甲醛生产

甲醛生产（精选九篇）

甲醛生产 篇1

1聚甲醛的生产

目前, 全球范围内, 聚甲醛主要有两种类型, 一是均聚甲醛, 二是共聚甲醛, 都为单体生产, 在全球许多厂商中有着一定的生产。

就均聚甲醛的生产工艺而言, 杜邦公司最具代表性, 生产的均聚甲醛密度为1.4, 以170~180℃为熔点, 其拉伸强度相对较大, 具有良好的耐磨性。在生产均聚甲醛过程中, 主要以50% 甲醛溶液和异辛醇为主要反应材料, 经脱水、热裂等工艺流程, 获得高纯度的甲醛, 选择BF3- 乙醚配合物为催化剂, 形成聚合产物, 最后通过过滤、分离、干燥、封端、添加抗氧化剂等流程, 完成均聚甲醛的制备。然而, 均聚甲醛的工艺生产能力相对不高, 约为POM的15%-20%[1]。

就共聚甲醛的生产能力而言, 约为POM的75%。为达到聚合的目的, 可以施以溶液聚合法、本体聚合法等。首先, 溶液聚合法中, 溶剂、催化剂、二氧戊环、三聚甲醛等是重要物质, 其单体转化率达到80% 左右。

2聚甲醛的性能改良

聚甲醛具有良好的物化性能, 在实际的应用过程中, 存在着较多的不足之处, 影响着聚甲醛的使用功能, 主要表现为耐热性较差、缺口敏感性性大的缺点。为了强化聚甲醛的使用性能, 通过对基础树脂改性的形式, 来扩大聚甲醛的应用领域。由此可见, 对聚甲醛的性能进行改良尤为重要, 主要表现在以下几方面:1通过合金化技术来改善聚甲醛的抗冲击性, 提高弹性体的共混性能, 增加聚甲醛的刚性和韧性。 通过对聚甲醛的分析可知, 增溶剂Z-3能够起到聚集剂的重要作用, 对分散的颗粒进行合理的控制, 确保合金的缺口能够达到最大值。2通过混合性的手段, 确保聚甲醛的性能均衡, 对聚甲醛材料的使用性能进行强化。3在改进成型加工过程中, 应注重均聚甲醛的热稳定性性能, 以降低模具的积附。 在聚甲醛性能改良过程中, 均聚甲醛的热稳定性能相对较差, 释放一些气体。为降低模具积附, 相关实验人员往往对成型的产品进行加工, 可以确保均聚甲醛的热稳定性, 实现产品性能改良的预期效果[2]。

3聚甲醛的应用

聚甲醛在当前的应用过程中, 可以代替铜、铸锌和钢等来使用, 自身具有稳定性和润滑性较好的特点, 具有广泛的用途, 具体被应用于以下领域:

1) 被应用于汽车工业方面, 在应用的过程中, 制作出来的零件, 能够起到润滑的作用, 有效地减少磨损, 并且利于后续的维修工作, 有效地降低汽车零件的制作成本, 节约汽车零件的使用材料。在汽车工业实际的应用过程中, 能够代替铜来使用, 能够对汽车上的半轴和行星齿轮的制作工作, 提高汽车零件的使用寿命[3]。

2) 聚甲醛具有电耗较小, 介电强度和绝缘电阻较高的特点, 可以作为电扳手外壳来使用, 还可以作为制造电话、录音机和电视机等来使用, 被广泛地应用于电子电器领域。

3) 聚甲醛在农业机械方面也被广泛使用, 是一项良好的农机工具制作材料, 在使用的过程中, 可以作为手动喷雾器部件, 播种机的连接和联运部件, 还可以运用于、制造气溶胶的包装, 浸在油中的部件和输送管等来使用, 能够提升农业机械的质量, 促进农业工作的有效开展。

4结束语

近年来, 随着我国社会行业领域的快速发展, 对POM技术有着更多的需求, 因而相关人员致力于对聚甲醛物质的深入研究。POM属于性能良好的工程塑料, 是战略性的产品, 广泛应用于社会众多领域中, 能够促进领域的发展与进步。对此, 我国有关部门应加强聚甲醛的生产, 并对其性能进行改良, 以实现聚甲醛在社会医疗器械、汽车工业、建筑、农业机械等领域中的应用。另外, 相关人员有必要积极借鉴国外先进的技术, 以提高聚甲醛性能改良的技术水平, 为人类造福。

参考文献

[1]王志春.聚甲醛工程塑料的现状、发展趋势[J].云南化工, 2011, (4) :35-38+44.

[2]张钊, 沈祺, 张建昌.聚甲醛改性研究的进展[J].上海塑料, 2013, (3) :25-27.

甲醛及多聚甲醛生产技术研究论文 篇2

3结语

当前，我国多数企业依然采用传统的方法生产甲醛，不但能耗较大，且无法控制其聚合度，以致产品质量水平较低，性能较差。为了满足当前市场对甲醛以及多聚甲醛产品的需求，生产厂家应由国外引进先进的生产技术，并与外资企业进行有效合作，以提升甲醛以及多聚甲醛产品的质量水平，降低生产成本，提升企业的竞争实力。

参考文献:

[1]王立辉,刘瑞英,王娜,郭宏斌,张宁宁,李前锋,付景伦.甲醛及多聚甲醛的生产技术[J].河北化工,(12).

[2]潘贝贝,王晓莉,张文辉,谷守玉.多聚甲醛合成脲甲醛缓释肥工艺初探[J].磷肥与复肥,(01).

