聚甲醛生產工藝

一、 產品簡介

1.1產品性質

聚甲醛（POM）

是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性樹脂。聚甲醛樹脂在較大的溫度范圍內具有較高的彈性模數(shù)、硬度、剛性和機械性能，可在104℃以下長期使用，脆化溫度-40℃，吸水性極小。同時它的突出特點是摩擦系數(shù)低，動磨擦系數(shù)與靜磨擦系數(shù)相同，自潤滑耐磨損性能優(yōu)異。聚甲醛樹脂的機械性能與金屬類似，且比重小，因而廣泛應用于替代鋼鐵、銅、鋅、鋁等金屬材料和其它塑料，有“塑料中的金屬”之稱。

1.2產品用途

聚甲醛用途：主要用于電子電器、機械工業(yè)、輕工、汽車工業(yè)及農用噴霧器等各個領域。在電子、電器方面，主要用于錄音機機芯、按鈕、錄音、錄像帶轉軸，彩電頻道預選器，照相機零件，洗衣機定時器，石英鐘、打字機、復印機、電扇以及各類儀器儀表的傳動齒輪等。在機械工業(yè)方面，主要用于齒輪、滑塊、牽手螺栓等紡織機械零件、采煤機械、推土機軸瓦、火車軸瓦頭、食品、飲料傳送鏈片、電動工具零件。在輕工方面，主要用于圓珠筆、活動筆零件、打火機、化妝品氣壓噴嘴、煤氣減壓閥、箱包搭扣、剃須刀電機、餅干模具等。此外，聚甲醛樹脂在拉鏈上的消耗量很大，并且消耗量在逐年增加，預計聚甲醛在拉鏈市場的消耗仍有很大潛力。在汽車工業(yè)方面，主要用于汽車板彈簧銷套、千斤頂螺母、搖窗機、刮水板、空調控制器、油箱蓋、指示器開關、齒輪、數(shù)字輪等。在農用噴霧器的生產上，主要用于制造各種類型噴霧器唧筒、螺母等。

1.3產品規(guī)格

二、 原料輔料公用工程規(guī)格

2.1原料的主要技術規(guī)格

2.2公用工程規(guī)格

2.3聚甲醛生產單耗

三、 聚甲醛生產技術簡介

3.1 反應原理

三聚甲醛TOX單體合成，反應式如下：

聚甲醛（POM）合成：三聚甲醛是主要單體，DOX 是共單體，BF3 是催化劑，甲縮醛用以控制聚合物分子量。反應式如下：

3.2工藝流程簡述

聚甲醛生產主要分：甲醛濃縮單元、三聚甲醛單元、共聚甲醛單元

3.2.1甲醛濃縮單元

由甲醛單元來的55% 甲醛直接進入甲醛濃縮器濃縮至75% 的甲醛供三聚甲醛工序和二氧戊環(huán)工序使用。甲醛濃縮前，先由甲醛泵送到除醇塔中進行除醇處理，再泵入甲醛濃縮器中。三聚甲醛工序產生的稀醛以及聚甲醛單元未反應的三聚甲醛進入后續(xù)生產裝置處理（如有，例如烏洛托品裝置，甲縮醛裝置）。

循環(huán)熱水在整個濃縮系統(tǒng)中循環(huán)使整個高濃度甲醛部份維持在聚合溫度之上是該流程得以正常運行的第一要素。

由真空泵建立真空系統(tǒng)，在高濃度甲醛物性可容許的狀態(tài)下越高的真空度將使?jié)饪s效率提高，在濃縮系統(tǒng)中給以適當?shù)恼婵帐菨饪s系統(tǒng)效率的控制要素。

當保溫系統(tǒng)與真空系統(tǒng)建立后，甲醛供應泵將甲醛送入濃縮器而蒸汽的進料量與甲醛的進料量維持在適當?shù)谋壤娇色@得穩(wěn)定的產品。

液態(tài)高濃度甲醛與氣態(tài)低濃度甲醛混合流體在濃縮器的分離段進行分離，高濃度甲醛即由分離段下部取出而得成品由甲醛輸送泵輸出。

氣態(tài)低濃度甲醛經(jīng)蒸汽冷凝器冷凝成液態(tài)稀甲醛，經(jīng)輸送泵送至三聚甲醛工序甲醛液儲槽。

3.2.2三聚甲醛單元

三聚甲醛的合成反應使用硫酸作為觸媒，故此設備以防蝕材料鋯（Zr）內襯，硫酸管路以Teflon 內襯管制作。由于鋯材于60% 硫酸以下具有良好的防蝕性，但于60% 以上則快速腐蝕，故于添加硫酸時須同時加入水或甲醛溶液稀釋。

