5万吨甲醛新建项目可行性研究报告.doc

年产5万吨甲醛建设项目
可行性研究报告

某某工程咨询院
二00九年四月
67

第一章 总 论
1.1 概述
1.1.1 项目名称、主办单位
项目名称：年产5万吨甲醛建设项目
主办单位：内蒙古某某有限公司
1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则
1.1.2.1 编制依据
（1）某化工设计院与内蒙古某某化工有限公司签定的5万吨/年甲醛合资合同。
（2）中石化（1997）348号文件《石油化工建设项目可行性研究报告编制规定》。
（3）内蒙古某某公司提供的可研基础资料。
1.1.2.2 编制原则
（1）认真执行国家有关方针政策、标准、规范。
（2）可研中，贯彻“ 工厂布置一体化，生产装置露天化，建构筑物轻型化，公用工程社会化，引进技术国产化的“五化”原则。
（3）主体工程与环境保护，安全和工业卫生设施同时考虑，以消除工厂对环境和职工健康危害。
（4）充分依托某某集团公司和内蒙古某某化工有限公司管理部门的作用，所需人员由充分利用某某集团公司内调配，尽量不新增人员。
1.1.3 项目提出的背景、投资必要性和经济意义
1.1.3.1 企业概况
内蒙古某某化工有限公司是内蒙古某某化工集团公司的控股公司，始创于一九九八年，经过几年的发展建设，已发展成为一个拥有资产2.4亿元的先进企业。目前资产负债率30%，银行信用等级AAA级。
某化工设计院是一家高新技术企业，主要从事……（该部分省略）等进行成套工艺工程设计，施工，技术服务。
为充分发挥两家公司的自身优势，依托化工集团公司……现有的公用工程。在此基础上，为抓住国内对甲醛需求量增长的有利时机，并配合化工集团公司天然气化工整体发展规划，双方经友好协商，共同调研，本着平等、互利互惠、共同发展的原则，在内蒙古某某工业区合资兴建5万吨/年甲醛装置。
1.1.3.2 建设项目的必要性和经济意义
（1）行业情况
我国甲醛工业的生产技术经过四十多年的发展，无论在装置的设计，催化剂的改进，还是余热利用，生产工艺控制等方面都有了长足的进步。其主要技术经济指标已接近或达到国际上同类生产工艺的先进水平。目前甲醛行业许多厂家都在充分挖掘和利用装置的余热，甲醛装置由“耗汽型”变为“非耗汽型”或“外供汽型”装置。装置规模趋向大型化，如今国内最大的十四万吨级的甲醛装置（河北保定安县凯跃化工集团公司甲醛厂），99年已顺利投产。迄今为止全国甲醛厂家已超过232家，总生产能力超过450万吨/年。内蒙地区基本没有甲醛生产厂家，而每年耗甲醛在3-5万吨。因此有必要在内蒙地区建设甲醛生产装置。
（2）原料来源
目前甲醛绝大多数厂家都是外购甲醇生产甲醛，为此受市场因素影响较大，同时由于原料甲醇运输、贮存、周转，对产品质量影响较大，无法保证产品质量稳定。而在内蒙某某化工集团……万吨/年甲醇装置，有稳定的原料来源，仅从这一点成本下降的空间是其它厂家望尘莫及的。其他地区甲醛厂家几乎都购买甲醇生产甲醛，如果在此环节上操作好一点，我们的甲醛销售市场会更大。
（3）运输条件
内蒙已通高速公路、铁路，运输条件好，有利于甲醛外销。
现在随着房地产业的日趋旺销和西部大开发的政策优势，甲醛需求量还会增加，为此我们认为甲醛在内蒙是有市场的。
1.1.4 研究范围
本可行性研究报告范围是结合现有条件，重点研究5万t/a甲醛生产的市场情况，环境效益及经济分析等几方面。
1.2 研究结论
1.2.1 研究的简要综合结论
（1）本报告确定以银法生产甲醛，为内蒙古……市场的甲醛下游产品生产提供原料。装置生产能力为5.0万t/a甲醛（37%）。
（2）本报告依托国内现有甲醛生产的技术。我国的银法甲醛生产技术已当成熟，各项经济技术指标均已达到国外同等水平。现有的几十套银法甲醛装置，生产甲醛的历史长达20多年，装置运行稳定，技术指标先进。所以该工艺技术方案是先进可行的。
（3）本项目所用原料主要是甲醇，由某某化工集团某某化工公司甲醇装置供给，因此原料供应有保障。
（4）某某化工集团某某化工公司甲醇装置现有公用工程及辅助设施可以满足本项目的需要，不需新建，也不需新征土地，可节省投资。人员由某某化工集团统一调配，不新增定员。
（5）据预测，国内甲醛市场前景广阔，且当地市场较大，每年可销售2至3万吨，所以甲醛产品销路完全不成问题。
（6）本项目三废排放能达到国家及内蒙古自治区的有关规定，不会增加环境污染。
（7）本项目所需资金由企业筹措。
（8）技术经济分析表明，项目投产后可以为企业创造较好的经济效益。项目抗风险能力也较强。
总之，内蒙古某某有限公司年产5万吨甲醛建设项目，技术上可行，经济上合理，建议尽早上马。
1.2.2 本报告的几点建议
（1）本项目为国内现有先进技术，在设计上应认真考虑工艺的先进性和投资的合理性。
（2）本项目的甲醛是最终产品，它是生产甲醛下游产品的原料，因此要十分重视甲醛装置在技术及建设周期上的配套性及其产品的质量。
附主要技术经济指标表

