喷雾法多聚甲醛生产工艺

一、 多聚甲醛产品简介

1.1用途

多聚甲醛代替普通工业甲醛水溶液，在合成农药、合成树脂、涂料及制取董蒸消毒剂等多种多样的甲醛下游产品中，即可节能、减少脱水的能耗，又可大大减少废水处理量。

多聚甲醛因其较工业甲醛有效成分高，是固体粒粒，有利于化工、制药等化学合成及其他工业领域的应用，特别是在要求使用无水甲醛作原料的合成方面，用途广泛。还可用作消毒剂、杀菌剂、熏蒸剂和除草剂以及制造树脂等。

1.2多聚甲醛物性

多聚甲醛（PF）是工业上重要的线性甲醛聚合物，分子式为 HO(CH2O)nH，英文全称 paraformaldehyde，由n=8-100个聚氧亚甲基二醇的单元组成的混合物。

化学名称：多聚甲醛

别    名：聚蚁醛；聚合甲醛；仲甲醛；固体甲醛；聚合蚁醛

英文名称：Paraformaldehyde；Polyoxymethylene

CAS编号：30525-89-4

分 子 式：HO(CH2O)nH

多聚甲醛为白色或者无色，具可燃结晶性粉末或粒状、片状固体，分为低聚合度多聚甲醛和固体多聚甲醛两种类型。多聚甲醛一般指低聚合度的固态甲醛产品，其聚氧亚甲基二醇的聚合度n=8—10。工业品常为CH2O含量≥95%(wt)的粉状体和CH2O含量为91--93%(wt)的粒状或粉状产品，便于贮存和运输。

表1.1多聚甲醛主要物理、化学性质

1.3产品规格

1.3.1主要产品

表1.2  多聚甲醛质量指标

1.3.2副产品

         稀甲醛溶液，2.2t（稀甲醛）/t（多聚甲醛产品），19~23%浓度。

二、 原料辅料公用工程规格

2.1原料的主要技术规格

本项目涉及的主要原辅材料如表2.1所示。

表2.1主要原辅材料一览表

2.2公用工程规格

表2.2

2.3 多聚甲醛生产单耗

表2.3

三、 喷雾法多聚甲醛生产技术简介

3.1工艺简述

3.1.1 反应原理

甲醛水溶液在长期存放或浓缩操作过程中能发生聚合，生成多聚甲醛----白色粉状线性结构的聚合体。

生成的平衡反应受 H⁺浓度的影响较大，微量极性物质的存在，如酸、碱和水等都会加速聚合反应的进行。温度也有影响，温度低时反应向生成聚合物的方向移动，温度升高时则向反向移动。温度很高时甚至会完全解聚生成单体，尤其是有酸存在时加热更易使其解聚成气态甲醛单体。       

制备多聚甲醛关键在于控制产品聚合度，防止甲醛高度聚合，缩短干燥脱水时间，提高产品收率。工业生产中制备多聚甲醛的甲醛溶液通常要先进行解聚,也就是在甲醛聚合前，将甲醛溶液保持一定温度回流处理，能使溶液中的甲醛低聚物解聚 ,形成甲二醇或游离的甲醛分子，这样就不会出现由于溶液中有部分低聚物存在而导致产品聚合度过高的问题。

3.1.2 工艺流程简述

喷雾干燥工艺整个装置分四个单元：浓缩、聚合、造粒干燥、包装。

1、 原料准备与处理

从甲醛装置来的工业甲醛溶液（尤其是储存过的甲醛溶液或含量大于45%的甲醛溶液）通过甲醛输送泵打入多聚甲醛装置的解聚釜中。在原料甲醛进入解聚釜后，通入加热蒸汽，控制解聚釜中甲醛的温度，保持原料甲醛在沸腾状态下回流。当解聚时间足够时关闭其中一台解聚釜的加热蒸汽，在搅拌的同时，开启甲醛进料泵给其中一个解聚釜打循环。当温度达到所需温度时准备向初级浓缩装置的降膜蒸发器中进料。两个解聚釜交替使用，根据生产负荷调节解聚釜中甲醛的液位以控制解聚时间。