聚甲醛生产工艺选择及改性技术分析 篇3

关键词：聚甲醛,生产工艺,改性技术

聚甲醛主要为两种, 一种为共聚甲醛, 另一种为均聚甲醛, 其作为工程塑料, 拥有一系列显著的性能, 因此, 它得到了国内外生产公司的高度关注。特别是近几年, 随着电子、建材、工业等行业的发展, 对其需求不断增长, 但在全球化的环境下, 国内聚甲醛生产公司发展的现状不容乐观, 为了保障生产效益, 各公司均十分关注生产技术的改进与创新。为了应对激烈的市场竞争, 本文以某公司为研究对象, 分析了其聚甲醛生产工艺, 研究了其改性技术, 旨在提高聚甲醛生产的综合效益。

1 聚甲醛的概况

聚甲醛属于热塑性树脂, 其优点众多, 如:硬度高、摩擦系数低、比重小等。在机械性能方面, 聚甲醛的机械强度与刚性均十分显著, 同时其还具备良好的耐摩擦、耐疲劳、耐有机溶剂、自润滑性能等。在改性特性方面, 在先进技术支持下, 聚甲醛的性能大幅度提高, 其作为工程塑料, 更加适用于不同领域的需求, 具体的改性体现在物理共混与化学改性两方面, 前者主要为增韧、耐磨、增强填充及阻燃防静电改性等;后者主要为共聚、交联与接枝。在注塑加工方面, 一是流变性, 由于其熔体粘度与挤出、吹塑加工温度有关, 因此, 在增加其流动性时, 禁止使用提高温度的措施;二是结晶性, 聚甲醛的结晶度在80%左右, 在熔融时, 求体积变化不明显;三是热稳定性与吸湿性, 对于聚甲醛而言, 二者特性均相对较差, 后者仅在0.2%左右[1]。

2 聚甲醛生产工艺的选择

某聚甲醛生产公司以聚甲醛的不同类型为依据, 提供了相应的生产技术。对于均聚甲醛而言, 其作为无水聚合物, 与另一类相比, 其熔点、比重及洁净度等均相对较高, 根据生产实践可知, 其生产工艺具有较高的复杂度, 增加了建设与生产成本, 其未能满足发展的需求, 各公司对其关注度日渐减弱, 而共聚甲醛, 其经工艺技术改性后, 性能、经济性及技术性等均大幅度提高, 因此, 它逐渐成为了聚甲醛发展重点。

共聚甲醛生产的常规工艺主要包括甲醛氧化、浓缩, 二氧五环与三聚甲醛合成, 制备、挤出与包装等, 但生产实践中聚合工艺、共聚单体、调节剂、提纯方式、封端方式等存在较大的差异。同时, 生产过程中难度最高的体现在稀甲醛溶液回收方面, 如果回收效率偏低, 则难以保证原料的合理配合与高效利用, 进而将增加生产成本、降低产品产量;三聚甲醛的精度也应不断提高, 通常情况下, 此指标应维持在99.99%, 如果未能达到此要求, 则会影响聚合反应及产品质量;生产过程中还应关注聚合反应的条件, 如:温度、转速、催化剂等, 经各因素的综合考虑与科学控制, 才能够保证产品质量。为了保证节能、降耗、高效目标的达成, 各生产公司均应对共聚甲醛工艺给予高度关注。

某公司所选择的聚甲醛生产工艺特点为:其一, 利用甲醛浓缩工艺, 在加压气化与减压闪蒸技术支持下, 提高了设备运转的稳定性, 保证了高浓度甲醛的有效生产;其二, 借助低浓度催化剂, 如:硫酸, 避免了副反应的出现, 促进了三聚甲醛的合成;其三, 采用气液萃取技术, 凸显了节能性、低耗性及高纯度;其四, 发挥了聚合工艺技术及聚甲醛技术等。该公司具体的生产工艺包括甲醛合成与浓缩、稀醛回收、合成、聚合、处理、包装等[2]。

3 聚甲醛改性技术的研究

为了适应公司发展及生产实际的需求, 对工艺技术进行了改造与创新, 第一点, 优化了生产线, 结合工艺及安全原则, 为了提高生产的有序性与合理性, 对生产线进行了适当的缩短与减少, 以此保证了生产的效率、精度与质量, 该公司经优化设计, 合并了生产线, 以此提高了生产能力;第二点, 降低了生产成本, 在实际生产过程中, 结合聚甲醛生产特点, 选取适合的化工设备材质十分关键, 在生产时, 常会产生副产物, 而其会对设备造成一定的腐蚀, 为了降低建设与生产成本, 应选用不锈钢及合金材质设备;第三点, 改进生产单元, 在创新、降耗理念指导下, 经经济、技术分析, 选择适合的生产方案, 可保障公司资金的合理利用, 如:粉体输送, 借助管链输送, 保证了风送的及时性, 降低了生产事故发生几率[3]。

与此同时, 在公司发展过程中应注重自主创新与研发, 特别是聚甲醛改性技术, 经研究, 以此提高聚甲醛的强度、韧性、耐磨性、阻燃等性能。在此基础上, 聚甲醛生产才能够满足不同产业发展的需要。

总结:综上所述, 聚甲醛作为产品拥有着广阔的发展前景, 为了提高国内各生产公司的效益, 本文探讨了其生产工艺选择及改性技术, 相信, 随着生产工艺的日渐优化与创新, 聚甲醛生产的综合效益将更加显著, 同时其产品也将更加丰富与多样, 再者其性能也将趋于多样化与多元化。

参考文献

[1]朱开贵.聚甲醛生产工艺选择及改性技术研究[D].北京化工大学, 2014.

[2]钱志强.聚甲醛的增强、耐磨及增韧改性技术的研究与开发[D].北京化工大学, 2014.