主要技术经济指标

序号
项目名称
单 位
数 量
备 注
一
生产规模

55%高浓度甲醛
万t/a
6.0(折37%)
应满足多聚甲醛生产的需要
二
年操作日
天
300

三
主要原材料、燃料用量

1
甲醇（100%）
万t/a
2.53

2
工艺空气
Nm3/h
27200

3
甲醇氧化催化剂
吨/次
2.28
寿命2.0年左右
4
尾气转化催化剂
吨/次
0.192
寿命3~5年左右
四
公用动力消耗量

1
循环冷却水
米3/h
318

2
电（年耗电量）
万度
420

3
副产蒸汽
T/h
5.67
1.1MPa
4
脱盐水
T/h
3.88

5
仪表空气
Nm3/h
25.8

五
三废排放量

1
废气

催化转化工段排放气
Nm3/h
4267
甲醛＜2ppm
CO＜20ppm
六
装置定员
人
10

七
总建筑面积
米3
231 m2

八
工程总投资额
万元
5079.54

1
固定资产投资
万元
4845.66

2
建设期利息
万元
0

3
投资方向税
万元
0

4
铺底流动资金
万元
233.88

九
年销售收入
万元
6505.71

十
工厂成本

1
年总成本
万元
4487.99

2
单位产品成本
元/吨
729.32

十一
年利润总额
万元
1600.96

十二
年利税总额
万元
2017.73

十三
财务评价指标

1
投资利润率
%
28.46

2
投资利税率
%
35.87

3
投资回收期（税后）
年
5.03
包括一年建设期
4
内部收益率（税后）
%
24.83

5
财务净现值（税后）
万元
4762
i=12%
十四
偿还能力指标

自有资金回收期
年
4.75
包括一年建设期

第二章 市场预测

2.1 国内、外市场情况预测
甲醛是一种基本化工原料，有着广泛的前景，一般由甲醇经空气氧化制得。世界各国用于生产甲醛的甲醇占甲醇产量的三分之一左右。1996年世界甲醛总产量为1920万t（37%），世界各国已开发出上百种甲醛下游产品，但我国目前仅有十多种。甲醛的主要下游产品有热固性树脂（如脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂等）及聚甲醛、季戊四醇、乌洛托品、1,4—丁二醇、吡啶、乙二醇、三羟基甲烷等化工产品。同时在农业、医药、染料工业中可以作为杀虫剂和还原剂等，甲醛产品是重量浓度为37-55%的水溶液，国内外往往以37%溶液作为基准来统计产量和计算消耗指标。
2.1.1 国外市场情况
1990—1997年间世界甲醛消费量的平均年增长率约为5%，1997年后甲醛消费量又有所回升，预计今后5年内，西方特别是美国消费的增长率约为2.3%左右。
1992—1995年世界主要工业国的甲醛产量情况见表2.1
表2.1 主要工业国的甲醛产量（以37%溶液计） 单位：万吨
年份
世界
美国
日本
英国
意大利
法国
加拿大
88
1701
306
136
30
34.3
23.8
32.2
90
1763
292
141
21.4
30
26.8
28.6
92
1788
302
147
22.5
30
26.4
27.9
94
1895
341
158
30
33.4
28.5
31.4
96
1920
332
150
28.5
35.7
29.6
34.5
可以看出，美国是最大的甲醛生产国，其产量约占世界产量的18%左右，由于储运困难，甲醛的商贸活动的地区性很强，而美国的甲醛基本上全消耗在国内，其中脲醛树脂是美国甲醛的最大消费市场，该产品大部分用于生产中密度纤维板，其次酚醛树脂是美国甲醛的第二市场，主要用作木材和建筑胶粘剂，在美国约9%的甲醛用于生产聚甲醛，到1996年8月为止，美国甲醛生产能力（以37%溶液计）为360万吨/年，共16家公司，超过50万吨/年的有5家。
前两年由于建筑业不景气，美国甲醛消耗量明显下降，从1995年底开始，其消耗量明显开始上升。今后5年内美国对甲醛需求量的平均年增长率可达2.5%左右。
美国、西欧、日本和中国的甲醛消费成见表2.2
表2.2 主要工业国的甲醛产量（以37%溶液计）

