思考题及答案
1、原料甲醇的基本性质（分子式、分子量、熔点、沸点、闪点、危害性）
答：分子式CH3OH分子量32.04,熔点-97C,沸点64.7 C ,闪点11c.
危害性：甲醇有毒，误饮 5~10 毫升就能双目失明，大量饮用会导致死亡。
2、甲醛的基本性质（分子式、分子量、熔点、沸点、闪点、危害性）及主要用
途。
答：分子式CH2O分子量30.03,熔点-118.0 C,沸点19.5 C,闪点60c.
危害性：甲醛有强烈的特殊刺激性气味，特别对眼睛和粘膜有刺激作用
主要用途：甲醛的用途非常广泛，合成树脂，表面活性剂，塑料、橡胶、染料、
医药、建筑材料以及消毒、防腐过程中均要用到甲醛。
3、甲缩醛的基本性质（分子式、分子量、熔点、沸点、闪点、危害性）及主要
用途
答：分子式 CH2（ OCH）3 2，分子量 76.10，熔点 -104.8 ℃，沸点 42.3℃，闪点
17.8 ℃ .
汽车烧甲醇危害性： 对粘膜有刺激性， 吸入蒸气可引起鼻和喉刺激， 高浓度吸入出现头晕等。
主要用途：能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、工业汽车用品等产品中。在
空调制冷剂方面可作为氟利昂的替代品。再燃料方面，可作为柴油添加剂。
4、银催化法甲醛生产中主要发生哪两种化学反应，请写出化学方程式。
答： （ 1）氧化反应： CH3OH+?O2=CH2O+H2O -156.55KJ/mol （放热）
（ 2）脱氢反应： CH3OH=C2HO+H2 +85.277KJ/mol （吸热）
5、简述“银催化法”甲醛生产工艺流程，并画出工艺流程简图。
答： 来自罐区的甲醇经甲醇过滤器进入蒸发器， 空气经空气过滤器有罗茨风机送
入蒸发器。 甲醇蒸汽与空气配成二元混合气出蒸发器， 再按比例配入水蒸气形成
三元混合气。 三元气由过热器加热到 120 度左右， 再经阻火过滤器除杂， 进入氧
化起。 甲醇在因催化剂的作用下， 经氧化、 脱氢反应生成甲醛， 生成气经急冷段，
冷却到 200 度左右， 再经冷却段进一步冷却到 100度左右， 送入吸收工序。 经过
吸收， 混合其中的甲醛成分绝大部分被吸收， 出二塔塔顶混合气称为尾气， 送入
尾气工序。
6、什么叫“氧醇比”？甲醛生产的开车和正常生产为什么要控制“氧醇比”？
开车和正常生产分别应该控制在什么范围？怎么样控制“氧醇比”
答： （ 1）原料中氧气与甲醇气体的分子比称之为“氧醇比”
（ 2）开车点火采用二元气（甲醇蒸汽与空气） ，必须确保氧醇比小于 0.32，超
过极限则点火时会爆炸， 过低则会导致开车点火不着。 正常生产时采用三元气 （甲
醇蒸汽 ~空气 ~水蒸气） ，阳春比一般高于 0.36，氧醇比 偏低会导致成品甲醛含
量偏高，过高则会使尾气中CO给量偏高。因此开车和正常生产都必须控制“氧
醇比”
（ 3）开车时“氧醇比”应该控制在 0.25~0.28 ，正常生产时“氧醇比”应该控
制在 0.36~0.44.