除甲醛公司可以做到零甲醛议论文 篇4

在给出答案之前，我们先要弄清楚不同的人对“零甲醛”的理解：在大多数老百姓看来，零甲醛顾名思义就是家具、建材、空气中不含有任何甲醛，“零甲醛”就是没甲醛。家具、建材厂商们认为，“零甲醛”可以有多种不同的标准，其实质意思就是多多少少都得带点甲醛;而在专业甲醛检测、治理机构或公司眼里，无论治理前还是治理后，“零甲醛”这一提法是不科学的，要做到“零甲醛”几乎是不可能的，最多只能说是趋近于零甲醛。

那么，为什么还有那么多专业除甲醛公司明明知道不可能，却依然打出“零甲醛”的宣传口号呢?

原因一：偷换概念——国家标准等于“零甲醛”

有的说符合国家标准就是“零甲醛”，有的说符合欧洲标准绝对就是“零甲醛”，有的说符合日本标准才能称得上“零甲醛”，还有的说自己的家具甲醛含量趋向于零，但真正的“零甲醛”指的就是毫无甲醛含量。所以就是“零甲醛”，至于具体数据就说不出来了。

原因二：瞒天过海——没味就是“零甲醛”

众所周知，甲醛是一种无色无味的物质，而现在大部分老百姓判断治理前后效果时，唯一的.验证方法就是闻一闻，认为“没味儿应该就是没甲醛了”。

许多除甲醛公司也正是抓住这一点，在大说特说“零甲醛”的时候，顺势显现一种自信，告诉消费者“空口无凭，您闻闻”。这种场面，不知您遇到过多少次，最终结果要么就是没味，要么就是香喷喷的。也正是因为消费者在认知上存在种种误区，才让很多公司钻了空子。 在此小编提醒各位，只凭嗅觉根本断定不了是否含有甲醛，味道没了、淡了，并不代表甲醛就消失了。

甲醛生产装置离心风机的废热利用 篇5

在生产实际中,充分利用化工低温废热是化工企业节能环保达标的一条有效探索路径。该路径对于化工企业来说,可实现节能降耗、环保达标,更重要的是企业的科技竞争力得到了提升。本文结合具体实例,介绍了甲醛装置中离心风机的废热利用改造过程。

1 改造背景

山西三维集团有限公司甲醛生产装置采用的是瑞典Perstorp公司20世纪90年代技术设备,从工艺角度讲,尾气排放已经得到有效处理,有害物质排放已经实现远低于国标排放标准。就节能设计来说,也是比较先进的,系统中比较容易利用的废热(高于110℃的流体)都可进行自身换热利用。

为了最大限度降低产品成本,挖潜增效,在不断的生产总结中发现:这套先进装置的某些设计还有在生产中改进的余地,仍具有节能潜力和技术改造的可行性。

例如,装置采用的是最高转速4000r/min的离心风机,其润滑油润滑撤热原理是:对于高转速离心风机一般采用轴瓦结合滑动接触,当其高速旋转时,润滑油通过油泵打入轴瓦之间形成油膜以起到润滑作用,同时通过润滑油循环将摩擦产生的大量废热带走。在外部为了保持轴瓦间隙的润滑油温恒定(即通过润滑油温保持轴与瓦的正常工作温度在油循环管路上设有冷却器降温通过换热器油出口端温度调节冷却液流量来控制进入轴瓦间隙的油温。风机油润滑冷却原理如图1所示。

装置原设计是用系统外的冷却水通过板式换热器撤走润滑油废热以保证进入轴瓦间隙的润滑油温(油温随着转速的不同而变化)。在实际生产中,由于风机润滑油所用的冷却器(板式换热器)管路较细,加之外界冷却循环水水质不稳定(固形物含量大),所以运行一定时间后,会产生冷却器换热效果下降的问题。如果不及时处理会影响风机运行平稳,甚至可能引起风机系统过热停车,造成影响装置正常生产的事故。此外,小型板式换热器的清洗费工费时,维修清洗费用较高并会对生产造成影响。

在甲醛生产中,由于甲醇生成甲醛是放热反应,反应所产生的反应热是利用导热油热虹吸将反应器中产生的反应热带出,再在蒸汽发生器中将大量反应热量转换为中压(12kg/cm 2)蒸汽输出。而蒸汽发生器(锅炉)产汽所需纯水(105℃)是由外界供给(一般是20～25℃),经过低压蒸汽预热除氧后才被输进蒸汽发生器产生蒸汽的。

对于离心风机需要将摩擦废热撤走,对于蒸汽发生器所需纯水又得加热。如能将废热利用,而又减少低压预热蒸汽用量,可实现节能降耗,一举两得。

2 改造过程

2.1 改造条件

纯水(中压蒸汽锅炉用水),一般要求7≤pH≤8.5,硬度≤0.03mmol/L,固型溶解物≤150mg/L。由于其所含盐份(钙镁离子)较少,pH值适中,用于冷却一定会大大减少换热器结垢。同时纯水经过润滑油废热换热可提高自身温度,同时减少纯水(蒸汽发生器所需)预热所用蒸汽,可谓一举两得。

2.2 改造步骤

对于装置而言,改造主要分两步(见图2):在A点加装过滤器;在B-C点连接做短路管线。

在A点加装过滤器是为了阻断可能进入的杂质。在B与C点的连接做冷水短路是为了冬季停车或减量生产时管路防冻。综合此次改造,改用纯水冷却不但节省能耗,而且减少水垢产生;加装过滤器彻底杜绝固形物进入,减少不必要的板换清洗;加设短路管连接,更好地做到管路冬季防冻工作等。

3 节能效果分析

3.1 节约冷却量

对于最高转速4000r/min的离心风机,如满负荷开车,润滑油冷却平均冷却用水量为1500kg/h(25～55℃),改用纯水冷却后,节约冷却量Q冷=mc(T2-T1)/h=1500×4.2×103×(55-25)/=kW。