使用6 ～ 8% 硫酸為觸媒，合成反應出料TOX 濃度約15%，影響反應的因素有硫酸觸媒濃度及再沸器熱虹吸循環(huán)量。而硫酸在反應器中部分會被氣體夾帶出去，部分會與管路中的鐵起反應，故需定時取樣分析H₂SO₄ 并適時補充。                                   進入反應器的混合甲醛濃度為60%，與硫酸觸媒進行TOX合成反應。再沸器的蒸汽加入量由反應器液位加以控制。反應后的氣體經(jīng)反應器頂部的冷凝器將其冷凝成液體，再經(jīng)儲槽用泵送至TOX 濃縮塔。

在真空條件下使易揮發(fā)的TOX 揮發(fā)；使不易揮發(fā)的甲醛冷凝，在塔頂出料時其組成成分為45%TOX、15% 甲醛的水溶液。越下層的溶液組成中甲醛越高，塔底出料為54% 甲醛的水溶液。塔頂出料的蒸汽經(jīng)過冷凝器及冷卻器冷凝后，為高濃度TOX 水溶液，去中間受槽儲存。再以無軸封泵分二部分輸送，即一部分做為濃縮塔的定量回流液用，一部分通過靜態(tài)混合器并加入氫氧化鈉，做為萃取塔的入料，繼續(xù)進行后段的萃取、精制。

自濃縮塔底出料的高濃度甲醛餾分，一部分打回反應器中，再做TOX 轉化反應，一部分則打入甲醛回收塔入料，以回收甲醛并去除甲酸。

受槽頂部的TOX+ 苯溶液進入輕沸塔后，塔底蒸汽經(jīng)再沸器加熱，使苯與TOX 分離。塔頂為苯出料，并以苯的回流量控制塔頂溫度，出料的苯蒸氣先經(jīng)凈水噴洗驟冷后一起通過冷凝器及冷卻器冷卻，再流入接收槽，因苯與水不互溶而形成兩層，上層的苯由泵打出一部分作回流用，多余的打回苯儲槽作為萃取的苯入料。下層的水層則由泵打出，一部分作噴淋用；另一部分則打至甲醇回收槽，回收水溶液中的甲醇。輕沸塔底為純TOX 含微量的重沸物，溫度約120℃，由液位控制出料至重沸塔。此塔為常壓操作，為保持其常壓狀況，接收槽上設氮封，排氣管經(jīng)水封槽去除苯氣后排至廢氣回收塔。

在TOX 重沸塔中，除去TOX 中的高沸物（鹽類），并將高沸物由塔底排出，經(jīng)由泵打入TOX 回收緩沖槽，回收TOX。純TOX 產品自重沸塔頂出料，作為POM 聚合原料。該塔為常壓操作，與輕沸塔相同，其控制系統(tǒng)與一般精餾塔相同，關鍵在于回流量要適當，調整以求得合格成品。

TOX 儲槽需由氮氣密封，以防止TOX 與空氣中的氧結合產生甲酸。

3.2.3共聚甲醛（POM）單元

TOX、DOX、甲縮醛通過線形混合器均勻混合，然后注入共聚反應器；BF3 絡合物從另一個注入口作為引發(fā)劑注入反應器中，在現(xiàn)有的反應器運行條件下，共聚反應的轉化率為65~70%。反應器輸出的POM 為小片狀固體，這是原始的聚合物，含有不穩(wěn)定鏈端。為了降低聚合物的劣化，反應熱必須被通入反應器夾套的冷卻水帶走。接著將反應物加入研磨機中，使小片狀POM 顆粒粒徑小于0.5mm，為了消除沒有反應的BF3 絡合物，在干燥前加入TEA（三乙胺）或者三乙醇胺作為反應終止劑，來中和沒有反應的BF3，以減少不穩(wěn)定鏈的含量。然后通過濕法工藝脫出未反應的甲醛和三聚甲醛，這些未反應物經(jīng)過逐級吸收得到含有30%TOX、10% 甲醛的水溶液，送至儲槽，經(jīng)輸送泵及過濾器輸送到TOX 單元回收未反應的TOX，干燥的POM 粉進入儲槽。

干燥后的POM 粉和穩(wěn)定劑注入到雙螺桿擠出機中，聚合物和穩(wěn)定劑在擠出機中混合，同時加入水吸收甲醛回收。切粒后的POM 粒子經(jīng)振動篩選機后進入儲槽，POM 粒被鼓風機以風送方式送去桶式干燥機干燥，經(jīng)干燥分離水分和甲醛，在此干燥的粒狀共聚甲醛粒則存放于POM 粒槽，最后用包裝機包裝成品POM。

四、 工程服務內容

4.1工程服務方式

1) 單獨提供工藝包和技術服務

2) 工藝包+技術服務+設計

3) 工藝包+技術服務+設計+核心設備

4) 工藝包+技術服務+設計+設備采購

5) 工藝包+技術服務+設計+設備采購+安裝工程施工+裝置調試指導

4.2工程范圍

主車間內部除土建、鋼結構、消防、監(jiān)控、給排水、催化劑以外的所有工程內容。

4.3工程周期

自預付款支付起，主要設備到廠需要8個月，安裝工程6個月，總建設周期約14個月。