耙式干燥法多聚甲醛生產(chǎn)工藝

一、 多聚甲醛產(chǎn)品簡介

1.1用途

多聚甲醛代替普通工業(yè)甲醛水溶液，在合成農(nóng)藥、合成樹脂、涂料及制取董蒸消毒劑等多種多樣的甲醛下游產(chǎn)品中，即可節(jié)能、減少脫水的能耗，又可大大減少廢水處理量。

多聚甲醛因其較工業(yè)甲醛有效成分高，是固體粒粒，有利于化工、制藥等化學(xué)合成及其他工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在要求使用無水甲醛作原料的合成方面，用途廣泛。還可用作消毒劑、殺菌劑、熏蒸劑和除草劑以及制造樹脂等。

1.2多聚甲醛物性

多聚甲醛（PF）是工業(yè)上重要的線性甲醛聚合物，分子式為 HO(CH2O)nH，英文全稱 paraformaldehyde，由n=8-100個(gè)聚氧亞甲基二醇的單元組成的混合物。

化學(xué)名稱：多聚甲醛

別    名：聚蟻醛；聚合甲醛；仲甲醛；固體甲醛；聚合蟻醛

英文名稱：Paraformaldehyde；Polyoxymethylene

CAS編號(hào)：30525-89-4

分 子 式：HO(CH2O)nH

多聚甲醛為白色或者無色，具可燃結(jié)晶性粉末或粒狀、片狀固體，分為低聚合度多聚甲醛和固體多聚甲醛兩種類型。多聚甲醛一般指低聚合度的固態(tài)甲醛產(chǎn)品，其聚氧亞甲基二醇的聚合度n=8—10。工業(yè)品常為CH2O含量≥95%(wt)的粉狀體和CH2O含量為91--93%(wt)的粒狀或粉狀產(chǎn)品，便于貯存和運(yùn)輸。

表1.1多聚甲醛主要物理、化學(xué)性質(zhì)

1.3產(chǎn)品規(guī)格

1.3.1主要產(chǎn)品

表1.2  多聚甲醛質(zhì)量指標(biāo)

1.3.2副產(chǎn)品

         稀甲醛溶液，2.2t/t（多聚甲醛產(chǎn)品），規(guī)格19~22%濃度。

二、 原料輔料公用工程規(guī)格

2.1原料的主要技術(shù)規(guī)格

本項(xiàng)目涉及的主要原輔材料如表2.1所示。

表2.1主要原輔材料一覽表

2.2公用工程規(guī)格

表2.2

2.3 耙式干燥多聚甲醛生產(chǎn)單耗

表2.3

三、 耙式干燥多聚甲醛生產(chǎn)技術(shù)簡介

3.1工藝簡述

3.1.1 反應(yīng)原理

甲醛水溶液在長期存放或濃縮操作過程中能發(fā)生聚合，生成多聚甲醛----白色粉狀線性結(jié)構(gòu)的聚合體。

生成的平衡反應(yīng)受 H⁺濃度的影響較大，微量極性物質(zhì)的存在，如酸、堿和水等都會(huì)加速聚合反應(yīng)的進(jìn)行。溫度也有影響，溫度低時(shí)反應(yīng)向生成聚合物的方向移動(dòng)，溫度升高時(shí)則向反向移動(dòng)。溫度很高時(shí)甚至?xí)耆饩凵蓡误w，尤其是有酸存在時(shí)加熱更易使其解聚成氣態(tài)甲醛單體。       

制備多聚甲醛關(guān)鍵在于控制產(chǎn)品聚合度，防止甲醛高度聚合，縮短干燥脫水時(shí)間，提高產(chǎn)品收率。工業(yè)生產(chǎn)中制備多聚甲醛的甲醛溶液通常要先進(jìn)行解聚,也就是在甲醛聚合前，將甲醛溶液保持一定溫度回流處理，能使溶液中的甲醛低聚物解聚 ,形成甲二醇或游離的甲醛分子，這樣就不會(huì)出現(xiàn)由于溶液中有部分低聚物存在而導(dǎo)致產(chǎn)品聚合度過高的問題。