2、 初级降膜蒸发器浓缩

经过充分解聚处理后的热的37~50%甲醛溶液用甲醛泵打入初级降膜蒸发器。在进料前首先打开蒸汽加热，适当加入水蒸汽对降膜蒸发器进行预热，然后开启真空系统。缓慢向降膜蒸发器中进料，同时调整加热蒸汽量和真空度。在蒸汽加热下，原料－工业甲醛溶液被蒸发浓缩到70~75%。初步浓缩后的70%左右的甲醛溶液通过一级蒸发甲醛输送泵给二级浓缩的薄膜蒸发器供料。经分离器分离的甲醛气体和水蒸气被真空吸入一级蒸发冷凝。甲醛和水蒸气在这里被冷凝为淡的甲醛溶液进入一级蒸发稀甲醛中间槽，然后经过稀甲醛循环泵将大部分淡甲醛送入淡甲醛收集槽。没有冷凝的气体部分经过一级蒸发分离除沫器被进一步喷淋洗涤。一级蒸发分离除沫器中的洗涤液来自稀甲醛循环泵，洗涤后的甲醛溶液排入地槽。进入真空系统的少量甲醛经过后续的废气吸收塔进行喷淋吸收， 可以达到环保的要求。

3、 二级薄膜蒸发器浓缩

来自一级蒸发甲醛输送泵的含量在70%左右的甲醛溶液送入薄膜蒸发器。在薄膜蒸发器的进料管线上有三通调节阀，可以调节初级降膜蒸发器得到的甲醛量与进入薄膜蒸发器的甲醛量的平衡。薄膜蒸发器的加热分为不同的梯度，依据浓度的不同调节相应段加热蒸汽的大小。

经过浓缩后的浓度达到85%左右的浓甲醛进入浓甲醛中间罐，然后经浓甲醛输送泵送入喷雾造粒系统的浓甲醛罐。暂时不能向造粒系统输送的甲醛放入地槽。

从薄膜蒸发器顶部抽出的含有甲醛气体和水蒸气的混合气进入二级蒸发冷凝器。用独立的循环水泵给二级蒸发冷凝器进行供水，用循环水和蒸汽调节独立循环水系统的温度，通过温水膨胀槽调节循环水的量。

二级蒸发冷凝器冷凝下来的甲醛溶液进入二级稀甲醛收集槽，再经二级蒸发稀甲醛输送泵送到淡甲醛收集罐。经过冷凝后的残存甲醛气体进入二级蒸发气液分离器，在这里被进一步喷淋洗涤。二级蒸发分离除沫器中的洗涤液也来自稀甲醛循环泵，洗涤后的甲醛溶液同样排入地槽。

降膜与薄膜蒸发系统蒸出的含甲醛蒸汽经冷凝、气液分离，不凝气经真空泵排至甲醛装置的焚烧设施；凝液为11%～18%稀甲醛，一部分送至甲醛主装置重新用作吸收剂，多余部分回甲醛系统或用于生产下游产品。

4、 喷雾造粒

来自浓缩单元的浓甲醛处理结束后加入聚合调聚剂反应，然后用泵送入喷雾造粒塔。在此，雾状甲醛液体被冷却，浓甲醛中水份析出，形成多聚甲醛颗粒，蒸出的水份由循环氮气带走。多聚甲醛颗粒再经过震动流化床或沸腾床进一步干燥、冷却，即得多聚甲醛成品。用氮气作载体，通过气力输送将多聚甲醛成品送入成品包装单元。

5、 流化床干燥单元

高浓度的甲醛溶液通过泵打进喷雾造粒塔中，在冷凝室和一体式流化床上进行造粒，在冷凝室内进行造粒后再进入流化床进行干燥，最终在流化床的出口通过旋转阀进行包装多聚甲醛。

6、 洗涤和尾气处理

在造粒过程中，干燥气体将从造粒塔和流化床中带走的微量的多聚通过旋风分离器进行分离，分离出的产品可以分开收集，也可以进入流化床出口进入产品混合包装；从分离器出来的循环气经洗涤塔洗涤后进入风机,洗涤液进甲醛原料槽循环使用；循环气洗涤系统的洗涤液为循环使用的稀甲醛(含甲醛15％)。为了维持洗涤系统的稳定，该系统需连续排出一定量的稀甲醛，配制成37％甲醛产品。

7、 成品包装

来自造粒干燥单元的多聚甲醛(含输送气体)经旋风分离器，使气固分离，气相回造粒干燥单元洗涤，循环使用；固相成品收集在成品料仓，然后经包装、码堆，用叉车送入成品库待售。

3.2流程简图

3.3喷雾干燥法多聚甲醛装置占地

以3万吨t/a多聚甲醛装置为例，占地面积20米*33.6米。如下图所示。

四、 喷雾法多聚甲醛工程案例

五、工程服务内容

5.1工程服务方式

1) 工艺包+技术服务+设计+核心设备

2) 工艺包+技术服务+设计+设备采购

3) 工艺包+技术服务+设计+设备采购+安装工程施工+装置调试指导

5.2工程范围

主车间内部除土建、钢结构、消防、监控、给排水以外的所有工程内容。

5.3工程周期

自预付款支付起，设备到厂需要5个月，核心设备到厂12个月，安装工程3个月，总建设周期约14个月。