美 国
1996年
西 欧
1995年
日 本
1995年
中国
脲醛树脂
24
46
30
71.77
酚醛树脂
21
9
7
三聚氰胺树脂
4
6
6
0.3
乙炔化学品
11
7

0.1
聚甲醛
9
6
23
2.18
季戊四醇
6
7
7
7.43
MDI
5
3
3

脲甲醛浓缩剂
5

乌洛托品
4
3
6
8.33
其它
11
13
21
9.89
2.1.2 国内市场情况
国内甲醛市场一直呈上升趋势，1985年以来甲醛一直稳步增长(见表2.3)
表2.3 我国甲醛生产情况（以37%溶液计） 单位：万吨/年
年 份
生产能力
产 量
1985
47.93
41.36
1988
69.49
52.79
1991
76.93
60.12
1994
127
98.37
1997
180
135
2000
478.2
184.8
据不完全统计我国目前甲醛生产厂家超过230个，总生产能力到2000年7月达478万吨/年，其中万吨级以上装置约73套，除德州化肥厂、云天化集团股份公司、佳木斯化工五厂、连云港亚丹化工股份有限公司四家采用铁钼法外，其余各家均以银为催化剂，我国甲醛单套最大能力为5万吨/年，最小为0.3万吨/年。甲醛装置主要集中在我国的山东省、河北省、江苏省、广东省，这四个地区几乎就占现有生产能力的50%。西北地区甲醛生产能力较低，其中陕西省为4.5万吨/年，甘肃省为4万吨/年，宁夏回族自治区为3.7万吨/年，新疆为1万吨/年，内蒙古为1万吨/年。我国甲醛消费构成也可以从表2.2中得知，与世界各国一样，最大消费仍是热固性树脂，只是比例列高。
表2.4 我国甲醛生产消费预测（37%溶液） 单位：万吨

1990年
1995年
2000年
2003
装置生产能力
72
127
478
500
产量预测
60
98
157
236
需求预测
59—60
100
160
236
表2.4中对甲醛的需求预测一栏的数据自有关部门对各种甲醛下游产品
的分类需求预测的汇总表。见表2.5
表2.5 1998年和2003年（予制）我国甲醛消费及构成
消费领域
1988年
2003年
年均增长率
%
消费量
(万吨)
%
消费量
(万吨)
%
尿醛树脂
87.5
52
110.0
46.6
5.1
酚醛树脂
14.3
8
20.0
8.4
7.9
季戊四醇
12.3
7
16.0
6.8
9.2
乌洛托平
9.2
5
10.0
4.2
1.7
密胺甲醛树脂
3.5
2
6.0
2.5
14.3
缓效肥料
-
-
4.0
1.7
-
聚乙烯醇
1.0
0.6
1.0
0.4
0
多聚甲醛
1.0
0.6
4.0
1.7
60.0
吡啶及化合物
-
-
2.0
0.8

乙炔化学品
0.7
0.4
4.0
1.7
94.0
聚甲醛树脂
0.8
0.4
4.0
1.7
80.0
MDI
0.5
0.3
2.0
0.8
60.0
医药
5.0
3
9.0
3.8
16.0
农药
3.3
2
4.0
1.7
4.2
其它
28.9
19
40.0
1.7
6.6