3.2 节约蒸汽用量

对于锅炉用纯水,如果将1500kg/h纯水加热30℃(25～55℃),约需热量52kW,换算为3.0kg/cm 2、144℃低压预热蒸汽约95kg/h。

定义纯水加热所需能量为Q冷,蒸气冷凝汽化热为Q汽,节约蒸汽用量m=(Q冷-Q汽)/[c(T2-T1)/h]=95kg/h。因此,改用纯水冷却后,系统将节约蒸汽用量95kg/h。

对整套装置而言,节约能耗总计约52×2=104kW。

3.3 节约成本

该装置产量9t/h,节省蒸汽用量为95kg/h,按照蒸汽单价95元/t计算,节约蒸汽费用9.025元;节省冷却水用量为1.5m 3/h,按照冷却水0.2元/m 3计算,节约冷却水费用0.3元。

因此,该改造总计降低成本为:(9.025+0.3)/9=1.036元/t。

对于山西三维集团有限公司年产7万t的甲醛装置,每年可节约70000×1.036=72520元。

风机冷却部位改造前后对比如表1所示。

4 环保及其他效益分析

经过5年的使用检验以及与此前的性能比较,此项改造降低了装置能耗,减少冷却水用量,减少蒸汽消耗及其相应消耗,每年可节约标准煤107t,减少CO2排放269.3t、SO2排放2.3t,达到了节能降耗、绿色环保、挖潜增效的目的。尤其是改造5年来未出现清垢及影响生产等状况,极大地减少了因维修养护油冷却器产生的费用及垃圾,对于风机的稳定运行起到了重要的作用。

5 结语

将风机润滑油冷却改为纯水冷却,只需进行简单的改造便可节能增效。实践证明:离心风机废热利用可实现节能降耗,减少排放,从一定程度降低甲醛成本。低温废热利用技术的应用将成为企业节能环保的重要途径之一。

摘要：针对甲醛装置离心风机产生的废热,提出改变冷却介质及部分修改可加以利用。通过对改造前后进行对比分析,说明在一定条件下利用化工低温废热是可行的。经改造实践证明,冷却介质改变后,离心风机废热不但得到利用,同时产生一定经济效益,而且风机运行更加稳定连续,具有一定的推广应用价值。

浅谈导热油对甲醛生产的重要性 篇6

1 铁钼法甲醛装置导热油操作基本问题及其解决方法

以下讨论铁钼法甲醛生产装置中导热油操作的基本问题:

———合理建立导热油液位;

———正确控制导热油温度。

1.1 合理建立导热油液位, 确保装置正常生产

导热油通过热虹吸的原理实现其在反应器壳程和导热油冷凝器之间的循环。如果导热油液位过高, 控制反应器和导热油冷凝器之间的热虹吸就会被气相管道逆流的液体导热油所破坏, 从而影响正常生产。如果导热油液位过低, 不能充分移除反应热, 造成反应器列管内催化剂局部过热, 破坏催化剂的活性, 影响反应性能。

常温下建立导热油液位应覆盖反应器管板, 高于反应器管板10CM, 即对应导热油冷凝器的就地翻板液位计为23CM。生产中导热油液位应符合公式:液位%=甲醇流量×0.009+15 (-5%低液位报警, -10%激活甲醇连锁) 。如果液位太高或太低, 则应相应进行降液位或补液位的操作。

1.2 调整导热油温度, 提高反应转化率

1.2.1 调整导热油温度的原因

在任何时候, 都有一个催化剂最佳性能, 也就是实现最佳收率的最佳反应温度, 控制反应温度通过调整导热油温度来实现。催化剂在使用过程中逐渐老化, 当催化剂老化时, 催化剂活性降低, 这时就需要提高导热油的温度进行补偿其影响。导热油常压下的沸点为257℃, 加压后导热油的沸点将会升高。一般是每次讲导热油沸点温度提高1~2℃。导热油的沸点上限约为310℃。

1.2.2 提高导热油温度的时机

导热油的温度应在有规律的基础上进行提高。通常误以为导热油的温度应尽可能慢的提高, 这样可以延长催化剂的寿命。事实上并非如此, 在有些生产中恰恰相反。若很迟才提高导热油的温度, 可能导致在催化剂的末期会无法控制, 并且迅速失活。

若导热油温度持续有序提高, 可以确保甲醛装置在高收率下安全、稳定运行。若很迟迅速提高导热油温度, 往往会导致收率偏低、操作困难 (热点温度搞、反应器出口温度高、系统温度高) 和催化剂末期寿命急剧缩短且无法控制。

1.2.3 提高导热油温度的依据

当导热油沸点温度升高时, 未反应的甲醇损失量降低, 一氧化碳的生成量会增加, 同时会使反应温度升高, 从而使热点位置提高。调整导热油温度, 应持续有序提高, 关注产品中的甲醇含量, 兼顾反应器中的热点温度和位置。

此外, 还应收集以下信息, 如:测量尾气中的CO和产品中的甲酸, 测量ECS温度, 并使用气相色谱仪分析工艺气中各组分的含量。

测量产品中的甲醇含量是判断反应状态的一个很好的条件。正常的甲醇含量是在37%的甲醛溶液中甲醇含量在0.4~0.8%, 此时反应达到良好的性能。当甲醇含量接近0.8%时, 就应提高导热油的温度。按这种方式运行, 收率可达到92~93.5%。最好每天定时测量产品中的甲醇含量。

提高的导热油温度可使甲醇过量氧化, 生成CO, 故为使装置性能最佳并得以持续, 测量CO也很重要。

装置始终在导热油系统为常压下初开车, 即导热油温度为257℃。在需要的时候, 导热油的温度应每次提高1~3℃。可以通过选择新的设定的, 提高导热油温度, 温度设定值可转化为压力设定, 这个压力觉得了导热油沸点。

