噴霧法多聚甲醛生產工藝

一、 多聚甲醛產品簡介

1.1用途

多聚甲醛代替普通工業甲醛水溶液，在合成農藥、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品中，即可節能、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甲醛有效成分高，是固體粒粒，有利于化工、制藥等化學合成及其他工業領域的應用，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個聚氧亞甲基二醇的單元組成的混合物。

化學名稱：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：30525-89-4

分 子 式：HO(CH2O)nH

多聚甲醛為白色或者無色，具可燃結晶性粉末或粒狀、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甲醛產品，其聚氧亞甲基二醇的聚合度n=8—10。工業品常為CH2O含量≥95%(wt)的粉狀體和CH2O含量為91--93%(wt)的粒狀或粉狀產品，便于貯存和運輸。

表1.1多聚甲醛主要物理、化學性質

1.3產品規格

1.3.1主要產品

表1.2  多聚甲醛質量指標

1.3.2副產品

         稀甲醛溶液，2.2t（稀甲醛）/t（多聚甲醛產品），19~23%濃度。

二、 原料輔料公用工程規格

2.1原料的主要技術規格

本項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公用工程規格

表2.2

2.3 多聚甲醛生產單耗

表2.3

三、 噴霧法多聚甲醛生產技術簡介

3.1工藝簡述

3.1.1 反應原理

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

生成的平衡反應受 H⁺濃度的影響較大，微量極性物質的存在，如酸、堿和水等都會加速聚合反應的進行。溫度也有影響，溫度低時反應向生成聚合物的方向移動，溫度升高時則向反向移動。溫度很高時甚至會完全解聚生成單體，尤其是有酸存在時加熱更易使其解聚成氣態甲醛單體。       

制備多聚甲醛關鍵在于控制產品聚合度，防止甲醛高度聚合，縮短干燥脫水時間，提高產品收率。工業生產中制備多聚甲醛的甲醛溶液通常要先進行解聚,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，這樣就不會出現由于溶液中有部分低聚物存在而導致產品聚合度過高的問題。

3.1.2 工藝流程簡述

噴霧干燥工藝整個裝置分四個單元：濃縮、聚合、造粒干燥、包裝。

1、 原料準備與處理

從甲醛裝置來的工業甲醛溶液（尤其是儲存過的甲醛溶液或含量大于45%的甲醛溶液）通過甲醛輸送泵打入多聚甲醛裝置的解聚釜中。在原料甲醛進入解聚釜后，通入加熱蒸汽，控制解聚釜中甲醛的溫度，保持原料甲醛在沸騰狀態下回流。當解聚時間足夠時關閉其中一臺解聚釜的加熱蒸汽，在攪拌的同時，開啟甲醛進料泵給其中一個解聚釜打循環。當溫度達到所需溫度時準備向初級濃縮裝置的降膜蒸發器中進料。兩個解聚釜交替使用，根據生產負荷調節解聚釜中甲醛的液位以控制解聚時間。

2、 初級降膜蒸發器濃縮

經過充分解聚處理后的熱的37~50%甲醛溶液用甲醛泵打入初級降膜蒸發器。在進料前首先打開蒸汽加熱，適當加入水蒸汽對降膜蒸發器進行預熱，然后開啟真空系統。緩慢向降膜蒸發器中進料，同時調整加熱蒸汽量和真空度。在蒸汽加熱下，原料－工業甲醛溶液被蒸發濃縮到70~75%。初步濃縮后的70%左右的甲醛溶液通過一級蒸發甲醛輸送泵給二級濃縮的薄膜蒸發器供料。經分離器分離的甲醛氣體和水蒸氣被真空吸入一級蒸發冷凝。甲醛和水蒸氣在這里被冷凝為淡的甲醛溶液進入一級蒸發稀甲醛中間槽，然后經過稀甲醛循環泵將大部分淡甲醛送入淡甲醛收集槽。沒有冷凝的氣體部分經過一級蒸發分離除沫器被進一步噴淋洗滌。一級蒸發分離除沫器中的洗滌液來自稀甲醛循環泵，洗滌后的甲醛溶液排入地槽。進入真空系統的少量甲醛經過后續的廢氣吸收塔進行噴淋吸收， 可以達到環保的要求。

