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甲醇氧化制甲醛工艺技术讨论
作者：王吉贤 张生国
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2018年第07期
摘 要：目前我国主要是利用甲醇氧化法进行甲醛的生产制造，其制造工艺流程已经相对成熟，化学反应均在密闭容器内进行，加上采用了多种环境保护措施，因此利用甲醇氧化法生产甲醛工艺过程中产生的废水废渣并不会对环境造成严重影响。 关键词：甲醇氧化制；甲醛工艺；技术 1 原料及产品简介
甲醛是一种广泛运用于化工、医药等行业的化工原料。甲醛最主要是用作生产酚醛、聚甲醛等树脂原料，还能够用于生产维尼纶、乌洛托品等化工产品，甲醛还可以用作消毒剂和防腐剂。甲醛的分子式为CH2O，机构式为HCHO，其相对分子量为30，是一种最简单的脂肪醛。甲醛常温下无色并具有强烈刺激性气味，易溶于水，可燃，在空气中易形成爆炸性混合物。
甲醛具有毒性，空气中只要含有1mg/L甲醛就会对眼鼻喉产生强烈刺激。当接触到液态甲醛时，会引起眼部烧伤和皮肤过敏。此外，通过细菌和哺乳动物的培养实验证实甲醛可使有机体发生变异。由于一直无法证明甲醛是否有致癌作用，因此国际标准规定甲醛8h工作环境允许的甲醛浓度为0.75mg/L，15min工作环境允许的甲醛浓度为2mg/L。
生产甲醛的主要原料为甲醇，甲醇的分子式为CH4O，其机构式为CH3OH，其相对分子量为32，是一种易挥发的无色液体。纯度高的甲醛带酒精气味，纯度低的甲醛散发出刺鼻气味。甲醇具有毒性，能够与水、苯等有机溶剂进行混合。甲醇和甲醛一样能够在空气中形成爆炸性混合物，因此规定了一个空气中甲醇许可浓度标准。 2 原料以及产品的危险特性 2.1 甲醇的危险性
甲醇属易燃液体。易挥发，在闪点温度以上，当蒸气与空气混合体积比为6.7～36.5%时，遇热、闪光、火焰和静电会发生中等程度的爆炸和有危害的火灾；污染地面时会渗入到地下水中，引起人畜中毒；甲醇的职业性接触危害程度为Ⅲ级，属中度危害毒物（GB 5044-85）。生产中吸入甲醇蒸气会引起中毒，但严重的甲醇中毒以误服为多见。 2.2 甲醛危险性
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甲醛是原生质毒，接触后，即发生皮肤和粘膜强烈刺激作用。可引起鼻炎、嗅觉丧失、咽喉炎和支气管炎，严重者可发生肺水肿等。慢性毒性：长期接触低浓度甲醛蒸气，可有头痛、软弱无力等。甲醛气体的着火温度（燃点）约为300℃，它与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸危险。 3 生产工艺及流程
在过量空气（甲醇蒸汽的空度控制在安全区间内，即17%）的条件下，甲醇气体与空气混合在催化剂上进行氧化反应，催化剂通常为金属氧化物，常为Fe2O3-MoO3，反应过程中放出大量热量，生成的气态甲醛经过冷却吸收后，形成浓度为37%的甲醛溶液。放出的热量被水吸收变成高温蒸汽和热水，被用于其它环节和工艺的生产，甲醛生产工艺产生的尾气中有17%的氢气，还存在一定一氧化碳和甲烷等有机成分，这些可燃性气体可以放入锅炉进行燃烧，产生的蒸汽和热量等均可以投入生产生活中使用。 4 主要污染工序
目前我国通过利用甲醇氧化法生产甲醛的生产工艺已经达到较为成熟的地步，工艺流程中化学反应基本上都是在密闭容器内进行的，因此在整个生产流程中不会造成较大的污染。吸收塔排出的尾气，主要还有甲醇、甲醛、甲烷等有机物，经过回收再利用排放到锅炉中进行燃烧发热。对设备进行检查和维修或是添加催化剂银时少量甲醛和甲醇可能会逸出。甲醇氧化法生产甲醛工艺，在生产过程中器械设备会发出噪音，产生噪声污染。甲醇经过多次蒸发和过滤后，会留下一些固体残渣，如一些油状物等。 5 环境影响分析 5.1 大气污染
利用甲醇氧化法生产甲醛工艺流程中产生的发起污染物主要有吸收塔排出的尾气（已排入锅炉进行燃烧供热）和逸出的甲醇和甲醛。对于在设备进行检查和维修或是添加催化剂银时逸出的少量甲醇和甲醛气体，可以在进行检修或添加前，用泵将设备内遗留的液体转移到贮液槽内，用水对生产过程中用到的设备和管道进行冲洗，在确保气体成分合格的前提下，再对设备进行检修或添加催化剂。利用这种方式，不仅可以保障相关人员的生命安全，还能将操作过程中对环境的污染降到最低。 5.2 固体废弃物
在该工艺流程中，甲醇经过多次高温蒸发会留下一些固体残渣，这些固体废弃物主要是一些有机油状物和蜡状物。这些有机残渣可以排入锅炉内进行燃烧处理，处理过后的排放物主要是二氧化碳和水，大大降低了对环境的影响。 5.3 废水
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甲醇氧化法生产甲醛工艺流程中产生的废水主要是生产工厂内洗地用水，其中主要的污染物为固体悬浮颗粒，在经过沉淀后可以大大降低其浓度，沉淀后的废水可以用于厂区绿化工作。 6 结论
目前我国生产甲醛的主要方法就是利用甲醇氧化法。本文将以每年生产1.5万吨甲醛的生产厂为例，介绍甲醇氧化法生产甲醛的主要工艺流程和生产过程中对环境造成的一定影响及其产生的主要污染物。 参考文献：
[1]许永成，肖敦峰，刘广智.甲醇氧化制甲醛工艺技术探讨[J].化肥设计，2012.