多聚甲醛的生产工艺及技术进展

1 5 多聚甲醛的生产工艺及技术进展多聚甲醛的生产工艺及技术进展 2 1 多聚甲多聚甲醛醛生生产产工工艺艺 2 1 1 甲甲醛醛聚合原理聚合原理 甲醛水溶液在长期存放或浓缩操作过程中能发生聚合 生成多聚甲醛 白色粉状线性结构的聚合体 生成的平衡反应受 H 浓度的影响较大 微量极性物质的存在 如酸 碱和 水等都会加速聚合反应的进行 温度也有影响 温度低时反应向生成聚合物的 方向移动 温度升高时则向反向移动 温度很高时甚至会完全解聚生成单体 尤其是有酸存在时加热更易使其解聚成气态甲醛单体 目前工业上基本采用催化聚合的方法制备多聚甲醛 通过加助剂 如碱 NaOH 酸 H2SO4 碱性碱土金属及其氧化物 MgO 金属离子 铁 钴 镍金属 及其盐 胺类 二乙胺 三乙胺 三乙醇胺等 等等 可以促进 甲醛迅速催化聚合 其中某些有机胺类能在多聚甲醛聚合度达到一定程度时封铸 聚合物的端基 使残余的水游离出来 迅速蒸发干燥 以胺为助剂甲醛聚合机 理如下 2 1 2 多聚甲多聚甲醛醛生生产产工工艺艺路路线线 目前 国内外应用较成熟的多聚甲醛生产工艺路线主要有以下几种 2 1 2 1 真空耙式干燥器干燥制多聚甲真空耙式干燥器干燥制多聚甲醛醛 2 1 2 2 金属金属传传送送带带干燥制多聚甲干燥制多聚甲醛醛 2 5 2 1 2 3 喷雾喷雾法法 78 85 浓甲醛加助剂后 在干燥室 30 40 惰性气体 N2 条件下喷雾造 粒得到细颗粒 水溶性好 具有流动性的多聚甲醛 要制得高含量多聚甲醛 可再转入流化床两段干燥 第一段控温 45 70 可得醛含量 90 91 多聚甲醛 第二段控温 70 100 强化干燥后醛含量达 95 以上 喷雾干燥法干燥时间短 制得的多聚甲醛颗粒大小可调 具有流动性 操作灵活 缺点 气固分离困难 细颗粒粉尘回收难 热效率不高 设备容积大 2 1 2 4 共沸精共沸精馏馏法法 甲醛浓缩后的浓醛导入装有惰性有机液的反应釜 共沸脱水 最后过滤有 沉淀的釜液 将固体干燥 蒸去低沸点有机液 可制得醛含量 91 99 的多聚甲 醛产品 共沸精馏法制备工艺尽管也可以制备较好的产品 由于共沸剂的种类 回收以及工艺放大等问题 目前只有少数厂家生产 2 1 3 影响多聚甲影响多聚甲醛醛制制备备的因素的因素 由甲醛溶液为原料制备多聚甲醛 影响因素很多 归纳起来有以下几方面 2 1 3 1 进进料料浓浓度度 下表是以三乙胺作助剂 加入质量分数 0 44 时 甲醛溶液不同进料浓度 对产品甲醛收率的影响 结果如下表 结果表明甲醛溶液进料浓度越高 产品 收率越高 表表 2 1 甲甲醛进醛进料料浓浓度度对对多聚甲多聚甲醛醛收率的影响收率的影响 3 5 2 1 3 2 冷却固化温度 干燥温度冷却固化温度 干燥温度 图图 2 1 甲甲醛醛和水的液固相和水的液固相图图 2 1 3 3 加加热热干燥的介干燥的介质质 2 1 3 4 助助剂剂的种的种类类和用量和用量 酸 碱 碱性碱土金属氧化物及其盐 金属离子 有机碱 胺类 含氨基 的有机物 均可不同程度的催化聚合浓甲醛制备多聚甲醛 研究表明用某些有 机碱类物质做助剂控制一定的反应条件 可以控制产品聚合度 制备高含量 低聚合度 水溶性好 性质稳定的多聚甲醛 2 1 3 5 料料层层厚度或粒径厚度或粒径 甲醛固化后转入干燥聚合反应装置 料层厚度或造粒粒径也会影响聚合干 燥反应的进行 从传质的角度讲 料层太厚或造粒粒径太大 传热传质慢 聚 合脱水时间也长 而且物料内外受热不均 聚合反应和脱水程度均不一样 必 然导致产品不均一 2 2 多聚甲多聚甲醛醛生生产产技技术术研究与研究与进进展展 2 2 1 多聚甲多聚甲醛醛工工艺艺研究研究进进展展 2 2 2 多聚甲多聚甲醛醛生生产产用助用助剂剂研究研究进进展展 2 3 工工艺艺流程以及物料消耗流程以及物料消耗 2 3 1 工工艺艺流程流程 37 甲醛溶液经数字式涡街流量计用甲醛泵打入刮板蒸发器 蒸发浓缩到 4 5 60 后自流入下面的反应接受釜内 在釜内被夹套内 0 05MPa 的蒸汽继续加热 蒸发 脱水 当浓度达到 70 后利用真空抽入耙式干燥器进一步脱水 最终得 多聚甲醛产品 产品从干燥器出料口卸料 降温 粉碎 装袋入库 刮板蒸发器 反应接受釜蒸出的含甲醛的蒸汽由真空泵抽出 送 1 冷凝器 冷却 冷凝液为稀甲醛溶液 1 冷凝器尾气再经 2 冷凝器冷凝 冷凝液为稀甲 醛溶液排入淡甲醛贮罐 作生产乌洛托品的原料液 2 冷凝器排出的不凝气排 入水洗罐 耙式干燥器排出的尾气含有水蒸汽和甲醛蒸气 由真空泵抽出 经吸收塔 循环吸收 吸收液淡甲醛溶液达到一定浓度后 送淡甲醛贮罐 作为生产乌洛 托品的原料液 冷凝器 2 排出的不凝气 经两次水洗后 由真空泵抽出 再经气液分离罐 分离 废气由 12m 高排气筒排出 水洗罐和分液罐收集的溶液排入淡甲醛贮罐 作为生产乌洛托品的原料液 图图 2 2 多聚甲多聚甲醛醛生生产产工工艺艺流程及排流程及排污节污节点点 表表 2 2 甲甲醛醛物料平衡表物料平衡表 图图 2 2 甲甲醛醛物料平衡物料平衡图图 2 4 多聚甲多聚甲醛醛的的质质量指量指标标 表表 2 3 工工业业多聚甲多聚甲醛醛的的质质量指量指标标 指指标标名称名称指指标标 醛含量 以甲醛计 92 00096 000