热点位置和热点温度是装置运行时评价催化剂使用状况的重要表征。反应器列管内的热点位置应长时间的保持在尽可能高的位置, 这样可以确保管内催化剂自上而下的使用。如果热点位置下降过快, 则在催化剂的末期将会出现热点过高的问题, 原因在于管程上部的催化剂仍有很高的活性。当导热油温度升高时, 上部的催化剂容易被激活。反应位置讲跳至高位, 并且热点温度会急剧上升。此时从安全的角度考虑, 只能降低生产能力。为避免出现上述有关催化剂末期的热点温度和热点位置的问题, 从催化剂寿命初期开始, 就应认真观察和有规律地提高导热油温度, 保持适当的热点位置。

2 结语

甲醛作为一种重要的化工原料, 目前在我国已进入了飞速发展的阶段, 如何操作使得甲醛稳定高效的生产至关重要。我公司在甲醛生产中积累了一些经验, 但是还需要进一步提高, 我们将不断学习, 总结经验, 以确保装置平稳高效生产。

参考文献

[1]边丽丽.甲醛工艺规程与操作手册.陕西比迪欧化工有限公司, 2008.

甲醛生产 篇7

该发明涉及一种利用含甲醛废水生产乌洛托品的方法, 在含甲醛废水中加入氨, 控制pH为7～12、反应温度10～90 ℃下搅拌反应3～15 h, 得到乌洛托品的稀溶液;采用压滤机、袋式过滤机、精密过滤器中的一种或几种装置除去乌洛托品稀溶液的固体成分, 再用活性炭过滤器除去乌洛托品稀溶液中的黏性物质, 然后用孔径为0.2～1.0 μm的微孔过滤膜除去溶液中微米、亚微米级的杂质和絮状物, 以超滤膜除去可溶性大分子杂质, 溶液的污染指数小于5;处理后的溶液进入一级膜进行分离, 一级淡液直接排放或用于工业循环水使用, 一级浓液中乌洛托品的质量分数大于6%时收集后进入二级膜进行分离, 二级淡液回到一级膜进行分离, 二级浓液中乌洛托品的质量分数达到10%以上时收集于贮槽中。/ CN101497617, 2009-08-05

甲醛生产 篇8

三聚氰胺甲醛塑料已应用于:机电仪表行业塑制各种开关、外壳、把手、异性配件;用于矿井电气零部件;代替陶瓷配件塑制交流接触器的灭弧罩及配件;用于电动工具的配件;另外还塑制航空或日用的餐具、器皿、装饰品等。

在我国该树脂广泛用于涂料、胶粘剂、湿强剂、阻燃材料以及纸张、皮革、织物等的处理剂。用于造纸和织物工业的水溶性树脂, 甲醛与三聚氰胺比为3至4, 而用于涂料树脂的比率一般为5至8[1]。为了开发蜜胺树脂作为高性能材料的新用途, 近年来还发现玻璃增强的蜜胺树脂作为耐烧蚀材料用于火箭技术中[2]。

2 三聚氰胺甲醛模塑料的特点

氨基模塑料按树脂类型可分为:尿素甲醛模塑料 (UF) , 三聚氰胺甲醛模塑料 (MF) , 三聚氰胺尿素甲醛模塑料 (MUF) 。

三聚氰胺甲醛模塑料相对于其它脲醛模塑料而言, 有如下特点:吸水率低, 耐饮料等水溶液污染性好;颜色范围广, 耐热性较好, 硬度高;在潮湿条件和高温条件下电性能较好, 耐电弧和耐刻刮性也较好。

因此, 三聚氰胺甲醛模塑料在餐具、电气机械、建筑等方面广泛应用。

由于三聚氰胺甲醛模塑料制品无毒, 外观发亮, 色泽鲜艳, 不沾油污, 易洗涤, 不易破碎, 适用于机械化洗涤, 而深受消费者欢迎。因其具有耐电弧性耐漏电痕迹性, 是电气综合性能好的材料, 所以是制作电气机械、电子零部件最合适的材料之一。也是现用酚醛模塑料的良好替代品[5]。

3 三聚氰胺甲醛模塑粉的生产工艺

3.1 三聚氰胺甲醛树脂的制备

3.1.1 反应机理

在碱性介质中分阶段进行[3,4,5], 进行的反应如下。

1) 产物一羟甲基三聚氰胺形成。1mol的三聚氰胺与2-3mol的甲醛在介质为弱碱性的 (pH=7-9) 条件下, 经加热甲醛与三聚氰胺氨基的活泼氢原子进行加成反应, 甲醛的双键打开与三聚氰胺氨基的活泼氢原子及氮原子相连, 可形成一羟甲基三聚氰胺, 二羟甲基三聚氰胺和三羟甲基三聚氰胺。如下图:

2) 三聚氰胺甲醛树脂的形成, 缩聚阶段:

上述初期产物, 羟甲基三聚氰胺衍生物在高温下继续缩聚, 在完成树脂酯化过程中, 由两个羟甲基相互联接, 反出1分子水, 形成醚键结合, 如图:

由羟甲基与氨基结合, 放出一分子水, 形成次甲基键结合, 如图:

3) 形成的二聚体继续进行交联反应, 可形成三维网状树脂, 硬化的树脂部分结构如下图:

3.1.2 生产工艺

目前氨基模塑料的生产工艺路线有2条[6], 一条是湿法路线, 另一条BUSS法。这2条工艺都很成熟, 但以第1条路线为主。

3.1.2.1湿法生产工艺

1) 缩合反应:

加CH2O及水入釜内调整CH2O浓度为25%, 然后加入4%的NaOH调pH到6.8-7.0, 搅拌情况下, 慢慢加入三聚氰胺, 加热到75℃保持50min, 反应温度升到80-90℃, 保持20-70分钟。缩合终点用水数来控制。水数达到2-4后加碳酸钙, 搅拌15min, 冷却50-60℃过筛 (30-40) , 筛上的固体物不能超过三聚氰胺的7%。

