多聚甲醛生產技術

一、產品簡介

      多聚甲醛（Paraformaldehyde）簡稱PF，是一種白色粉狀或顆粒狀的固體，多聚甲醛是化工上重要的線性聚合物，分子式(CH2O)n,分子量（30）n，密度1.39（水=1），熔點120-170℃，閃點71℃，引燃溫度300-410℃，燃燒熱510 KJ/mol，生成熱177 KJ/mol，蒸汽壓0.19Kpa/25℃，粉塵爆炸下限為40g/m3，多聚甲醛在常溫下會緩慢分解成氣態甲醛，解聚后能形成甲醛水溶液，因此具有甲醛的一般特性。多聚甲醛是由甲醛分子-聚氧亞甲基二醇HO(CH2O)nH等組成的混合物。

      多聚甲醛分為低聚合度多聚甲醛和固體多聚甲醛兩種類型，主要以聚合度——鏈上甲醛分子數n區分，低聚合度多聚甲醛n＜100，易溶于水、解聚完全、產品疏松及顆粒均勻，是理想的純甲醛原料，是工業甲醛很好的替代品，很有開發價值和發展潛力。

二、產品用途用途

      多聚甲醛主要用于:

      ⑴農藥：合成乙草胺、丁草胺和草甘膦。

      ⑵醫藥：生產維生素A。

      ⑶涂料：合成汽車高檔用漆。

      ⑷樹脂：用于合成樹脂（如離子交換樹脂、蜜胺樹脂等）領域，其中70-80%用于生產農藥合成草甘膦除草劑。

      在樹脂行業采用多聚甲醛代替37%工業甲醛生產酚醛樹脂，不但可以生產高質量的熱塑性和熱固性的酚醛樹脂，而且還可以大大減少廢水的排放，物耗降低10%以上。

 三、生產工藝

1、多聚甲醛生產工藝

      目前多聚甲醛生產工藝有兩種：一種是真空耙式干燥生產工藝，另一種是噴霧干燥生產工藝。

      1.耙式干燥法生產工藝

      原料甲醛先經過濃縮脫水，把甲醛濃度從37%提高到65%，然后送入耙式干燥器進一步脫水，干燥至粉狀出料。整個脫水過程在負壓下操作，蒸發冷凝液含有10-15%稀甲醛返回甲醛工段，配置成37%甲醛外銷或制取甲縮醛、烏洛托品。該工藝為間歇操作，耙式干燥器每次進料為4-5m3，干燥時間為4-6小時，生產周期長、產能低、產品呈粉塊狀。

     2.噴霧干燥法生產工藝

      甲醛在真空條件下經過二級濃縮，把甲醛濃度提高到85%，然后用泵打入噴霧干燥器。濃甲醛經噴嘴噴出，凝結成粒狀多聚甲醛固體。該工藝生產連續化、濃甲醛噴霧造粒時間短，能形成線性短的甲醛分子鏈，因此產品水溶性好。

 

2、低聚合度多聚甲醛生產工藝

      低聚合度多聚甲醛是按如下反應式進行的

      nCH2（OH）2 → (CH2O)n + (n-1)H2O

      要得到低聚合度的多聚甲醛，必須要注意如下一些問題：

      (1)甲醛濃縮時脫水、聚合、解聚同時進行，如果工藝條件控制不好，很容易造成甲醛的大量損失，或甲醛聚合堵塞系統。

      (2)濃縮干燥時甲醛含量低，含水量較大，產品有粘性易結塊。

      (3)由于原料甲醛中含有少量的甲醇、甲酸等極性分子，這些物質在濃縮固化時，會導致多聚甲醛繼續聚合，生成不溶性聚合物。

 

      1）甲醛濃縮

      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（見下表）

 

      甲醛溶液在濃縮的過程中，隨著游離水的蒸發，甲二醇的縮聚反應同時也在進行，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外，甲二醇分子自身也會發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，因此控制好溫度對防止甲醛聚合是十分重要的，因為過高溫度甲醛會進行康尼扎羅反應，所以一般甲醛濃縮均采用真空脫水。

 

      2）濃甲醛固化

      甲醛溶液冷卻固化溫度與甲醛濃度之間的關系表明：溫度過高甚至會導致甲醛與水同時蒸發，甲醛損失嚴重。溫度太低甲醛脫水速度慢，而且易引起甲醛深度聚合，產品水溶性差，所以聚合干燥的溫度控制是相當重要的。

 

      3）設備結構方面

      在設計噴霧塔時，噴霧壓力、噴霧角度及噴霧塔的塔徑、高度、物料在塔內停留時間和冷卻介質溫度、流速等等都對產品質量有很大影響。譬如濃甲醛固化溫度涉及到塔的高度；噴霧溫度過高會影響粒子軟而發粘，易結垢，影響連續操作。因此噴霧干燥設備的設計是一個有機系統工程，照搬照抄并不一定成功。

 

四、主要消耗指標