《甲醛生产技术》充分反映了我国甲醛行业当代技术水平和技术成果。1993年至今30多年来,我国甲醛行业发展中的先进的生产理念,以及新工艺、新技术、新设备和先进的配套技术已全面纳入本书之中。本书注重理论联系实际,突出实用性,重视保护知识产权,并把先进技术尽量描述得清楚、具体,给出丰富的实用数据或实例。本书有很强的实用性,希望能对甲醛生产企业起到很好的指导作用,对生产技术持续发展有所启发。
本书可供我国甲醛生产企业、科研院所、大专院校及管理部门的人员参考阅读。
第一章 绪论001
第一节 甲醛的物理性质 001
1. 纯甲醛的物理性质 002
2. 甲醛水溶液的物理性质 003
第二节 甲醛的化学性质 006
1. 与含碳亲核试剂加成 006
2. 与含氧亲核试剂加成 007
3. 与含氮亲核试剂加成 007
4. 与含硫亲核试剂加成 008
5. 羰基的自身加成(甲醛的聚合) 008
6. 氧化与还原反应 010
7. 与异丁烯加成 011
8. 氢甲酰化反应 012
第三节 甲醛的应用 013
1. 在卫生医疗领域中的应用 014
2. 特种甲醛的应用 016
3. 在汽车装饰中的应用 018
4. 在配件中的应用 018
5. 在覆铜板中的应用 019
6. 在板材中的应用 021
7. 在餐具中的应用 022
8. 在日用化学品中的应用 023
9. 在染料和有机颜料中的应用 023
10. 在纺织染整助剂中的应用 024
11. 在造纸化学品中的应用 026
12. 在水处理化学品中的应用 027
13. 在皮革化学品中的应用 028
14. 在建筑业中的应用 029
第四节 前进中的我国甲醛工业 030
1. 20 世纪50~60 年代 030
2. 20 世纪70~80 年代 031
3. 20 世纪90 年代 033
4. 2000 年至2009 年 034
5. 2010 年至2020 年 035
参考文献 037
第二章 生产方法与化学反应039
第一节 物理化学相关基本概念 039
1. 气体特性相关基本概念 040
2. 化学热力学相关基本概念 043
3. 化学动力学相关基本概念 047
第二节 甲醇制甲醛的方法及其化学反应 049
1. 氧化脱氢法(银法) 049
2. 单纯氧化法(铁钼法) 066
3. 甲醇单纯脱氢法 068
4. 甲缩醛氧化法 073
参考文献 076
第三章 银法甲醛生产078
第一节 基本知识、反应工艺过程与影响因素
以及甲醛气体吸收 078
1. 基本知识 078
2. 反应工艺过程与影响因素 100
3. 甲醛气体吸收 106
第二节 银法甲醛生产工艺流程 110
1. 传统银法 110
2. 中国银法 110
3. 甲醇循环法 114
4. 双循环银法 117
5. 挪威泰诺银法 118
6. BASF 银法尾气循环 120
7. 英国ICI 公司氧化脱氢法 122
8. 日本MGC 公司氧化脱氢法 123
9. 法国煤化学公司氧化脱氢法 123
第三节 银法甲醛生产操作 124
1. 流体输送 124
2. 蒸发 125
3. 补加配料与过热(滤) 126
4. 反应 127
5. 吸收 128
6. 骤冷段与尾气处理器的操作 129
7. 系统开车 130
第四节 粗甲醇制甲醛 144
1. 历史回顾 144
2. 粗甲醇的组成及性质 145
3. 工艺流程与工艺条件 153
4. 质量分析与经济效益分析 154
参考文献 155
第四章 铁钼法甲醛生产157
第一节 开车准备 157
1. 导热油系统 157
2. 锅炉给水系统 157
3. 工艺水系统 157
4. ECS 系统 158
5. 冷却水系统 158
第二节 甲醛生产反应过程及其影响因素 158
1. 反应过程 158
2. 影响反应过程的因素 158
第三节 甲醛气体的吸收 160
1. 吸收流程 160
2. 影响吸收的因素 160
第四节 铁钼法甲醛生产工艺流程 162
1. 霍尼韦尔(Honeywell)铁钼法甲醛 162
2. 丹麦托普索铁钼法 164
3. 美国D.B.W. 公司铁钼法 169
第五节 铁钼法甲醛生产操作 171
1. 催化剂装填 171
2. 流体输送 171
3. 蒸发 172
4. 反应 173
5. 吸收 175
6. 系统开车 175
7. 日常运行 175
8. 系统停车 176
9. 异常处理 178
参考文献 180
第五章 甲醛生产设备181
第一节 过滤及洗涤设备 181
1. 过滤设备 181
2. 洗涤设备 181
第二节 换热器 182
1. 概述 182
2. 结构 182
3. 工作原理 184
4. 技术特点 184
5. 材质 184
第三节 甲醇蒸发器 185
1. 概述 185
2. 结构 185
3. 工作原理 185