2) 混合:加树脂、填料正向、反向交叉捏合共计60min。

3) 干燥:放到盘中在真空烘房干燥厚度<20mm, 真空>500mmHg柱, 时间2-6h。

4) 滚压:工作辊90-135;辊距3-4mm;空辊70-100℃;时间10-15min/次。

5) 粉碎:通过直径0.5-0.75的筛磨成粉再烘干温度100℃左右, 挥发物<1.2%。

3.2 模塑粉的研制

3.2.1 树脂配方工艺

参照苏修原配方三聚氰胺/甲醛=100/35.71克分子比=1/1.5

具有以下几个特点:1) 树脂稳定, 可延长贮存期。2) 甲醛量少, 树脂的含氮量增加, 有益于耐电弧性。3) 21周期人工湿热试验的基本性能变化不大。4) 成型制品时不会膨胀、开裂, 即普通讲吃得起热度加工条件宽泛, 有利于规模生产。

3.3 模塑料配方工艺

树脂与填料的比例

树脂/填料:树脂增加耐电弧性下降, 流动性增大。树脂减少时石棉纤维会裸露于表面, 一般在0.5-0.6/1较好。

纤维状填料 (石棉) /粉状填料 (高岭土) :纤维填料增加时耐电弧性降低, 纤维外露影响外观即使有寿命。生产配方以1/1.5为易。粉状填料过多时机械强度会降低。

粉状矿物填料中:滑石粉具有耐电弧性可适当添加一部分, 但不能太多否则会影响机械强度;碳酸钙强度较好, 但耐弧差, 以两者匹配使用较好;高岭土不耐温, 测耐电弧时烧结点有明显突起现象。

4 三聚氰胺甲醛模塑料国内外发展情况

早在1920年德国BASF就已经开始氨基树的研究。1922年英国BIP公司第一个有了工业品 (BEETLE) , 氨基模塑料发展至今已有80年历史。美国、日本、西欧等先进国家已逐渐把这古老的塑料产品转移到发展中国家生产, 尤其是中国。中国最早生产氨基模塑料的工厂是上海天山塑料厂, 1957年从前苏联引进生产技术, 然后逐渐工业化生产。经过40多年的发展, 在工艺和设上都得到了改进。

目前, 我国三聚氰胺模塑料生产能力已超过150万吨, 近年来国家实施天然林禁伐和禁用一次性餐具的政策, 使蜜胺仿瓷餐具受到餐饮业的青睐, 市场需求大增, 今后三聚氰胺甲醛模塑料产业会进入一个较快发展阶段。

摘要：三聚氰胺甲醛模塑料是三聚氰胺与甲醛缩聚反应制成的高分子量的热固性树脂, 属于氨基塑料的一种。模塑料具有以下特点:耐热性、耐溶剂性、耐沸水、耐燃性、耐电弧, 硬度大、色彩鲜艳、无嗅无味, 电气及机械性能佳, 这是脲醛塑料, 特别是酚醛塑料无法与之相比的。基于以上特点用途广泛, 已成为当前塑料工业不可取代的材料。

关键词：三聚氰胺甲醛模塑料,生产工艺,特点,发展情况

参考文献

[1]倪玉德.涂料制造技术[M].北京:化学工业出版社, 2003.

[2]兰承剑.耐腐蚀非金属材料在固体火箭发动机上德研究和应用[M].北京:兵器工业出版社, 1988.

甲醛生产 篇9

1 银法与铁钼法甲醛生产工艺概述

根据生产工艺过程的不同,甲醇空气氧化法分为银催化氧化法(又称过量甲醇氧化法)和铁钼氧化物催化氧化法(又称过量空气氧化法)。其主要区别是甲醇与空气的计量比和使用催化剂不同。

1.1 银法甲醛生产工艺概述

银法甲醛主要使用银催化剂,反应中甲醇占比较高,最终产品中剩余甲醇较高,必须经过精馏装置脱除。

主要工艺流程:甲醇经离心泵输送至甲醇过滤器、通过计量进入管壳式甲醇蒸发器,通过孔板流量计计量后进入混合器。空气由罗茨鼓风机经孔板流量计、空气预热器后进入混合器。为了扩大甲醇爆炸极限,有效地带走反应热,混合器内加入0.3MPa蒸汽,起到安全有效控制反应温度的作用。新的电解银法生产工艺中增加了吸收尾气循环,尾气为吸收塔未吸收的气体,尾气主要成分为:20%H2、74%N2,副反应生成的CO、CO2及未吸收的微量甲醛、甲醇。尾气来自吸收塔顶部,一部分经尾气水封进入尾气锅炉燃烧产生蒸汽,另一部分经尾气气液分离器、尾气风机升压、尾气预热器及孔板流量计后进入混合器。循环尾气的作用:反应器中增加尾气循环可减少配料蒸汽,同时可以提高甲醛浓度。

甲醇、配料蒸汽、空气和尾气的混合气体经高效过滤器进入反应器,在610~670℃电解银催化剂作用下转化为甲醛气体。氧化器下段为废热锅炉段,高温甲醛在此急冷至150℃左右进入吸收塔,废热锅炉产生蒸汽并入蒸汽系统。含甲醛的混合气体经过填料塔、泡罩吸收塔进行吸收。塔顶补充一定量的脱盐水来平衡吸收塔液位及浓度。吸收塔底部甲醛溶液经循环泵、板式换热器冷却后一部分作为吸收液在塔内继续循环,另一部分作为产品输送至甲醛储槽。物料中不能吸收的气体作为尾气经塔顶排出,一部分送至尾气燃烧炉焚烧放热产生蒸汽,另一部分作循环尾气由罗茨鼓风机继续输送至反应系统循环。工艺流程简图见图1。

