耙式干燥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/t（多聚甲醛产品），规格19~22%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 耙式干燥多聚甲醛生产单耗

表2.3

三、 耙式干燥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

原则上说，多聚甲醛生产是甲醛溶液的浓缩工艺，包括水成分的连续蒸发。在这个工艺里，甲醛分子发生聚合，形成多聚甲醛短链。根据控制聚合，可以得到长度适当的多聚甲醛，溶解性和活性高。

可调节的蒸发，干燥是生产高浓度多聚甲醛所必须的。多聚甲醛中剩余的水用于阻止多聚甲醛过早老化。

1. 甲醛浓缩

37%~50%的甲醛溶液进入中间储罐，不断搅拌混合物以保持均匀状态。在储罐中的溶液用泵打循环并进入甲醛浓缩蒸发器。

甲醛水溶液是一种共聚的混合物：主要有甲二醇CH2(OH)2、聚氧甲烯基醇HO(CH2O)nH和甲缩醛HO(CH2O)n-1H组成。单体甲醛很少，即使在浓甲醛溶液中也不超过0.1%（wt）。而甲醛水溶液中水是以游离水和化合水两种形式存在的，化合水即甲醛水合物分子中的水浓度，它与聚合度、甲醛浓度有关（见下表）。

化合水与聚合度的关系表 单位wt%。

表3.1 化合水与聚合度的关系表

甲醛溶液在浓缩的过程中，随着游离水的蒸发，甲二醇的缩聚反应同时也在进行，生成一系列不同聚合度的多聚甲醛HO(CH2O)nH。但是浓缩过程中除了游离水蒸发外，甲二醇分子自身也会发生聚合形成高聚合度多聚甲醛。而甲醛浓度与聚合物从溶液中析出的温度有关，因此控制好温度对防止甲醛聚合是十分重要的，因为过高温度甲醛会进行康尼扎罗反应，所以一般甲醛浓缩均采用真空脱水。

一步蒸发装置包括升膜蒸发器（由蒸汽加热）和一效分离器。在真空系统条件下，来自蒸发器的浓缩甲醛溶液进一步浓缩到浓度为70-75%w/w的甲醛。分离的甲醛蒸汽在一个表面冷却器进行液化。所以收集的液体甲醛含量为19-22%，然后回收利用。尾气经过洗涤后放空。

2. 固化段

在碱的作用下，进一步通过耙式干燥器蒸发在以上浓缩过的甲醛溶液中的残余水以得到固体产品多聚甲醛。这个装置包括耙式干燥机输送系统。它们都与相同的冷却/干燥气环连接。在露点下从过滤器和冷凝器留下来的甲醛蒸汽进经过真空泵的作用，经过洗涤塔洗涤后放空。

3.2流程简图

3.3耙式干燥多聚甲醛装置占地

以3万吨t/a多聚甲醛装置为例，占地面积24米*46米。如下图所示。

四、工程服务内容

4.1工程服务方式

1) 单独提供工艺包和技术服务

2) 工艺包+技术服务+设计

3) 工艺包+技术服务+设计+核心设备

4) 工艺包+技术服务+设计+设备采购

5) 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

4.2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。

4.3工程周期

自预付款支付起，主要设备到厂需要5个月，安装工程3个月，总建设周期约8个月。