（ 4）氧醇比的控制可通过调整空气流量或调整蒸发温度来实现。
7、什么叫“水醇比”？配料水蒸气的作用是什么？“水醇比”对催化反应有何
影响？“水醇比”应该控制在什么范围？
答： （ 1）原料气中水蒸气与甲醇气体的分子比称为“水醇比” 。
（ 2）配料蒸汽的主要作用是转移反应热，还能起到缩小三元气爆炸范围和防止
床层结碳的作用。
（ 3）“水醇比” 过低则成品甲醛中甲醇含量升高， 反应热转移能力降低。 “水醇
比”过高则导致甲醛浓度下降，吸收效果差，甲醛气体随着出塔气体逃逸，造成
单耗增加，为其焚烧系统波动等。
（ 4）甲醛生产中水醇比应控制在 1~1.4
8、甲醛生产的原料气（或称三元气体）是指什么？应该控制在什么范围？
答： （ 1）甲醛生产的原料气是指甲醇蒸汽，空气及水蒸气的三元混合气体。
（ 2）正常生产时控制甲醇：空气：水 =1： 1.7~2.1 ： 1.0~1.4 （摩尔比）
9、甲醇蒸发器液位有何作用？液位过低可能有哪些原因？应当如何处理？
答： （ 1）在正常情况下，蒸发器液位的高低影响着甲醇的受热面积和循环速度，
一般来说，在最佳受热高度范围内，蒸发液位高，蒸发量就大；蒸发液位底，蒸
发量就小。 蒸发器内甲醇的甲醇的液位高低， 不仅影响换热量， 也影响系统阻力
和蒸发压力。
（ 2）液位过低可能是由于甲醇断料或进料量太小。
（ 3）如进料量太小则增大进料甲醇量；如甲醇断料则立即通知有关人员往罐区
打甲醇。
10、什么是甲醇平衡浓度？为什么开车点火前要分析甲醇蒸发器中的平衡浓
度？
答： （ 1）甲醇平衡浓度是指当蒸发器压力一定，蒸发器温度一定，气液相平衡状
态下的甲醇浓度。 在生产过程中， 平衡浓度恒小于进料甲醇浓度。 平衡浓度与进
料浓度、空气湿度、蒸发器温度、空气流量等有关。
（ 2）在蒸发器压力一定，蒸发温度一定时，通过分析甲醇平衡浓度，可以获得
原料的氧醇比，确保开车点火安全。
11、原料气（三元气）为什么要过热？影响过热温度的因素有哪些？
答： （ 1）如果三元气在输送过程中水蒸气、甲醇蒸汽冷凝，会严重影响蒸汽输送
的稳定性， 且冷凝液进入反应器后会损坏催化剂的活性， 因此对三元气必须进行
过热，提高三元气温度至 120 度，确保反应顺利进行。
（ 2）影响过热温度的因素有总蒸汽压力、三元气流量、过热器受热面积的污垢
情况。
12、甲醛生产的反应温度（或称“氧温” ）是指什么？对反应产物有什么影响。
影响反应温度的因素有哪些？如何调节？
答： （ 1） 三元气体通变成甲醛。 触媒层的气体混合物形成的环境温度发生化学反
应，使甲醇氧化脱氢过氧化器触媒层时称为反应温度。
（2）当反应温度过高时，尾气中 CO, CO含量上升；温度较低时，容易生成甲
酸或碳。
（ 3）影响反应温度的因素很多，甲醇蒸温升高，氧醇比降低，反应温度降低；
水蒸气含量增加， 转移反应热增加， 反应温度下降； 空气流量增大， 氧醇比增大，
反应温度上升。
（ 4）再生产操作中，最主要的控制手段是对氧醇比和水醇比的调节。本工艺氧
温的控制模式是稳定蒸温、空气流量，利用改变配料量调解氧温。
13、什么叫甲醛生产的 “单耗” ？通常用什么单位表示？甲醇理论单耗和实际单
耗怎么计算？
答： （ 1）化工生产中，单耗是指得到某一质量的产品所需要消耗的原料，有了单
耗就可以计算整批产皮所需要的原料。
（ 2）甲醛生产的单耗通常用“ t100 ％甲醇 /t37 ％甲醛”表示。
（ 3）甲醇理论消耗值指理论上甲醇全部转化为甲醛的消耗值。甲醇理论消耗
=32/30X37% =0.3948t100 %甲醇/t37 %甲醛；甲醇的实际单耗包括以下几项：
理论单耗、甲醛成品中甲醇、尾气中含碳成分、成产过程中的跑冒滴漏。