合 计
168.0
100
236.0
100

由于甲醛产品含有大量水份，且低温易聚合，不适宜长距离运输，属区域性产品，在内蒙古建设甲醛装置时，只能面向自治区内市场，同样外地的甲醛也不可能挤占自治区市场。
2.2 当前国内甲醛市场情况
近年来国内甲醛市场走势良好,主要原因如下：
（1）房地产市场的发展，带动了相关行业对甲醛的须求增大发展，其中包括建筑涂料和胶粘剂的发展。据统计，我国目前在酚醛、尿醛和密胺甲醛胶粘剂及涂料生产所消耗的甲醛占我国甲醛总消费量的60%以上。由于房地产业的发展，为甲醛下游产品提供了稳定并逐步增长的市场，从而支持了甲醛市场稳健增长。
（2）农业生产的发展，对甲醛需求持续增长
近年来农业上出现一种新的生产方式——暖棚农业。暖棚农业为人民的生活提供了富丰多样的农产品，暖棚已经发展为农业生产的一个重要分支。甲醛是作为辅助性消毒剂被使用在其生产前期的准备环节上，随着暖棚农业的发展对甲醛的需求将相应增大。
近年来尿互生产为提高尿素颗粒强度，在造粒塔前向尿液中添加甲醛，因此对甲醛也有不小的需求，这是甲醛应用范围的进一步拓展。
（3）“以塑代木，以塑代钢”加大了甲醛市场需求量
随我国保护自然林力度加大，“以逆代木”最为普遍是塑料餐具、逆料家具及逆料门窗，它们正在使甲醛的使用更为广泛，这些市场对甲醛需求不断增加。
由此可以看出，在今年国内化工产品行情多数表现低迷的情况下，甲醛却保持了稳健运行势态。
2.3 产品价格分析
2.3.1 国外价格
据美国CMR报道：37%甲醛槽车装海湾离岸价，单位：美元/吨
1990年 237.4~254.4
1991~1992 231.5~260
1993 234.8
1995 236.7
1996 227.4
2.3.2 国内价格
37%甲醛溶液的国内价格变化如下：
1990年 全国平均价 1100-1200元/吨
1991年 全国平均价 1000-1100元/吨
1992年 全国平均价 1250-1350元/吨
1993年 1050-1500元/吨
1994年 全国平均价 1400-1550元/吨
1995年 全国平均价 1500-1700元/吨
1996年 全国平均价 1500-1600元/吨
1997年 全国平均价 ~1200元/吨
2001年 全国平均价 ~1200元/吨
2002上半年 全国平均价 1030-1450元/吨
2.3.3 价格确定
从以上价格情况可以看出，国外甲醛价格比较稳定，国内市场因受供求影响有所波动。考虑到项目的抗风险性和内蒙古地区的市场，本报告确定37%甲醛溶液出厂价为1000（含税）元/吨，是可行的。

第三章 产品方案及生产规模

3.1 产品方案
工业甲醛溶液现行的中华人民共和国国家标准，即GB/T9009-1998仍以37%（wt）浓度的产品为基础制订的质量标准，其指标列表于下：
工业甲醛溶液国家标准要求
指标名称 产品级别
优级产品
一级品
合格品
密度（ρ20） g/cm3
1.075~1.114
1.075~1.114
1.075~1.114
甲醛含量 %
37.0~37.4
36.7~37.4
36.5~37.4
酸度（以甲酸计） %≤
0.02
0.04
0.05
色度，Hazen单位（铂-钴号）≤
10
-
-
铁含量 % ≤
0.0001
0.0003(槽装)
0.0010(桶装)
0.0005(槽装)
0.0010(桶装)
甲醛含量 %
供需协商
高浓度甲醛目前无国家标准，参照国外公司标准要求如下：
高浓度工业一级甲醛溶液技术要求
项 目
单 位
指 标
备 注
甲醛含量
%（wt）
55
实际范围37%~55%(wt)
甲醇含量
%（wt）
1.0
最大不超过1.5%(wt)
甲酸含量
%（wt）
≤0.05