1.2 铁钼法甲醛生产工艺概述

铁钼法甲醛生产工艺同样是以甲醇和空气作为反应原料,甲醇在过量空气的环境中氧化制得甲醛,以铁钼混合氧化物为主要成分的催化剂,选择性较高,产品纯度高于银法。

主要工艺流程:在固定床铁钼催化剂表面进行部分氧化反应,生成甲醛。甲醇经离心泵输送至甲醇过滤器、流量计,最后经喷头以雾状形式进入管壳式换热器内与空气、尾气混合形成反应原料气,原料气再通过一个以反应器出口物料为热源的管壳式换热器加热后进入反应器进行反应。新鲜空气经罗茨鼓风机加压后与塔顶尾气混合进入离心式循环风机入口,混合气经两台离心风机加压后在甲醇蒸发器内与甲醇混合,经反应器管程催化剂床层进行反应生成甲醛,壳程为导热油(Dowtherm A主要成分为联苯、联苯醚的低共熔混合物)用来移出反应热。

汽化后的导热油进入一个管壳式废热锅炉进行换热产生2.2MPa蒸汽,导热油作为换热介质以热虹吸循环的方式在系统内循环。反应器后的物料进入甲醇蒸发器换热后进入吸收塔进行吸收。吸收部分工艺流程与电解银法基本一致,但是本工艺吸收塔采用双塔吸收。物料中不能吸收的气体作为尾气经塔顶排出,一部分送至尾气处理系统(以铂作为催化剂的反应床层)进行反应后进入废热锅炉,换热后作为热源通过管壳式换热器加热入ESC反应气进行后排放,另一部分作为循环尾气由罗茨鼓风机继续输送至反应系统循环。工艺流程简图见图2。

2 电解银法与铁钼法甲醛生产反应机理

2.1 电解银法反应机理

电解银法甲醛生成途径有2种:分别是由甲醇氧化生成和甲醇分解生成甲醛。前一个为放热反应、后一个为吸热反应。因此必须通过严格控制物料配比使反应达到热平衡。由此可见反应温度的控制就显得至关重要。

主反应:

副反应:

2.2 铁钼法甲醛生产反应机理

铁钼法工艺以甲醇和空气为原料,在固定床金属催化剂表面进行部分氧化反应生成甲醛。此工艺以一步反应达到了较高的甲醛收率以及很高的甲醇转化率,无需从最终产品甲醛中回收甲醇,甲醛收率达到91%~94%。

主反应:

未反应的甲醇,一氧化碳、二甲醚和少量的甲酸计为甲醇的副产物。

副反应:

3 工艺安全控制

3.1 电解银法工艺安全控制

电解银法生产甲醛采用甲醇过量法(即将物料中的甲醇浓度控制在爆炸极限以外),通过在反应物料中加入0.3MPa蒸汽和循环尾气来改变甲醇爆炸极限,将甲醇浓度控制在安全范围,从而达到安全生产的目的。甲醇氧化反应在200℃左右即可以进行,开车时为三元气体(空气,甲醇,水蒸汽),需用电加热丝将物料温度加热至200℃左右,使物料开始反应。因反应是放热反应,在反应发生后,即可切断点火器。当催化剂床层温度达到580℃左右时甲醇分解反应开始进行,此反应为一个可逆吸热反应,因此开车时,控制氧气/甲醇比在0.25左右,可使放热吸热反应总量达到相对平衡,防止催化剂床层超温。因为0.25的氧醇配比很难使甲醇完全反应,所以正常生产时,需加入配料蒸汽和尾气来改变甲醇爆炸极限,使氧气/甲醇比达到0.40左右,在此配比情况下反应总放热量大于吸热量,尾气和蒸汽还可以带走多余反应热、可有效稳定和维持反应温度。

电解银法甲醛生产时控制合理的氧醇配比至关重要,工艺安全性能相对不足。装置开车升温时采用电热丝加热升温,如果不能很好地控制氧醇配比将会发生爆炸事故,同时正常生产时如果尾气或者配料蒸汽中断时反应温度会急剧上升,造成催化剂烧结、溶化,同时很可能会发生爆炸事故。国内甲醛生产厂家就曾发生过由于氧醇配比过大开车时反应器爆炸事故,多家发生过催化剂烧结事故。

3.2 铁钼法工艺安全控制

铁钼法生产甲醛空气过量,采用低的甲醇与空气的比率,有利于维持氧化反应所需要的条件,空气中的甲醇含量维持在大约4vol%~10vol%之间。本工艺中工艺气管线安装一组在线氧分析仪来分析工艺气中氧气含量。甲醇进料浓度则通过工艺气流量计、甲醇流量计计算所得。采用较高的甲醇进口浓度,是因为经过吸收塔吸收后的部分反应贫气,再进入工艺气循环体系,降低了工艺气中的氧含量,将工艺气中氧含量控制在14vol%左右,避免爆炸性混合物的形成。铁钼法生产工艺开车时采用电加热器加入导热油加温,使催化剂床层温度达到250℃后,反应系统即可投入甲醇,随着反应温度不断上升,即可切断导热油电加热器。待反应温度稳定后缓慢增加甲醇进料,提高物料中甲醇浓度。反应器床层温度控制主要通过向导热油系统通入氮气增减压力,通过改变其压力来改变导热油沸点,从而可有效控制移除反应热量,维持反应温度稳定。

在工艺气的正常操作温度下,空气中甲醇的爆炸极限(即甲醇浓度或进料浓度)为7.0Vol%,因此铁钼法甲醛生产工艺中控制氧含量及甲醇含量就至关重要。当工艺气中氧气含量高于13 Vol%时甲醇进料浓度必须控制在7 Vol%以下,反之当甲醇进料浓度高于7 Vol%时工艺气中氧气含量必须低于13Vol%。图3为氧含量和甲醇含量的变化区域图。