3.1.2 工藝流程簡述

原則上說，多聚甲醛生產(chǎn)是甲醛溶液的濃縮工藝，包括水成分的連續(xù)蒸發(fā)。在這個(gè)工藝?yán)?，甲醛分子發(fā)生聚合，形成多聚甲醛短鏈。根據(jù)控制聚合，可以得到長度適當(dāng)?shù)亩嗑奂兹芙庑院突钚愿摺?/span>

可調(diào)節(jié)的蒸發(fā)，干燥是生產(chǎn)高濃度多聚甲醛所必須的。多聚甲醛中剩余的水用于阻止多聚甲醛過早老化。

1. 甲醛濃縮

37%~50%的甲醛溶液進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，不斷攪拌混合物以保持均勻狀態(tài)。在儲(chǔ)罐中的溶液用泵打循環(huán)并進(jìn)入甲醛濃縮蒸發(fā)器。

甲醛水溶液是一種共聚的混合物：主要有甲二醇CH2(OH)2、聚氧甲烯基醇HO(CH2O)nH和甲縮醛HO(CH2O)n-1H組成。單體甲醛很少，即使在濃甲醛溶液中也不超過0.1%（wt）。而甲醛水溶液中水是以游離水和化合水兩種形式存在的，化合水即甲醛水合物分子中的水濃度，它與聚合度、甲醛濃度有關(guān)（見下表）。

化合水與聚合度的關(guān)系表 單位wt%。

表3.1 化合水與聚合度的關(guān)系表

甲醛溶液在濃縮的過程中，隨著游離水的蒸發(fā)，甲二醇的縮聚反應(yīng)同時(shí)也在進(jìn)行，生成一系列不同聚合度的多聚甲醛HO(CH2O)nH。但是濃縮過程中除了游離水蒸發(fā)外，甲二醇分子自身也會(huì)發(fā)生聚合形成高聚合度多聚甲醛。而甲醛濃度與聚合物從溶液中析出的溫度有關(guān)，因此控制好溫度對(duì)防止甲醛聚合是十分重要的，因?yàn)檫^高溫度甲醛會(huì)進(jìn)行康尼扎羅反應(yīng)，所以一般甲醛濃縮均采用真空脫水。

一步蒸發(fā)裝置包括升膜蒸發(fā)器（由蒸汽加熱）和一效分離器。在真空系統(tǒng)條件下，來自蒸發(fā)器的濃縮甲醛溶液進(jìn)一步濃縮到濃度為70-75%w/w的甲醛。分離的甲醛蒸汽在一個(gè)表面冷卻器進(jìn)行液化。所以收集的液體甲醛含量為19-22%，然后回收利用。尾氣經(jīng)過洗滌后放空。

2. 固化段

在堿的作用下，進(jìn)一步通過耙式干燥器蒸發(fā)在以上濃縮過的甲醛溶液中的殘余水以得到固體產(chǎn)品多聚甲醛。這個(gè)裝置包括耙式干燥機(jī)輸送系統(tǒng)。它們都與相同的冷卻/干燥氣環(huán)連接。在露點(diǎn)下從過濾器和冷凝器留下來的甲醛蒸汽進(jìn)經(jīng)過真空泵的作用，經(jīng)過洗滌塔洗滌后放空。

3.2流程簡圖

3.3耙式干燥多聚甲醛裝置占地

以3萬噸t/a多聚甲醛裝置為例，占地面積24米*46米。如下圖所示。

四、工程服務(wù)內(nèi)容

4.1工程服務(wù)方式

1) 單獨(dú)提供工藝包和技術(shù)服務(wù)

2) 工藝包+技術(shù)服務(wù)+設(shè)計(jì)

3) 工藝包+技術(shù)服務(wù)+設(shè)計(jì)+核心設(shè)備

4) 工藝包+技術(shù)服務(wù)+設(shè)計(jì)+設(shè)備采購

5) 工藝包+技術(shù)服務(wù)+設(shè)計(jì)+設(shè)備采購+安裝工程施工+裝置調(diào)試指導(dǎo)

4.2工程范圍

主車間內(nèi)部除土建、鋼結(jié)構(gòu)、消防、監(jiān)控、給排水以外的所有工程內(nèi)容。

4.3工程周期

自預(yù)付款支付起，主要設(shè)備到廠需要5個(gè)月，安裝工程3個(gè)月，總建設(shè)周期約8個(gè)月。