铁含量
ppm
≤0.5

灰分
ppm
≤60

色度
Hazen单位
≤10

本可研报告甲醛的是直接销售和为生产甲醛的下游产品作原料，甲醛溶液浓度要求有一定范围，本可研方案定为生产浓度为37%-45%的甲醛。
3.2 生产规模
3.2.1 某某地甲醛消费现况
2002年5月内蒙某某境内甲醛使用厂家情况。
2002年内蒙某某境内甲醛使用厂家情况
厂 家
使 用 量（吨/年）
某某公司
6200
某某公司
500
某某公司
3000
某某公司
1000
某某刨花板厂
700
煤碳公司
7000
共 计
18400
据了解能生产甲醛的新街甲醛装置年生产甲醛约为5000-6000吨。该装置规模小、技术落后，又需要从市场上购买甲醇为原料，即使有市场也没有能力与采用新技术建设的大型甲醛装置和自产甲醇为原料的装置进行竞争。
另外，某某境内的某某公司随着其产品中密度板的扩大，甲醛用量也将扩大到7000吨。
3.2.2 周边市场预测
以前国内尿素紧缺时，尿素造粒塔产的颗粒尿素强度不是很高，在运销途中经过多次搬运粉化较重，尽管如此也成为农民喜欢的化肥。自从海南新建大化肥装置改为流化床造粒工艺生产大颗粒尿素装置投产后，尿素质量和肥效利用率方面明显优于造粒塔工艺，尽管目前国内尿素市场不景气而大颗粒尿素则成为畅销化肥，深受农民欢迎。宁夏化肥厂目前已改成生产大颗粒尿素，该厂每年需37%的甲醛溶液8000吨。
陕西榆林地区，据了解目前还未有生产甲醛的生产厂家，而该地区每年约需甲醛5000吨。
包头地区年需甲醛用量也在5000吨。
甲醛是大宗有机化工产品及中间体，有着十分广泛的用途，随着内蒙地区工业的发展，必将促进甲醛生产规模的扩大和发展。
3.3 装置规模确定
综上所述本可研建议甲醛装置规模定为：
年产 37%甲醛 5万吨/年
年操作日 300天
实际生产能力：
生产37%（wt）甲醛 5.0万吨/年 （166.67吨/天）
质量：外观清晰
甲醛含量37%（wt），实际浓度范围为（37%~50%）（wt）
甲醇含量1.0（wt）（最大不超过1.5%）
甲酸含量≤0.05%（wt）
铁含量≤0.5ppm
3.4 生产规模
本项目的目标是建设一套以精甲醇为原料生产5.0万吨/年，浓度为37%（重量）的浓度甲醛装置。年操作日300天。

第四章 工艺技术方案

4.1 概述
目前甲醛90%以上是从甲醇氧化而得，也有从烃类直接氧化和二甲醚氧化来制取。八十年代日本旭化成开发成功以稀甲醛和醇为原料的甲缩醛法（甲醛缩二甲醇法），可以生产高浓度无醇甲醛溶液，和自己开发的聚甲醛装置相配套，目前还在不断发展完善之中。目前正在研究开发“甲醇脱氢法”和甲烷直接氧化法新工艺。
以甲醇为原料生产甲醛的方法，按其所利用催化剂和生产工艺不同，可分为两种不同的工艺路线。其一是在过量甲醇（甲醇蒸汽浓度控制在爆炸上限，37%以上）条件下，甲醇气、蒸汽和水汽混合物在金属型催化剂上进行脱氢氧化反应，通常采用结晶Ag催化剂，故称为“银法”，也称“甲醇过量法”其二是过量空气（甲醇蒸汽浓度控制在爆炸区下限，7%以下）条件下，甲醇气直接与空气混合在金属氧化物型催化剂上进行氧化反应，催化剂以Fe2O3-MoO3系最为常见，故称“铁钼法”，也称“空气过量法”。银法和铁钼法均在不断地发展中。
4.2 本项目对甲醛生产技术的要求
本项目的甲醛装置规模为5万吨/年(以37%溶液计)，产品主要作为外销并为甲醛的下游产品提供原料。本项目对甲醛生产技术的要求为：
4.2.1 技术可靠、消耗指标低
应选择在相似规模下良好应用业绩的可靠技术。目前甲醇价格不断上涨；由于煤价的上涨，蒸汽价格也在不断上升，因此希望所选的工艺技术能做到甲醇消耗低，蒸汽量能平衡。
4.2.2 能生产较高浓度的甲醛溶液
为了减少后加工（甲醛原料脱水）的能耗（特别是蒸汽消耗）及降低投资和运输费，减轻环境污染，希望能生产37~50%（wt%）的浓度溶液。
4.2.3 产品甲醛中醇的酸的含量低
在甲醛的下游产品生产要求脱除甲醛中的残余甲醇，为保证后加工产品质量减少后加工装置中甲醛净化的能耗及投资，也为了减少后加工装置中含醇废水的处理，要求产品甲醛溶液中甲醇含量小于1.0wt%（最大不超过1.5wt%），同时也要求甲醛产品中甲醛的含量低于200PPm。
4.2.4 安全性
由于甲醛可以和空气形成爆炸性混合物，故在设计、操作顺序及人员培训中需始终注意安全问题。
4.2.5 自动化程度高
本甲醛装置是和甲醇装置配套的工程，由于已建设的甲醇装置采用DCS系统，故为了保证产品质量，实现稳定、低能耗、安全可靠地优化操作，甲醛装置也要求应用DCS系统进行控制。
4.3 中国甲醛工业现状
截止2000年，我国大约230套甲醛生产装置，生产能力最大为5万吨/年，最小为0.3万吨。绝大多数厂家采用电解银催化剂，十几家采用浮石银为催化剂，而采用铁—钼氧化物催化剂有仅有云天化等四家。
从装置总能力和年产量上看，我国甲醛工业已跨入世界前列（仅次于美国、苏联、日本和德国）；从技术上讲，我国电解银法甲醛工艺的物耗已接近先进水平。见表4.1。
表4.1 国内外电解银甲醛工艺的比较

