聚甲醛生產(chǎn)工藝

一、 產(chǎn)品簡介

1.1產(chǎn)品性質(zhì)

聚甲醛（POM）

是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性樹脂。聚甲醛樹脂在較大的溫度范圍內(nèi)具有較高的彈性模數(shù)、硬度、剛性和機(jī)械性能，可在104℃以下長期使用，脆化溫度-40℃，吸水性極小。同時它的突出特點(diǎn)是摩擦系數(shù)低，動磨擦系數(shù)與靜磨擦系數(shù)相同，自潤滑耐磨損性能優(yōu)異。聚甲醛樹脂的機(jī)械性能與金屬類似，且比重小，因而廣泛應(yīng)用于替代鋼鐵、銅、鋅、鋁等金屬材料和其它塑料，有“塑料中的金屬”之稱。

1.2產(chǎn)品用途

聚甲醛用途：主要用于電子電器、機(jī)械工業(yè)、輕工、汽車工業(yè)及農(nóng)用噴霧器等各個領(lǐng)域。在電子、電器方面，主要用于錄音機(jī)機(jī)芯、按鈕、錄音、錄像帶轉(zhuǎn)軸，彩電頻道預(yù)選器，照相機(jī)零件，洗衣機(jī)定時器，石英鐘、打字機(jī)、復(fù)印機(jī)、電扇以及各類儀器儀表的傳動齒輪等。在機(jī)械工業(yè)方面，主要用于齒輪、滑塊、牽手螺栓等紡織機(jī)械零件、采煤機(jī)械、推土機(jī)軸瓦、火車軸瓦頭、食品、飲料傳送鏈片、電動工具零件。在輕工方面，主要用于圓珠筆、活動筆零件、打火機(jī)、化妝品氣壓噴嘴、煤氣減壓閥、箱包搭扣、剃須刀電機(jī)、餅干模具等。此外，聚甲醛樹脂在拉鏈上的消耗量很大，并且消耗量在逐年增加，預(yù)計(jì)聚甲醛在拉鏈?zhǔn)袌龅南娜杂泻艽鬂摿ΑＴ谄嚬I(yè)方面，主要用于汽車板彈簧銷套、千斤頂螺母、搖窗機(jī)、刮水板、空調(diào)控制器、油箱蓋、指示器開關(guān)、齒輪、數(shù)字輪等。在農(nóng)用噴霧器的生產(chǎn)上，主要用于制造各種類型噴霧器唧筒、螺母等。

1.3產(chǎn)品規(guī)格

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

2.2公用工程規(guī)格

2.3聚甲醛生產(chǎn)單耗

三、 聚甲醛生產(chǎn)技術(shù)簡介

3.1 反應(yīng)原理

三聚甲醛TOX單體合成，反應(yīng)式如下：

聚甲醛（POM）合成：三聚甲醛是主要單體，DOX 是共單體，BF3 是催化劑，甲縮醛用以控制聚合物分子量。反應(yīng)式如下：

3.2工藝流程簡述

聚甲醛生產(chǎn)主要分：甲醛濃縮單元、三聚甲醛單元、共聚甲醛單元

3.2.1甲醛濃縮單元

由甲醛單元來的55% 甲醛直接進(jìn)入甲醛濃縮器濃縮至75% 的甲醛供三聚甲醛工序和二氧戊環(huán)工序使用。甲醛濃縮前，先由甲醛泵送到除醇塔中進(jìn)行除醇處理，再泵入甲醛濃縮器中。三聚甲醛工序產(chǎn)生的稀醛以及聚甲醛單元未反應(yīng)的三聚甲醛進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)裝置處理（如有，例如烏洛托品裝置，甲縮醛裝置）。

循環(huán)熱水在整個濃縮系統(tǒng)中循環(huán)使整個高濃度甲醛部份維持在聚合溫度之上是該流程得以正常運(yùn)行的第一要素。

由真空泵建立真空系統(tǒng)，在高濃度甲醛物性可容許的狀態(tài)下越高的真空度將使?jié)饪s效率提高，在濃縮系統(tǒng)中給以適當(dāng)?shù)恼婵帐菨饪s系統(tǒng)效率的控制要素。

當(dāng)保溫系統(tǒng)與真空系統(tǒng)建立后，甲醛供應(yīng)泵將甲醛送入濃縮器而蒸汽的進(jìn)料量與甲醛的進(jìn)料量維持在適當(dāng)?shù)谋壤娇色@得穩(wěn)定的產(chǎn)品。

液態(tài)高濃度甲醛與氣態(tài)低濃度甲醛混合流體在濃縮器的分離段進(jìn)行分離，高濃度甲醛即由分離段下部取出而得成品由甲醛輸送泵輸出。

氣態(tài)低濃度甲醛經(jīng)蒸汽冷凝器冷凝成液態(tài)稀甲醛，經(jīng)輸送泵送至三聚甲醛工序甲醛液儲槽。

3.2.2三聚甲醛單元

三聚甲醛的合成反應(yīng)使用硫酸作為觸媒，故此設(shè)備以防蝕材料鋯（Zr）內(nèi)襯，硫酸管路以Teflon 內(nèi)襯管制作。由于鋯材于60% 硫酸以下具有良好的防蝕性，但于60% 以上則快速腐蝕，故于添加硫酸時須同時加入水或甲醛溶液稀釋。

