多聚甲醛生产技术

一、产品简介

      多聚甲醛（Paraformaldehyde）简称PF，是一种白色粉状或颗粒状的固体，多聚甲醛是化工上重要的线性聚合物，分子式(CH2O)n,分子量（30）n，密度1.39（水=1），熔点120-170℃，闪点71℃，引燃温度300-410℃，燃烧热510 KJ/mol，生成热177 KJ/mol，蒸汽压0.19Kpa/25℃，粉尘爆炸下限为40g/m3，多聚甲醛在常温下会缓慢分解成气态甲醛，解聚后能形成甲醛水溶液，因此具有甲醛的一般特性。多聚甲醛是由甲醛分子-聚氧亚甲基二醇HO(CH2O)nH等组成的混合物。

      多聚甲醛分为低聚合度多聚甲醛和固体多聚甲醛两种类型，主要以聚合度——链上甲醛分子数n区分，低聚合度多聚甲醛n＜100，易溶于水、解聚完全、产品疏松及颗粒均匀，是理想的纯甲醛原料，是工业甲醛很好的替代品，很有开发价值和发展潜力。

二、产品用途用途

      多聚甲醛主要用于:

      ⑴农药：合成乙草胺、丁草胺和草甘膦。

      ⑵医药：生产维生素A。

      ⑶涂料：合成汽车高档用漆。

      ⑷树脂：用于合成树脂（如离子交换树脂、蜜胺树脂等）领域，其中70-80%用于生产农药合成草甘膦除草剂。

      在树脂行业采用多聚甲醛代替37%工业甲醛生产酚醛树脂，不但可以生产高质量的热塑性和热固性的酚醛树脂，而且还可以大大减少废水的排放，物耗降低10%以上。

 三、生产工艺

1、多聚甲醛生产工艺

      目前多聚甲醛生产工艺有两种：一种是真空耙式干燥生产工艺，另一种是喷雾干燥生产工艺。

      1.耙式干燥法生产工艺

      原料甲醛先经过浓缩脱水，把甲醛浓度从37%提高到65%，然后送入耙式干燥器进一步脱水，干燥至粉状出料。整个脱水过程在负压下操作，蒸发冷凝液含有10-15%稀甲醛返回甲醛工段，配置成37%甲醛外销或制取甲缩醛、乌洛托品。该工艺为间歇操作，耙式干燥器每次进料为4-5m3，干燥时间为4-6小时，生产周期长、产能低、产品呈粉块状。

     2.喷雾干燥法生产工艺

      甲醛在真空条件下经过二级浓缩，把甲醛浓度提高到85%，然后用泵打入喷雾干燥器。浓甲醛经喷嘴喷出，凝结成粒状多聚甲醛固体。该工艺生产连续化、浓甲醛喷雾造粒时间短，能形成线性短的甲醛分子链，因此产品水溶性好。

 

2、低聚合度多聚甲醛生产工艺

      低聚合度多聚甲醛是按如下反应式进行的

      nCH2（OH）2 → (CH2O)n + (n-1)H2O

      要得到低聚合度的多聚甲醛，必须要注意如下一些问题：

      (1)甲醛浓缩时脱水、聚合、解聚同时进行，如果工艺条件控制不好，很容易造成甲醛的大量损失，或甲醛聚合堵塞系统。

      (2)浓缩干燥时甲醛含量低，含水量较大，产品有粘性易结块。

      (3)由于原料甲醛中含有少量的甲醇、甲酸等极性分子，这些物质在浓缩固化时，会导致多聚甲醛继续聚合，生成不溶性聚合物。

 

      1）甲醛浓缩

      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）

 

      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。

 

      2）浓甲醛固化

      甲醛溶液冷却固化温度与甲醛浓度之间的关系表明：温度过高甚至会导致甲醛与水同时蒸发，甲醛损失严重。温度太低甲醛脱水速度慢，而且易引起甲醛深度聚合，产品水溶性差，所以聚合干燥的温度控制是相当重要的。

 

      3）设备结构方面

      在设计喷雾塔时，喷雾压力、喷雾角度及喷雾塔的塔径、高度、物料在塔内停留时间和冷却介质温度、流速等等都对产品质量有很大影响。譬如浓甲醛固化温度涉及到塔的高度；喷雾温度过高会影响粒子软而发粘，易结垢，影响连续操作。因此喷雾干燥设备的设计是一个有机系统工程，照搬照抄并不一定成功。

 

四、主要消耗指标