改良BASF法
上海溶剂厂
（1993年）
广州溶剂厂
（1993年）
装置能力（1万吨/年，37%HCO）
7.0
2.5
1.5
催化工艺
电解银
电解银
电解银
催化剂寿命（月）
2~3
2
2
吨37%HCHO消耗

甲醇（100%，公斤）
450
453
487
冷却水（m3）
40.7
50
-
电（KWh）
37
34
49
催化剂耗量（公斤）
0.027
不详
不详
副产蒸汽（公斤）
0.315
0.4
-
需外供蒸汽（公斤）
-
-415
自给
尾气循环
有
无
无
质量：

甲醛含量（wt%）
40~55
37.1
37.13
甲醇含量（wt%）
1~1.3
1.2~1.7
4.6
酸度（wt%）
0.01
0.01
0.027
从银法甲醛生产技术水平的整体上看，我国与国外先进水平相比，其差距仍然是明显的。其差距主要表现在：
4.3.1 单系列装置生产能力小
现代甲醛装置的最小经济规模约3万吨/年（37%甲醛溶液），但我国甲醛装置规模在3万吨/年的很少，甚至不少装置的规模仅为几千吨/年。国内这种较大规模的单系列甲醛装置较少。
4.3.2 甲醛产品的规格少，无高浓度产品
我国甲醛产品的浓度多数为37%（wt%），高浓度产品很少。而高浓度的甲醛有利于生产甲醛下游产品，如：减少后加工浓缩工序的能耗和投资，含醇废水处理大为简化等。
4.3.3 电解银催化剂选择性低，寿命短
国内电解银催化剂寿命一般仅3个月，少者甚至为一个月。由于选择性差，故产品甲醛中杂质含量较高，再加上电解催化剂本身转化率较低，故产品甲醛中醇含量均超过1.5（wt%），可达4~5%左右（我国的甲醛产品质量标准规定一级品产品中甲醇含量为12%）。这种甲醛不大适合生产高质量的聚甲醛。
4.3.4 甲醛生产的自控水平较低
国内甲醛生产控制系统一般为单元组合式仪表，每个回路分别控制，操作不便，而国外先进的甲醛装置均用DCS系统控制。国内有两家引进电解银法装置也采用DCS控制系统。
4.3.5 国内银法装置蒸汽消耗量较高，且高低不一，大部分厂甲醛装置蒸汽可自给，但外输蒸汽没有或较少。
银法的转化率较低，约92~94%，选择性差，副反应脱氢反应生成大量氢气，故吸收塔顶尾气的热值较高。国内很少有工厂将尾气循环使用，而把尾气全部作为燃料使用来副产低压蒸汽。这不仅造成能量利用不合理、物耗高，且对环境有污染影响。中国近期引进的两套银法装置较为先进。
对于铁钼法生产技术我国在六十年代就已工业化，1966年我国建成第一座铁钼法甲醛生产装置（安阳塑料厂），当时的生产厂家还有吉林石井沟联合化工厂和天津津华石油化工厂。但我国铁钼法工艺生产甲醛研究工作不够深入，操作管理水平低下，铁钼法的优点得不到发挥，而缺点却十分突出。例如早期使用的催化剂活性低，寿命短，导致电耗高，相同的设备生产能力低，因此投资较大，操作要求严格等等。故后来吉林石井沟联合化工厂和安阳市塑料厂先后改建成银法装置。1996年德州化肥厂引进PSP公司的铁多钼法生产技术建成一套3万t/a甲醛装置，并于1997年投入生产，是目前国内采用铁钼法的厂家之一。
4.4 银法和铁钼法比较—国外甲醛技术概况
银法是经典的生产方法，德国于1888年首先工业化，接着美国在1901年，日本在1912年相继投入生产。
铁钼法甲醛生产工艺，在三十年代初期开始发展，1952年工业化，随着1959年聚甲醛工程塑料的兴起而飞快地发展起来，其原因在于铁钼法可直接生产低醇高浓度甲醛作为聚甲醛的原料。因此，当时世界上新建的甲醛工厂，大都采用铁钼法工艺。在铁钼法得到迅速发展的同时，银法也在不断加以改进和提高。电解银分子筛载银催化剂的相继出现而所谓WGR尾气循环工艺的诞生，都使得银法工艺有了新的发展。最近所采用的银法工艺，同铁钼法一样，也可以直接生产低醇甲醛，且甲醛浓度也可达50%左右。
虽然各主要工业发达国家都同时兼有银法和铁钼法两种生产工艺，但侧重面不尽相同。总的说来，美国等欧美西方国家，由于聚甲醛工程塑料发达，采用铁钼法生产的厂家较多。据报道，美国铁钼法生产的甲醛曾一度占总产量的80%以上。在近十年中，美国新建的甲醛装置全部用铁钼法，共有20多套。杜邦公司为了配合聚甲醛生产，关闭了银法甲醛装置改建铁钼法装置。前苏联等东欧国家银法和铁钼法并重。日本和东南亚各国银法占支配地位，仍然只有三个铁钼法甲醛生产厂，不过，八十年代日本已有不少甲醛厂转向铁钼法；东南亚各国也开始重视铁钼法，比如，印度尼西亚等最近均建成几座大型的铁钼法生产厂。
目前世界各工业发达国家都同时采用银法和铁钼法两种工艺路线。而且两种方法都在不断地加以改进和提高，在竞争中共存。两种方法各有优缺点，一般来讲，银法投资略低，操作较安全、简单，但消耗略高，且催化剂寿命短（国外催化剂寿命约3~8个月）；铁钼法不需要银法要求的高温反应，从而使副反应减少，选择性高，甲醛单耗低，甲醛产品分解少，甲醛浓度高，催化剂效率高，寿命长（国外催化剂寿命长，约1.5~2.5年），但投资略高，操作安全措施要求略高，但两种方法的车间成本相当接近。1980年以后，国外工业甲醛总建厂能力中铁钼法已超过银法。
以此两种工艺为基准进行比较见表4.2。
表4.2 银法和铁钼法比较（以37%甲醛浓度为基准）

