噴霧法多聚甲醛生產(chǎn)工藝

一、 多聚甲醛產(chǎn)品簡介

1.1用途

多聚甲醛代替普通工業(yè)甲醛水溶液，在合成農(nóng)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(chǎn)品中，即可節(jié)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(yè)甲醛有效成分高，是固體粒粒，有利于化工、制藥等化學(xué)合成及其他工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)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(yè)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(gè)聚氧亞甲基二醇的單元組成的混合物。

化學(xué)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(hào)：30525-89-4

分 子 式：HO(CH2O)nH

多聚甲醛為白色或者無色，具可燃結(jié)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(tài)甲醛產(chǎn)品，其聚氧亞甲基二醇的聚合度n=8—10。工業(yè)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(chǎn)品，便于貯存和運(yùn)輸。

表1.1多聚甲醛主要物理、化學(xué)性質(zhì)

1.3產(chǎn)品規(guī)格

1.3.1主要產(chǎn)品

表1.2  多聚甲醛質(zhì)量指標(biāo)

1.3.2副產(chǎn)品

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

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

本項(xiàng)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(guī)格

表2.2

2.3 多聚甲醛生產(chǎn)單耗

表2.3

三、 噴霧法多聚甲醛生產(chǎn)技術(shù)簡介

3.1工藝簡述

3.1.1 反應(yīng)原理

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

生成的平衡反應(yīng)受 H⁺濃度的影響較大，微量極性物質(zhì)的存在，如酸、堿和水等都會(huì)加速聚合反應(yīng)的進(jìn)行。溫度也有影響，溫度低時(shí)反應(yīng)向生成聚合物的方向移動(dòng)，溫度升高時(shí)則向反向移動(dòng)。溫度很高時(shí)甚至?xí)耆饩凵蓡误w，尤其是有酸存在時(shí)加熱更易使其解聚成氣態(tài)甲醛單體。       

制備多聚甲醛關(guān)鍵在于控制產(chǎn)品聚合度，防止甲醛高度聚合，縮短干燥脫水時(shí)間，提高產(chǎn)品收率。工業(yè)生產(chǎn)中制備多聚甲醛的甲醛溶液通常要先進(jìn)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(huì)出現(xiàn)由于溶液中有部分低聚物存在而導(dǎo)致產(chǎn)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(gè)裝置分四個(gè)單元：濃縮、聚合、造粒干燥、包裝。

1、 原料準(zhǔn)備與處理

從甲醛裝置來的工業(yè)甲醛溶液（尤其是儲(chǔ)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(jìn)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(tài)下回流。當(dāng)解聚時(shí)間足夠時(shí)關(guān)閉其中一臺(tái)解聚釜的加熱蒸汽，在攪拌的同時(shí)，開啟甲醛進(jìn)料泵給其中一個(gè)解聚釜打循環(huán)。當(dāng)溫度達(dá)到所需溫度時(shí)準(zhǔn)備向初級(jí)濃縮裝置的降膜蒸發(fā)器中進(jìn)料。兩個(gè)解聚釜交替使用，根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)解聚釜中甲醛的液位以控制解聚時(shí)間。

2、 初級(jí)降膜蒸發(fā)器濃縮

經(jīng)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(jí)降膜蒸發(fā)器。在進(jìn)料前首先打開蒸汽加熱，適當(dāng)加入水蒸汽對(duì)降膜蒸發(fā)器進(jìn)行預(yù)熱，然后開啟真空系統(tǒng)。緩慢向降膜蒸發(fā)器中進(jìn)料，同時(shí)調(diào)整加熱蒸汽量和真空度。在蒸汽加熱下，原料－工業(yè)甲醛溶液被蒸發(fā)濃縮到70~75%。初步濃縮后的70%左右的甲醛溶液通過一級(jí)蒸發(fā)甲醛輸送泵給二級(jí)濃縮的薄膜蒸發(fā)器供料。經(jīng)分離器分離的甲醛氣體和水蒸氣被真空吸入一級(jí)蒸發(fā)冷凝。甲醛和水蒸氣在這里被冷凝為淡的甲醛溶液進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)稀甲醛中間槽，然后經(jīng)過稀甲醛循環(huán)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(jīng)過一級(jí)蒸發(fā)分離除沫器被進(jìn)一步噴淋洗滌。一級(jí)蒸發(fā)分離除沫器中的洗滌液來自稀甲醛循環(huán)泵，洗滌后的甲醛溶液排入地槽。進(jìn)入真空系統(tǒng)的少量甲醛經(jīng)過后續(xù)的廢氣吸收塔進(jìn)行噴淋吸收， 可以達(dá)到環(huán)保的要求。