3、 二級薄膜蒸發器濃縮

來自一級蒸發甲醛輸送泵的含量在70%左右的甲醛溶液送入薄膜蒸發器。在薄膜蒸發器的進料管線上有三通調節閥，可以調節初級降膜蒸發器得到的甲醛量與進入薄膜蒸發器的甲醛量的平衡。薄膜蒸發器的加熱分為不同的梯度，依據濃度的不同調節相應段加熱蒸汽的大小。

經過濃縮后的濃度達到85%左右的濃甲醛進入濃甲醛中間罐，然后經濃甲醛輸送泵送入噴霧造粒系統的濃甲醛罐。暫時不能向造粒系統輸送的甲醛放入地槽。

從薄膜蒸發器頂部抽出的含有甲醛氣體和水蒸氣的混合氣進入二級蒸發冷凝器。用獨立的循環水泵給二級蒸發冷凝器進行供水，用循環水和蒸汽調節獨立循環水系統的溫度，通過溫水膨脹槽調節循環水的量。

二級蒸發冷凝器冷凝下來的甲醛溶液進入二級稀甲醛收集槽，再經二級蒸發稀甲醛輸送泵送到淡甲醛收集罐。經過冷凝后的殘存甲醛氣體進入二級蒸發氣液分離器，在這里被進一步噴淋洗滌。二級蒸發分離除沫器中的洗滌液也來自稀甲醛循環泵，洗滌后的甲醛溶液同樣排入地槽。

降膜與薄膜蒸發系統蒸出的含甲醛蒸汽經冷凝、氣液分離，不凝氣經真空泵排至甲醛裝置的焚燒設施；凝液為11%～18%稀甲醛，一部分送至甲醛主裝置重新用作吸收劑，多余部分回甲醛系統或用于生產下游產品。

4、 噴霧造粒

來自濃縮單元的濃甲醛處理結束后加入聚合調聚劑反應，然后用泵送入噴霧造粒塔。在此，霧狀甲醛液體被冷卻，濃甲醛中水份析出，形成多聚甲醛顆粒，蒸出的水份由循環氮氣帶走。多聚甲醛顆粒再經過震動流化床或沸騰床進一步干燥、冷卻，即得多聚甲醛成品。用氮氣作載體，通過氣力輸送將多聚甲醛成品送入成品包裝單元。

5、 流化床干燥單元

高濃度的甲醛溶液通過泵打進噴霧造粒塔中，在冷凝室和一體式流化床上進行造粒，在冷凝室內進行造粒后再進入流化床進行干燥，最終在流化床的出口通過旋轉閥進行包裝多聚甲醛。

6、 洗滌和尾氣處理

在造粒過程中，干燥氣體將從造粒塔和流化床中帶走的微量的多聚通過旋風分離器進行分離，分離出的產品可以分開收集，也可以進入流化床出口進入產品混合包裝；從分離器出來的循環氣經洗滌塔洗滌后進入風機,洗滌液進甲醛原料槽循環使用；循環氣洗滌系統的洗滌液為循環使用的稀甲醛(含甲醛15％)。為了維持洗滌系統的穩定，該系統需連續排出一定量的稀甲醛，配制成37％甲醛產品。

7、 成品包裝

來自造粒干燥單元的多聚甲醛(含輸送氣體)經旋風分離器，使氣固分離，氣相回造粒干燥單元洗滌，循環使用；固相成品收集在成品料倉，然后經包裝、碼堆，用叉車送入成品庫待售。

3.2流程簡圖

3.3噴霧干燥法多聚甲醛裝置占地

以3萬噸t/a多聚甲醛裝置為例，占地面積20米*33.6米。如下圖所示。

四、 噴霧法多聚甲醛工程案例

五、工程服務內容

5.1工程服務方式

1) 工藝包+技術服務+設計+核心設備

2) 工藝包+技術服務+設計+設備采購

3) 工藝包+技術服務+設計+設備采購+安裝工程施工+裝置調試指導

5.2工程范圍

主車間內部除土建、鋼結構、消防、監控、給排水以外的所有工程內容。

5.3工程周期

自預付款支付起，設備到廠需要5個月，核心設備到廠12個月，安裝工程3個月，總建設周期約14個月。