耙式干燥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/t（多聚甲醛產品），規格19~22%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 耙式干燥多聚甲醛生產單耗

表2.3

三、 耙式干燥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

原則上說，多聚甲醛生產是甲醛溶液的濃縮工藝，包括水成分的連續蒸發。在這個工藝里，甲醛分子發生聚合，形成多聚甲醛短鏈。根據控制聚合，可以得到長度適當的多聚甲醛，溶解性和活性高。

可調節的蒸發，干燥是生產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%的甲醛溶液進入中間儲罐，不斷攪拌混合物以保持均勻狀態。在儲罐中的溶液用泵打循環并進入甲醛濃縮蒸發器。

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（見下表）。

化合水與聚合度的關系表 單位wt%。

表3.1 化合水與聚合度的關系表

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。

一步蒸發裝置包括升膜蒸發器（由蒸汽加熱）和一效分離器。在真空系統條件下，來自蒸發器的濃縮甲醛溶液進一步濃縮到濃度為70-75%w/w的甲醛。分離的甲醛蒸汽在一個表面冷卻器進行液化。所以收集的液體甲醛含量為19-22%，然后回收利用。尾氣經過洗滌后放空。

2. 固化段

在堿的作用下，進一步通過耙式干燥器蒸發在以上濃縮過的甲醛溶液中的殘余水以得到固體產品多聚甲醛。這個裝置包括耙式干燥機輸送系統。它們都與相同的冷卻/干燥氣環連接。在露點下從過濾器和冷凝器留下來的甲醛蒸汽進經過真空泵的作用，經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、工程服務內容

4.1工程服務方式

1) 單獨提供工藝包和技術服務

2) 工藝包+技術服務+設計

3) 工藝包+技術服務+設計+核心設備

4) 工藝包+技術服務+設計+設備采購

5) 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

4.2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。

4.3工程周期

自預付款支付起，主要設備到廠需要5個月，安裝工程3個月，總建設周期約8個月。