4. 传统蒸发器工作过程 186
5. 技术特点 186
6. 材质 186
7. 一体式的甲醇蒸发器 186
第四节 阻火器 187
1. 概述 187
2. 结构 187
3. 原理 187
4. 特点 187
5. 材质 187
第五节 氧化反应器 187
1. 概况 187
2. 典型结构 188
3. 技术特点 190
4. 设备材质 190
5. 方形氧化器 190
第六节 吸收塔 191
1. 概述 191
2. 吸收塔的结构 191
3. 技术特点 192
4. 设备材质 192
5. 高浓度甲醛吸收塔 192
第七节 尾气处理器 193
1. 概述 193
2. 尾气处理器结构 193
3. 工作原理 193
4. 技术特点 194
5. 设备材质 194
6. 新型节能型尾气处理器 194
第八节 蒸发式冷凝器 194
1. 概述 194
2. 结构 194
3. 工作原理 194
4. 分类和特点 195
5. 设计选型及要求 195
6. 蒸发式冷凝器的优点 198
第九节 反渗透水处理设备 199
1. 概述 199
2. 反渗透水处理设备组成 199
3. 原理 199
4. 反渗透水处理设备的特点 199
5. 设备材质 200
第十节 铁钼法甲醛生产设备 200
1. 流体输送机械 200
2. 过滤及洗涤设备 201
3. 换热器 201
4. 蒸发器 201
5. 导热油锅炉 202
6. 反应器 202
7. 吸收塔 202
8. 尾气蒸汽发生器 203
第十一节 甲醛生产的辅助设备与技术简介 203
1. 三叶罗茨鼓风机 203
2. 四级高效净化技术 208
3. 填料 210
4. 甲醛尾气余热锅炉 217
参考文献 221
第六章 催化剂222
第一节 概述 222
第二节 电解银催化剂 224
1. 发展概况 224
2. 催化剂特点 225
3. 制作工艺 225
4. 质量标准 226
5. 使用技术 227
第三节 泡沫银催化剂 233
第四节 铁钼氧化物催化剂 234
1. 发展概况 234
2. 催化剂特点 235
3. 制作工艺 235
4. 催化剂使用技术 236
参考文献 238
第七章 阻聚剂239
第一节 甲醛中水带来的问题 239
1. 输送问题 239
2. 贮存问题 239
第二节 阻聚剂的使用 239
1. 阻聚剂的要求 239
2. 阻聚剂的种类 239
3. 我国阻聚剂现状 240
参考文献 243
第八章 甲醛生产仪表与控制244
第一节 概述 244
1. 误差理论 244
2. 文字代号和图形符号 246
第二节 化工测量仪表 249
1. 温度的测量 249
2. 压力的测量 252
3. 液位的测量 254
4. 流量的测量 255
第三节 调节阀 257
1. 气动调节阀及选型 257
2. 电动调节阀及选型 258
第四节 甲醛生产系统的自动调节体系 258
1. 甲醛生产操作基本知识 258
2. 常用术语 258
3. 调节器“正-反”作用的选择 259
4. 调节器的P、I、D 参数的设置 259
5. 自动调节系统 260
第五节 检测控制仪表的操作和使用 270
1. 甲醛生产中仪表运行和操作应注意的问题 270
2. 系统“手动→自动”和“自动→手动”切换操作 272
第六节 JX-300XP 分散型甲醛综合控制系统(DCS) 273
1. 概述 273
2. 系统的整体结构 274
3. 通信网络 277
4. DCS 的组态原则 277
5. 甲醛生产过程中常用的控制方案 279
6. 参数整定对调节精度的影响案例 280
第七节 安全仪表系统(SIS) 282
1. 概述 282
2. SIS 的主要特点 282
3. SIS 与DCS 的主要区别 283
4. SIS 的设计和组态原则 283
5. SIS 竣工验收资料 284
第八节 甲醛生产计量管理 285
1. 甲醛单耗考核在线计量 285
2. 设备的使用与维护 286
3. 甲醇储罐质量与流量计对比计算方法 287
4. 甲醛储罐质量与流量计对比计算方法 287
5. 甲醇(甲醛)流量仪表的现场标定方法 288
6. 成品出厂批量自动装车系统 288
第九节 控制仪表抗干扰及应急停电措施 289
1. 仪表自身抗干扰措施 289
2. 传感信号电缆的敷设 289
3. 屏蔽接地方法 290
4. 仪表安装环境的选择 291
5. 仪表柜应急电源的选择 291
参考文献 291
第九章 产品标准292
第一节 中国工业甲醛标准 292
1. 标准概况 292
2. 甲醛旧标准 293
3. 甲醛现行标准 294
第二节 国外工业甲醛标准 296
1. 美国标准 296
2. 俄罗斯标准 296
3. 日本标准 297
4. 印度标准 297