使用6 ～ 8% 硫酸為觸媒，合成反應(yīng)出料TOX 濃度約15%，影響反應(yīng)的因素有硫酸觸媒濃度及再沸器熱虹吸循環(huán)量。而硫酸在反應(yīng)器中部分會被氣體夾帶出去，部分會與管路中的鐵起反應(yīng)，故需定時取樣分析H₂SO₄ 并適時補(bǔ)充。                                   進(jìn)入反應(yīng)器的混合甲醛濃度為60%，與硫酸觸媒進(jìn)行TOX合成反應(yīng)。再沸器的蒸汽加入量由反應(yīng)器液位加以控制。反應(yīng)后的氣體經(jīng)反應(yīng)器頂部的冷凝器將其冷凝成液體，再經(jīng)儲槽用泵送至TOX 濃縮塔。

在真空條件下使易揮發(fā)的TOX 揮發(fā)；使不易揮發(fā)的甲醛冷凝，在塔頂出料時其組成成分為45%TOX、15% 甲醛的水溶液。越下層的溶液組成中甲醛越高，塔底出料為54% 甲醛的水溶液。塔頂出料的蒸汽經(jīng)過冷凝器及冷卻器冷凝后，為高濃度TOX 水溶液，去中間受槽儲存。再以無軸封泵分二部分輸送，即一部分做為濃縮塔的定量回流液用，一部分通過靜態(tài)混合器并加入氫氧化鈉，做為萃取塔的入料，繼續(xù)進(jìn)行后段的萃取、精制。

自濃縮塔底出料的高濃度甲醛餾分，一部分打回反應(yīng)器中，再做TOX 轉(zhuǎn)化反應(yīng)，一部分則打入甲醛回收塔入料，以回收甲醛并去除甲酸。

受槽頂部的TOX+ 苯溶液進(jìn)入輕沸塔后，塔底蒸汽經(jīng)再沸器加熱，使苯與TOX 分離。塔頂為苯出料，并以苯的回流量控制塔頂溫度，出料的苯蒸氣先經(jīng)凈水噴洗驟冷后一起通過冷凝器及冷卻器冷卻，再流入接收槽，因苯與水不互溶而形成兩層，上層的苯由泵打出一部分作回流用，多余的打回苯儲槽作為萃取的苯入料。下層的水層則由泵打出，一部分作噴淋用；另一部分則打至甲醇回收槽，回收水溶液中的甲醇。輕沸塔底為純TOX 含微量的重沸物，溫度約120℃，由液位控制出料至重沸塔。此塔為常壓操作，為保持其常壓狀況，接收槽上設(shè)氮封，排氣管經(jīng)水封槽去除苯氣后排至廢氣回收塔。

在TOX 重沸塔中，除去TOX 中的高沸物（鹽類），并將高沸物由塔底排出，經(jīng)由泵打入TOX 回收緩沖槽，回收TOX。純TOX 產(chǎn)品自重沸塔頂出料，作為POM 聚合原料。該塔為常壓操作，與輕沸塔相同，其控制系統(tǒng)與一般精餾塔相同，關(guān)鍵在于回流量要適當(dāng)，調(diào)整以求得合格成品。

TOX 儲槽需由氮?dú)饷芊猓苑乐?/span>TOX 與空氣中的氧結(jié)合產(chǎn)生甲酸。

3.2.3共聚甲醛（POM）單元

TOX、DOX、甲縮醛通過線形混合器均勻混合，然后注入共聚反應(yīng)器；BF3 絡(luò)合物從另一個注入口作為引發(fā)劑注入反應(yīng)器中，在現(xiàn)有的反應(yīng)器運(yùn)行條件下，共聚反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為65~70%。反應(yīng)器輸出的POM 為小片狀固體，這是原始的聚合物，含有不穩(wěn)定鏈端。為了降低聚合物的劣化，反應(yīng)熱必須被通入反應(yīng)器夾套的冷卻水帶走。接著將反應(yīng)物加入研磨機(jī)中，使小片狀POM 顆粒粒徑小于0.5mm，為了消除沒有反應(yīng)的BF3 絡(luò)合物，在干燥前加入TEA（三乙胺）或者三乙醇胺作為反應(yīng)終止劑，來中和沒有反應(yīng)的BF3，以減少不穩(wěn)定鏈的含量。然后通過濕法工藝脫出未反應(yīng)的甲醛和三聚甲醛，這些未反應(yīng)物經(jīng)過逐級吸收得到含有30%TOX、10% 甲醛的水溶液，送至儲槽，經(jīng)輸送泵及過濾器輸送到TOX 單元回收未反應(yīng)的TOX，干燥的POM 粉進(jìn)入儲槽。

干燥后的POM 粉和穩(wěn)定劑注入到雙螺桿擠出機(jī)中，聚合物和穩(wěn)定劑在擠出機(jī)中混合，同時加入水吸收甲醛回收。切粒后的POM 粒子經(jīng)振動篩選機(jī)后進(jìn)入儲槽，POM 粒被鼓風(fēng)機(jī)以風(fēng)送方式送去桶式干燥機(jī)干燥，經(jīng)干燥分離水分和甲醛，在此干燥的粒狀共聚甲醛粒則存放于POM 粒槽，最后用包裝機(jī)包裝成品POM。

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、催化劑以外的所有工程內(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8個月，安裝工程6個月，總建設(shè)周期約14個月。