3、 二級(jí)薄膜蒸發(fā)器濃縮

來自一級(jí)蒸發(fā)甲醛輸送泵的含量在70%左右的甲醛溶液送入薄膜蒸發(fā)器。在薄膜蒸發(fā)器的進(jìn)料管線上有三通調(diào)節(jié)閥，可以調(diào)節(jié)初級(jí)降膜蒸發(fā)器得到的甲醛量與進(jìn)入薄膜蒸發(fā)器的甲醛量的平衡。薄膜蒸發(fā)器的加熱分為不同的梯度，依據(jù)濃度的不同調(diào)節(jié)相應(yīng)段加熱蒸汽的大小。

經(jīng)過濃縮后的濃度達(dá)到85%左右的濃甲醛進(jìn)入濃甲醛中間罐，然后經(jīng)濃甲醛輸送泵送入噴霧造粒系統(tǒng)的濃甲醛罐。暫時(shí)不能向造粒系統(tǒng)輸送的甲醛放入地槽。

從薄膜蒸發(fā)器頂部抽出的含有甲醛氣體和水蒸氣的混合氣進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)冷凝器。用獨(dú)立的循環(huán)水泵給二級(jí)蒸發(fā)冷凝器進(jìn)行供水，用循環(huán)水和蒸汽調(diào)節(jié)獨(dú)立循環(huán)水系統(tǒng)的溫度，通過溫水膨脹槽調(diào)節(jié)循環(huán)水的量。

二級(jí)蒸發(fā)冷凝器冷凝下來的甲醛溶液進(jìn)入二級(jí)稀甲醛收集槽，再經(jīng)二級(jí)蒸發(fā)稀甲醛輸送泵送到淡甲醛收集罐。經(jīng)過冷凝后的殘存甲醛氣體進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)氣液分離器，在這里被進(jìn)一步噴淋洗滌。二級(jí)蒸發(fā)分離除沫器中的洗滌液也來自稀甲醛循環(huán)泵，洗滌后的甲醛溶液同樣排入地槽。

降膜與薄膜蒸發(fā)系統(tǒng)蒸出的含甲醛蒸汽經(jīng)冷凝、氣液分離，不凝氣經(jīng)真空泵排至甲醛裝置的焚燒設(shè)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(tǒng)或用于生產(chǎn)下游產(chǎn)品。

4、 噴霧造粒

來自濃縮單元的濃甲醛處理結(jié)束后加入聚合調(diào)聚劑反應(yīng)，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(huán)氮?dú)鈳ё?。多聚甲醛顆粒再經(jīng)過震動(dòng)流化床或沸騰床進(jìn)一步干燥、冷卻，即得多聚甲醛成品。用氮?dú)庾鬏d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(jìn)噴霧造粒塔中，在冷凝室和一體式流化床上進(jìn)行造粒，在冷凝室內(nèi)進(jìn)行造粒后再進(jìn)入流化床進(jìn)行干燥，最終在流化床的出口通過旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)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(fēng)分離器進(jìn)行分離，分離出的產(chǎn)品可以分開收集，也可以進(jìn)入流化床出口進(jìn)入產(chǎn)品混合包裝；從分離器出來的循環(huán)氣經(jīng)洗滌塔洗滌后進(jìn)入風(fēng)機(jī),洗滌液進(jìn)甲醛原料槽循環(huán)使用；循環(huán)氣洗滌系統(tǒng)的洗滌液為循環(huán)使用的稀甲醛(含甲醛15％)。為了維持洗滌系統(tǒng)的穩(wěn)定，該系統(tǒng)需連續(xù)排出一定量的稀甲醛，配制成37％甲醛產(chǎn)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(jīng)旋風(fēng)分離器，使氣固分離，氣相回造粒干燥單元洗滌，循環(huán)使用；固相成品收集在成品料倉，然后經(jīng)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(wù)內(nèi)容

5.1工程服務(wù)方式

1) 工藝包+技術(shù)服務(wù)+設(shè)計(jì)+核心設(shè)備

2) 工藝包+技術(shù)服務(wù)+設(shè)計(jì)+設(shè)備采購

3) 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)

5.2工程范圍

主車間內(nèi)部除土建、鋼結(jié)構(gòu)、消防、監(jiān)控、給排水以外的所有工程內(nèi)容。

5.3工程周期

自預(yù)付款支付起，設(shè)備到廠需要5個(gè)月，核心設(shè)備到廠12個(gè)月，安裝工程3個(gè)月，總建設(shè)周期約14個(gè)月。