改良银法(BASF法)
铁钼法(PSP法)
催化剂
电解银催化剂
铁钼法氧化催化剂
物料
甲醇过量
空气过量
甲醇，吨
0.452
0.42
电，KWH
37
88
冷却水，m3
40.7
40
工艺水，m3
0.2
-
锅炉给水，吨
0.32
0.44
催化剂损失，克
0.027
0.006
副产蒸汽：压力 巴
3
20
数量 吨
0.315
0.69
反应温度，℃
600-700
250~350
压力，MPa
0.1
0.1~0.5
反应器型式
绝热式固定床
列管式固定床
催化剂寿命
3~8个月
1.5年~2.5年
甲醛浓度（wt%）
40~55
55~60
甲醇浓度（wt%）
1.0~1.3
0.5~1.0
投资
1
1~1.10
催化剂敏感度
敏感
不敏感
催化剂价格
波动大
波动小
从冷态开车时间 小时
20~24
8
停车后开车时间 小时
数小时
≤1
尾气处理
大部分循环,小部分燃烧产生蒸汽
大部分循环,小部分催化转化
在竞相发展过程中，银法和铁钼法都在不断改进催化剂和生产工艺。具有代表性的银法工艺有BASF法，HS法，Dcgussa法；铁钼法有PSP法，DBW法，SDP法和Lummus法等。其中德国的BASF公司的银法和瑞典PSP公司的钼法发展历史悠久，技术先进。
4.5 技术选择
我国在六十至七十年代曾建有多套甲烷氧化法的生产甲醛的小型装置，由于转化率和收率及产品浓度低等问题而相继停止生产。现我国工业甲醛都使用甲醇作原料。以甲醇为原料生产甲醛目前主要有：“银催化法”和“铁钼催化法”两类方法。由于银法和铁钼法各有所长，也各有局限性，且这两类方法都有改进和提高，综合各种因素对生产成本进行比较，这两类方法差别很小。所以同世界范围内“银法”和“铁钼法”的比例几乎相当，但我国目前采用“银法”的仍占绝大多数，因为铁钼法虽然单耗低一些，但设备庞大，耗能大，其关键设备还需进口，投资大。因此我们拟采用银法，因该法工艺已相当成熟，其主要设备是目前国内最先进的，如新型氧化器，该氧化器带余热炉，合二为一的甲醇过滤阻火器等，同时该法我们已生产二十几年，有一批生产技术骨干。相对投资少，工期短，见效快。从5月份我们调研情况看，进行扩能改造的厂家生产情况均较好。
银法又有两种不同的工艺流程，根据产品纯度不同的要求，一种是带有甲醇蒸馏回收流程，称为甲醇循环工艺，另一种不带甲醇蒸馏回收流程，称为非甲醇循环工艺。
（1）甲醇循环工艺
银催化法在甲醇过量条件下，在500℃~700℃使甲醇脱氢和部分氧化制取甲醛，其反应式如下：
CH3OH → HCHO+H2 △H= + 20400千卡/千摩尔
CH3OH+1/2O2 → HCHO +H2 △H= - 37400千卡/千摩尔
并伴有付反应
CH3OH+3/2O2 → CO2+2H2O
CH3OH+H2 → CH4+H2O
CH2O → CO+H2