5. 肯尼亚标准 298
6. 其他国家标准 298
参考文献 298
第十章 甲醛生产分析299
第一节 基础知识 299
1. 化工工业分析简述 299
2. 化工工业分析的分类 299
3. 化工工业分析过程 300
4. 化工工业分析中常用的浓度单位表示法 301
5. 甲醛生产分析检测常用仪器及设备 301
第二节 原料分析 303
1. 原料甲醇 303
2. 锅炉水质 303
第三节 中间控制分析 308
1. 蒸发器平衡浓度测定方法 308
2. 甲醛密度的测定 309
3. 甲醛浓度的测定 309
4. 酸度的测定 309
5. 甲醇含量的测定 309
6. 尾气分析 310
7. 水质分析 310
8. 仪器分析 310
第四节 成品分析 311
第五节 尾气分析 311
1. 甲醛尾气分析作用 311
2. 尾气分析常用仪器 312
第六节 空气中微量甲醛、甲醇的测定 313
1. 空气中微量甲醛的测定 313
2. 空气中微量甲醇的测定 314
参考文献 316
第十一章 甲醛产品贮存与运输317
第一节 贮存方式与质量保证 317
1. 贮存方式 317
2. 质量保证与技术措施 317
3. 甲醛溶液贮存的注意事项 319
4. 贮存现场的安全设计参考 320
第二节 包装与运输 320
1. 包装容器运输要求 320
2. 危险化学品包装要求 321
3. 车辆运输检查 321
4. 运输装卸要求 321
5. 运输要求 321
参考文献 321
第十二章 安全生产与管理322
第一节 甲醛安全生产的基本原则 322
1. 树立安全生产基本指导思想 322
2. 甲醛项目设计、施工必须符合国家相关规范 323
3. 配套建设安全、消防、环保设施并达到相应要求 323
4. 建立一套与之配套且完善的管理体系 323
第二节 原料和产品的火灾、爆炸危险特性 324
1. 易燃和可燃 324
2. 易爆炸 324
3. 原料和产品的危险性 327
第三节 防火防爆 329
1. 甲醛装置防火防爆措施 330
2. 防火防爆生产管理 330
3. 甲醛工艺参数的严格控制 331
第四节 电气安全 332
1. 安全供电和供电保证 332
2. 防触电对策措施 332
3. 电气安全管理 332
4. 自动化安全控制 333
5. 防雷、防静电 333
第五节 压力容器和尾气处理器安全 334
1. 压力容器 334
2. 尾气处理器 335
第六节 预防中毒 335
1. 防止甲醇、甲醛中毒的措施 335
2. 甲醇、甲醛中毒的急救措施 336
第七节 人身防护和安全检修 336
1. 常规防护措施 336
2. 安全色和安全标志 337
3. 个人劳动防护 337
4. 安全检修 338
第八节 甲醛生产过程管理 339
1. 机构设置与职责 339
2. 工艺和技术管理 339
3. 设备管理 340
4. 原料与成品管理 344
5. 能源管理 345
6. 几种常用统计方法 347
第九节 全面质量管理 348
1. 概述 348
2. 要素、特征、观点 348
3. 基本工作程序 349
第十节 质量管理标准化 349
1. 概述 349
2. 实施ISO9000 标准的意义 350
3. 全面质量管理和质量管理标准化的关系 350
4. 如何实施TQM 和QMS 351
第十一节 甲醛生产过程的安全管理 351
1. 生产装置的安全 351
2. 开车过程安全控制要素 352
3. 工艺参数的安全控制 352
4. 安全控制措施 353
5. 氧化器超温预防措施 353
6. 静电的预防 353
参考文献 354
第十三章 环境保护与节能减排355
第一节 污染源和途径 355
1. 废气 355
2. 废水 355
3. 废渣 355
4. 噪声 356
第二节 环境保护 356
1. 管理人员的培训 356
2. 废气处理 356
3. 废水处理 356
4. 噪声防治 358
5. 废渣处理 359
6. 环境监测 359
7. 绿化 359
8. 减排 359
第三节 稀甲醛浓缩 361
1. 稀甲醛的物料特性 361
2. 稀甲醛的处理方案 362
3. 加压浓缩工艺的能耗 362
4. 加压浓缩工艺的设备 363
第四节 银法工艺制取脲醛预缩液(UFC)新技术 363
1. UFC 产品的性能与特点 363
2. UFC-65 产品的特点优势 363
3. 银法制取UFC-65 的工艺 364
4. 国内银法甲醛生产UFC 工艺特点 364
第五节 热冷交换系统 366
1. 热冷交换系统简介 366
2. 热冷交换系统与甲醛工业生产的关系 367
3. 热冷交换系统与传统水冷系统的对比 367
4. 前景展望 369
参考文献 370
附录 气体的爆炸极限及爆炸极限计算371