铁钼法生产工艺在工艺安全上有比较明显的优势,但是对仪表精度要求比较高,氧分析仪及工艺气流量计、甲醇流量计都必须测量精确。在串联双反应器生产工艺当中第二反应器氧含量为一个计算值,氧含量的计算是按照第一反应器内甲醇100%转换率来计算。如果第一反应器催化剂老化导致反应器内反应不完全,则第二反应器氧含量将超过计算值,同样未完全反应的甲醇进入第二反应器造成第二反应器甲醇含量升高,这样氧含量及甲醇含量就极有可能处于爆炸范围之内,对于安全生产存在比较严重的隐患。因此串联双反应器工艺控制时必须注意反应器转换率,当反应器转化率有所降低的时候必须分析第一反应器后氧气含量,避免第二反应器因氧气含量超标发生爆炸。单反应器运行则不存在上述问题。

4 甲醇单耗及各项物料消耗、副产蒸汽产量

随着电解银法甲醛生产工艺的不断优化,物料单耗及热能利用均有明显改善。与铁钼法工艺相比,电解银法工艺在电力消耗方面相对较低,但是甲醇消耗相对高,蒸汽产能偏低。表1数据为两者工艺消耗比较。

5 催化剂消耗及更换周期

目前国内银法甲醛生产一般采用电解银作为反应催化剂,一般都采用颗粒银或海绵银,失活的催化剂可再次电解再生。电解银催化剂加工工艺简单,设备投资较小,国内很多甲醛生产厂家都有自己的电解装置,国内有多家电解银催化剂加工厂家,催化剂再生费用基本都在200元·kg-1以下,加上自然损耗,每t甲醛催化剂成本基本仍可以控制在10元左右,相对铁钼法催化剂成本比较低廉。但是由于开停车床层温度骤升骤降,催化剂床层容易产生裂缝,导致产品甲醇超标、甲醇单耗较高。由于催化剂支撑网的铺装、催化剂的装填、开车时工艺气带液及氧化器支撑网压圈等因素,国内多家甲醛装置出现过催化剂床层局部发黑、物料反应的情况。因此电解银法甲醛生产中催化剂及催化剂支撑网的铺装对生产至关重要。国内电解银催化剂的使用寿命一般为3~4个月,由于催化剂床层表面催化剂的不断老化,可能需要装置短暂停车,在催化剂表层补加较高目数的新鲜催化剂来提高反应转换率。

国内铁钼法甲醛催化剂多采用国外进口,主要成分为Fe2(Mo O4)3、Mo O3。据了解目前国内已研发出类似催化剂,但尚未投入工业生产。铁钼催化剂成本较高,每t甲醛催化剂生产成本大约在30~40元左右。铁钼催化剂为淡黄绿色小环,熔点高于600℃、相对密度650~900kg·m-3,20℃在水中的溶解度为0.2%。催化剂装填在反应器列管内,装填时进行分层装填,自下往上依次为陶瓷环、催化剂、催化剂与陶瓷环混合物、陶瓷环,各物料层装填时必须按照装填体积进行,保持列管内各种催化剂及陶瓷环层装填量一致。铁钼催化剂性能比较稳定,装置频繁开停车对催化剂不会产生大的影响。由于铁钼催化剂装填时需要分层,而且全部需要装在反应器列管内,所以催化剂装载工作量较大。对于失活的催化剂卸载时需用真空设备逐个进行抽卸,工作量同样较大。铁钼催化剂的使用周期相对较长,设计使用寿命为装置满负荷时连续运行10~15个月。

6 产品质量比较

随着生产工艺的不断改进,国内甲醛产品质量一般都能达到优等品,产品中甲醛的浓度也有所提升。目前电解银法工艺生产甲醛浓度已能达到45%,铁钼法工艺生产甲醛浓度则可达到55%。电解银法生产工艺产品中甲酸含量一般都低于0.01%、甲醇含量低于2.0%。铁钼法工艺生产的产品中甲酸一般低于0.03%;甲醇含量低于1.0%。色度及铁离子含量等指标差别不大。

7 结语

银法甲醛生产在国内中小甲醛生产企业普遍采用,其工艺简单成熟、设备投资小(其设备投资仅为铁钼法1/2)、调节弹性大,产品中甲酸含量低,尾气含氢可回收燃烧,催化剂成本低、电耗低、催化剂更换方便,被国内大多数企业所采用。但是其催化剂寿命短更换频繁、催化剂稳定性相对较低,转化率低,只能生产低浓度甲醛。

铁钼法的甲醇转化率高于银法、单耗低、催化剂使用寿命、生产能力大,但一次性投资大、电耗高。可以生产高浓度甲醛,在制取甲醛下游产品时可以直接利用,不必浓缩,可以省去稀醛浓缩所需的投资及动力消耗,减少生产中大量含醇、醛废水处理投资及运行费用。目前国内聚甲醛项目、BDO项目等较高浓度甲醛的生产中多采用铁钼法工艺。目前铁钼法工艺多数为进口工艺,技术转让费用较高,催化剂依靠进口,设备投资及催化剂成本都较高。但就总体效益及投资来看,直接生产浓甲醛比先生产稀甲醛然后浓缩成浓甲醛更合理。在建设规模较大的甲醛装置或高附加值甲醛下游产品装置时,应综合考虑投资费用、产品品质、产品成本及环保治理等方面,综上所述,铁钼法生产甲醛在各方面均有优势。

摘要：就国内外甲醛生产普遍所采用两种生产工艺,即电解银法工艺和铁钼法生产工艺从反应机理、工艺安全控制、物料消耗及副产蒸汽等方面进行分析比较,有助于更好地结合两者工艺优点,对现有工艺进行优化。