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甲醛及多聚甲醛生产技术研究

摘要:甲醛属于无色具有强烈刺激性气味的气体,作为工业生产中甲醛的最佳替代品,多聚甲醛中呈片状固体,属于低聚合度的固态甲醛产品,便于储存与运输。本文深入分析了甲醛以及多聚甲醛的不同生产技术,由不同角度降低生产成本,以便提高甲醛以及多聚甲醛的质量水平,在提升生产效益的基础上提高企业的竞争实力。

关键词:甲醛;多聚甲醛;生产计划

聚甲醛,英文缩写为POM,这种材料是目前工程塑料的最常见的五种,其硬度是惊人的,有着“超级钢”和“声誉从钢”的美誉,聚甲醛是一种综合性能非常优良的热塑性工程塑料的应用范围很广。随着科学技术的不断发展,中国的汽车行业和一些新兴产业如电子工业也得到了快速的发展,因此,导致中国的聚甲醛需求量也越来越高。

1甲醛生产技术简析

1.1直接氧化方法

甲醛与水是此反应中主要的反应物,且副反应物为甲醛与水。在实际生产过程中,为了提升甲醛的收回率,还应注意控制反应温度,具体来讲,应细化分为以下两种方法。一种是银法催化氧化方法,主要由储备甲醇、计量、蒸发、氧化以及冷却吸收等流程构成。首先,应将甲醇溶液及压缩空气输送至蒸发器中,并将其置于薄层银表面,保持350摄氏度的温度。气体产生后会进入吸收塔并在其中进行冷凝吸收,塔底则会收集到液态的甲醛。此反应过程中的催化剂为银,根据催化剂的形态也可以被分为电解银以及浮石银等两种方法,两种方法的工艺较为成熟,且电耗较低,拥有较低的生产成本,但甲醛的吸收率较低,且会产生多种副反应,以致影响了正常的工艺流程[1]。另一种是铁钼催化氧化方法,它具备压缩、反应吸收等流程,可以生产较高浓度的甲醛。在实际生产过程中,应在氧化器内放置足量的混合气体,并使用五氧化二钒以及氧化亚铁等催化剂,控制反应温度为300至380摄氏度。这种方法中催化剂性能较佳,且吸收更为完全,缺点是设备的使用率较低,且需要消耗较大动力,以致无法有效分离产物。但它需要的反应温度较低,且余热利用率较大,因而具备较为明显的经济性。上述两种方法中,催化剂是其最为主要的影响因素,直接影响着生产效益水平。为此,在实际生产过程中,应注意提升催化剂的性能、活性、机械强度以及热稳定性[2]。

1.2甲缩醛方法

甲缩醛是一种无色、透明且伴有氯仿气味的液体,以往人们利用甲缩醛以及铁钼催化剂进行甲醛的制作,使其具备了一定的工业化特点,其具体的流程如下:一是合成甲缩醛,且利用甲醇、甲醛以及催化剂等反应物开始反应。此种方法可以紧密连接各种催化器的反应器,在常压下便可以完成,且温度一般被控制在60至90摄氏度。二是生成甲醛气体,三是吸收甲醛气体,四是分离甲醛水溶液。这种方法可以确保生产闭路的循环,提升了生产效率,具备较好的发展前景。

1.3循环方法

此种方法可以分为尾气循环以及甲醇循环两种方法,尾气循环主要借助尾气风机,利用尾气带走不必要的热量,确保了甲醛浓度的合理性。同时,甲醛气体仅在高温区域进行短暂的停留,也降低了副反应的发生几率。因此,此种方法的优势在于其存在较少的副反应,且获得的甲醛浓度较大。但缺点在于其需要较长的反应时间,投资成本较大,且耗时较长,为此,此种方法并不十分适用实际的生产过程。

2多聚甲醛的生产技术

低聚合多度甲醛以及固体多聚甲醛属于多聚甲醛的两种不同类型,其中低聚合多聚甲醛存在较大优势,且纯度较高,颗粒更为均匀对称。而固体多聚甲醛仅在解聚方面优于前者,其缺点更为明显。在实际生产过程中,工作人员应注意掌握产品的聚合度,避免甲醛出现高度聚合问题。同时,也应减少干燥脱水时间,提升产品的实际回收率[3]。首先是真空靶式干燥方法,分为真空浓缩、聚合、干燥、筛分以及粉碎包装等流程,此工艺的投资较小,且具备高效节能的优势,但却存在出料困难且生产周期较长等缺陷,因而一般不被使用于实际的生产过程中。其次是金属传送带干燥方法,分为浓缩、冷却固化、干燥以及粉碎包装等流程,此种工艺具备较大的灵活性与密封性,可以有效控制干燥介质的相关参数,提升了操作的可靠性与有效性。同时,设备安装更为简便,但占地面积较大,运行过程中易产生噪音,因而很难获得颗粒状的产品。再次是喷雾干燥方法,分为解聚、真空压缩、干燥以及喷雾造粒等流程,此方法可以获得细颗粒状的多聚甲醛,且其具备较好的水溶性与流动性。此种方法需要的干燥时间较短,且可以获得流动性与灵活性较好的多聚甲醛颗粒,但却很难实现有效分离,且热效率较差。最后是共沸精馏法,分为浓缩、共沸脱水、过滤以及干燥等流程,此方法可以获得91%以上含量的甲醛,制作的多聚甲醛质量水平较高。但其也存在一定的不足之处,比如很难实现同收且需要多样的共沸剂。

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。

作者:刘佳彬 单位:唐山中浩化工有限公司

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,2012(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,2014(01).

[3]马炜婷,胡玉峰,魏立虎,高跃.离子液体在环丁砜中催化多聚甲醛合成三聚甲醛的研究[J].中国科学:化学,2016(12).

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