14、因催化法甲醛生产开车点不着火，可能原因有哪些？应如何处理？
答： 原因： （ 1） 点火器功率太小， 或点火器安装位置太高。 （ 2） 或蒸发温度太高，
或空气流量太小，造成氧醇比太低。 （ 3）催化剂床层受潮。
处理： （ 1）更换大功率点火器，或调整点火器位置。 （ 2）调大氧醇比，但不可以
超过 0.28 为宜。 （ 3）干燥催化剂床层。
15、因催化法甲醛生产中出现“回火”的原因是什么？有何现象？应该如何处
理？
答： （ 1）设备发生故障时，三元气的流速低于燃烧速度，造成回火。
（ 2）回火时燃烧的三元气突然从反应器倒回反应器的气相管道和过滤器等出。
（ 3）紧急停车。
16、简述组或过滤器的作用。
答：过滤器去硫化物、氯化物、五羰基铁等有害杂质，防止其进入氧化器破坏催
化剂活性。阻火过滤器装置的器壁效应和传热作用可以阻止回火时火焰继续传
播，防止发生更严重的状况。
1 7 .开车氧温升温过程应采取什么措施，来减少和避免结炭给催化剂带来的污
染？
答：根据氧温升温速度，适当调节风量（蒸温下降，氧温上升的趋势，相应降低
空气流量） 。并可考虑加入配料蒸汽（防止氧温大幅度波动，严防氧温超温） ，使
其平稳升至6 3 0 C左右。在开车时要注意过热器的平缓升温， 正常生产中保持
足够的加热蒸汽压力和过热温度， 注意排尽壳程中的冷凝液， 防止原料气夹带冷
凝液进入反应器，造成催化剂表面结炭。
1 8 .氧温超温的原因有哪些，应该如何处理？
原因：（1）鼓风机旁路放风阀失控，致使空气流量增大。（2）总蒸汽压力突然
下降，使配料蒸汽流量骤减。（3）蒸发器液位过低。
处理：（1）立即用手动阀放风，降低空气流量，使氧温下降。 （2）先适当降风 量，降氧温，再提蒸汽压力，再增大配料蒸汽量后，逐步恢复空气流量。 （3）
提高蒸发器压力。
1 9 .什么叫“空间速度”和“停留时间”？简述“空间速度”和“停留时间” 对反应的影响。
答：（1） “停留时间”指原料混合气通过催化剂床层所需的时间， “空间速度”
指单位时间、单位体积催化剂处理原料气标准体积数。 “空间速度”和“停留时
间”呈倒数关系。
（2） “停留时间”越长，产品转化程度越高，成品甲醛浓度越高。但反应
时间延长，效率降低，甲醛产量降低。生产中应该控制适当的“停留时间” ，达
到最佳经济效益。
2 0 .简述催化剂失活的原因。
答：（1）反应温度过高，催化剂选择性下降，副产物增多。
（2 ）有害杂质的影响（原料气中含有挥发性硫、氯化物、铁化合物及尘埃） 。
（3 ）生产过程不稳定（蒸温或氧温产生较大的波动），也会对催化剂活性造成 一定的影响。
（4）催化剂床层破坏，催化剂与氧化器器壁有缝隙或出现床层裂缝、 塌陷都会 加剧甲醛的深度氧化，从而影响催化剂的活性。
2 1 .简述甲醛生产中甲醛气体的吸收流程。
答：来自氧化器的含甲醛生成气被冷却到1 0 0C左右， 从氧化器底部排出，进
入吸收系统。 吸收系统由两个吸收塔组成， 混合气先进入一吸收塔底， 气体从塔
底往上流动， 在塔内不锈钢填料层与自上而下的吸收液逆流接触。 一吸收塔顶采
用二塔吸收塔底抽出稀甲醛溶液作为吸收液喷淋。 一塔底液用一塔循环泵送入甲
醇蒸发器换热， 经冷却器冷却后， 一部分返回一吸收塔顶部循环， 另一部分作为
产品进入中间槽。 未被一塔吸收的甲醛和其他气体从一塔顶排出进入塔底， 二塔
顶采用除盐水作为吸收液喷淋， 塔底稀甲醛经二塔循环泵抽出送入二塔冷却器后
一部分回流， 另一部分送入一塔塔顶， 作为一塔的吸收液喷淋。 出二塔尾气进入
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