nằm ngoài giới hạn nổ khoảng 60% là metanol, 40% là khí trơ và các loại khác. Một phần hỗn hợp hơi tạo thành được quay trở lại thiết bị bay hơi. Sự đòi hỏi cho quá trình bay hơi của hỗn hợp metanol và nước được thực hiện bởi thiết bị gia nhiệt hoặc nhiệt thừa của cột hấp thụ. Sau khi qua thiết bị gia nhiệt thì hỗn hợp có nhiệt độ rất cao và được dẫn vào thiết bị phản ứng. Trong thiết bị phản ứng hỗn hợp hơi được đi qua các lớp xúc tác Ag có bề dày 25 30mm. Lớp xúc tác này được trải rộng trên các
1500C
t0
41 đĩa của thiết bị phản ứng, điều này cho phép phản ứng diễn ra trên bề mặt là tốt nhất. Những tầng trung gian được gia nhiệt bằng cách đun nóng ngoài.
Sản phẩm phản ứng sau khi làm lạnh được đưa vào tháp hấp thụ đệm 4 bậc có làm lạnh trung gian. Nhiệt lượng cần thiết để bốc hơi hỗn hợp metanol - nước được cất nhờ thiết bị trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy ở tháp hấp thụ.
Sản phẩm tuần hoàn trong giai đoạn đầu có thể tới 50% formaldehyde. Sản phẩm cuối cùng chứa 40 55% khối lượng formaldehyde và mong muốn đạt được 0,01% axit formic, 1,3% CH3OH. Phần khí thải được dẫn vàothiết bị đốt và sau khi đốt nó tỏa ra một năng lượng khoảng 1970 KJ/m3vì trước khi đốt cháy khí chứa 4,8% CO2, 0,3% CO,1,8% H2 còn lại là N2, nước metanol và formaldehyde. Khí sau khi cháy không chứa chất gây ô nhiễm môi trường. Tổng lượng khí cháy là 3 tấn/100 tấn formaldehyde sản xuất được.
Dung dịch formaldehyde ở giai đoạn thứ ba và thứ tự của tháp hấp thụ được đưa tuần hoàn tới thiết bị bốc hơi. Một lượng formaldehyde xác định được tuần hoàn vào thiết bị bốc hơi sau đó trộn lẫn với dòng nguyên liệu vào. Kết quả là hỗn hợp giàu CH3OH được đưa vào thiết bị phản ứng. Trong trường hợp này nhiệt độ của giai đoạn thứ hai của tháp hấp thụ là 65oC.
Thời gian sống của xúc tác phụ thuộc vào độ tinh thiết, ví dụ một số hợp chất vô cơ của nguyên liệuđầu có thể gây ngộ độc xúc tác.
Vì formaldehyde ăn mòn thép cacbon nên tất cả các phầm mà dung dịch formaldehyde đi qua phải được làm bằng thép chống gỉ. Hơn nữa tất cả các ống dẫn nước cũng như ống dẫn khí phải được làm bằng kim loại nhằm bảo vệ xúc tác bạc chống lại sự ngộ độc xúc tác. Nếu nhiệt độ phù hợp thì năng suất thiết bị tăng khi đường kính thiết bị tăng.
42 a. Thiết bị bốc hơi e. Thiết bị trao đổi nhiệt
b. Máy nén khí f. Thiết bị hấp phụ
c. Thiết bị phản ứng g. Thiết bị sản xuất hơi nước d,h.Thiết bịlàm lạnh i. Thiết bị TDN dùng hơi nước