HCHO+1/2O2 → HCHO
CO+ H2O
甲醇循环工艺是不完全转化法，是在较低温度下（500℃）使甲醇不完全转化，一般转化率只有55%。由于温度低副反应少，没有转化的甲醇采用蒸馏过程脱除并循环使用。通过调节吸收塔顶加入的水量来控制甲醛产品浓度，可以生产高浓度甲醛。
新鲜甲醇与来自蒸馏段的再循环甲醇在蒸发器中用间接蒸汽加热使其蒸发。经过滤后由鼓风机送来的空气亦进入蒸发器。在蒸发器出口加进一部分蒸汽，加进蒸汽之后，一般均要将甲醇、空气、蒸汽混合物过热到90~120℃。
反应混合物经阻火器进入反应器，在此同催化剂进行接触反应，该催化剂为一层厚约定俗成25mm的活性银粒或银网。反应温度的范围为500~650℃。反应器的上部装催化剂或银网产生甲醇氧化脱氢反应生产甲醛。反应器的上部装催化剂或银网产生甲醇氧化脱氢反应生产甲醛。反应器的下部为废热锅炉，离开催化剂层的反应气立即进入废热锅炉冷却到150℃，回收的热量付产蒸汽。
出废热锅炉的气体进入甲醛吸收塔，下段为填料，上段为板式。吸收塔项排出的气体中尚含有微量甲醛，若环保部门有要求，可将吸收塔顶排出的废气加以焚烧，燃烧热可用于产生蒸汽。
甲醛吸收塔底产物经过预热再进入蒸馏塔。甲醛中所含的甲醇在蒸馏塔顶被脱除、冷凝，超过回流所需的多余部分甲醇则返回蒸发器或在缓冲槽内贮存。
通过调节加入吸收塔顶部的水量可以使产生的甲醛产品浓度高达52~55%。甲醇的浓度可以在最后的蒸馏期间按要求进行调节（一般均%）。一般情况下酸度＜0.06%。在某些情况下，若有特殊要求，可设离子交换装置，以降低酸度。
此工艺总收率为90%~92%摩尔。
催化剂寿命长短取决于原料中的杂质，尤其是铁，要求甲醇原料中羰基铁的含量低于0.005ppm。催化剂的寿命一般为1年。
（2）非甲醇循环工艺
非甲醇循环工艺是甲醇完全转化法，须在650~700℃高温下进行甲醇氧化脱氢反应，没有甲醇蒸馏回收系统，产品甲醛浓度多为37%，醇含量为3%~5%，甲醛含量0.01~0.02%。
甲醇和水（比例一般为65：35）的混合物送入蒸发器，经过滤器过滤后由送风机送来的空气亦进入蒸发器。蒸发器的温度为65~70℃。蒸发器出口的气体加热到90℃之后经阻火器进入反应器。在反应器中产生的热量用于预热甲醇和水以及副产蒸汽。出反应器气体进入甲醛吸收塔。一般来说此工艺适合于生产甲醇含量为3%~5%有助于抑制甲醛的聚合。如有要求时塔顶排出的气体经焚烧后放空。
BASF公司称此工艺可采用部分尾气再循环或部分吸收塔中甲醛溶液再循环，经过改进后产品甲醛浓度可达55%。由于没有设置甲醇蒸馏系统，投资费用要比有甲醇循环工艺低一些，能耗也要少些。
本可研拟采用双塔吸收甲醇循环工艺。
4.6 工艺流程说明
4.6.1 工艺流程
以电解银为触媒，使甲醇：空气=1:1.8（mol）在蒸发器混合蒸发后，再加入配料蒸汽，使甲