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多聚甲醛的应用与制备

发布日期:2020/10/26 11:48:42

概述[1]

多聚甲醛(分子式HO-(CH2O)n-H,其中n为聚合度,n值范围8~100),又称聚合甲醛、聚甲醛、聚缩醛、固体甲醛,是一种有甲醛气味的白色无定型颗粒或粉末,易溶于热水,微溶于冷水,能溶于稀酸和稀碱。其对人体的危害同甲醛,另外还存在粉尘危害。化学性质及用途与甲醛基本相似,是工业甲醛水溶液极好的代用品,主要用于代替高浓度甲醛水溶液参与各种反应,有利于化工、制药等化学合成及其他工业领域的应用,特别是在要求使用无水甲醛作原料的合成方面,用途广泛。


多聚甲醛

应用[3]

多聚甲醛是重要的有机化工原料,主要应用于农药、医药、树脂等方面。例如(1)农药:合成乙草胺、丁草胺和草甘膦等;(2)涂料:合成高档汽车用漆;(3)树脂:合成脲醛树脂、酚醛树脂等及各种粘合剂;(4)造纸:合成纸张增强剂;(5)有机原料:用于制备季戊四醇、丙烯酸、甲基乙烯基酮等。

利用多聚甲醛生产酚醛树脂方法:

(1)、按如下重量比备份原料:

苯酚            350kg,

多聚甲醛        176kg,

氢氧化钠        1.5kg,

氢氧化钡        10kg,

尿素            14kg,

水              80kg;

(2)、将步骤(1)所备苯酚、氢氧化钠、氢氧化钡投入反应釜中,将釜内温度升至60℃后停止加热。向反应釜内投入22kg多聚甲醛,控制釜内温度,温度控制范围为75~95℃。自第一次向反应釜内投入多聚甲醛后,每隔15~25min再向反应釜内投入22kg多聚甲醛,7次投完;

(3)、将釜内温度控制在75~85℃范围保温60min。然后升温到95~110℃高温反应30min。再使用常规方法测试釜内酚醛树脂乳浊点,52~57℃乳浊点为反应终点;

(4)、当乳浊点达到52~57℃时,将步骤(1)所备尿素和水投入反应釜中,降低釜内温度,当釜内温度降至50℃时,出料即得酚醛树脂成品。

制备[2]

目前使用较广的多聚甲醛生产方法就是先将甲醛水溶液浓缩、喷雾造粒、流化床干燥等工艺最后获得成品多聚甲醛。此种方法的干燥过程为传统的热加热干燥法,物料表面干燥后,其内部的水份就不易蒸发,因此干燥速度慢,时间较长,能量消耗多,在干燥过程中容易造成局部过热,多聚甲醛受热达到一定温度时,还会进行聚合反应,所以分子质量也不一控制,从而使产品的解离性差。

方法:

S1、配料:首先在37%的甲醛溶液中添加质量含量0.8%的乌洛托品。然后将混有乌洛托品的37%甲醛溶液加热至55度左右,并不断将溶液进行搅拌,使溶液处于均匀状态。

S2、蒸发浓缩:将37%甲醛溶液用离心泵依次输送至一降膜蒸发器与蒸汽分离器进行浓缩,在降膜蒸发器中37%的甲醛溶液被浓缩为58%,在蒸发分离器中58%的甲醛溶液与甲醛蒸汽纯粹分离;浓度为58%的甲醛溶液从蒸汽分离器输送到浓缩釜中进行二次浓缩;浓度为58%的甲醛溶液在所述浓缩釜中再次被浓缩到浓度为79%。

S3、喷雾造粒:经过两段浓缩的甲醛溶液在喷雾造粒塔中进行喷雾造粒。上述经过浓缩的79%的甲醛溶液经过高压泵输送到喷雾造粒装置中,物料从造粒塔的顶部进料,并且在塔内通入氮气,在这里氮气既起到加速干燥的作用,又可以防止粉尘爆炸和氧气浓度过高。另外,喷雾塔内温度是120℃,喷雾角度为与垂直方向保持在30°,塔内通入的温度为40℃氮气。最后,从喷雾造粒塔排出的气体由旋风分离器分离除去其所携带的固相多聚甲醛,被分离出来的多聚甲醛送入振动式远红外干燥机中干燥至成品多聚甲醛,从旋风分离器出来的气体,可以被送入洗涤分离净化设备,除去气体中的气相甲醛组分,然后排放大气,干燥后的多聚甲醛进一步送入振动远红外干燥机进行干燥;

S4、远红外干燥:经过喷雾造粒固化后的多聚甲醛进入振动式远红外干燥机干燥,进一步脱除多聚甲醛所含的结合水,采用两级阶段式升温方式,包括一级干燥段和二级干燥段。一级干燥段的温度控制在60℃,干燥至质量含量为90%的多聚甲醛。二级干燥段温度控制在80℃,多聚甲醛最终被干燥至重量含量为93%的成品多聚甲醛,最后在振动式远红外干燥机内通入温度为30℃的N2作为干燥后的冷却介质,对成品多聚甲醛进行冷却。另外,从振动远红外干燥机排出的气体可由旋风分离器分离除去所携带的固相多聚甲醛,被分离出来的多聚甲醛可直接进入成品多聚甲醛。从旋风分离器出来的气体可与用于处理造粒操作单元气体的旋风分离器排出的气体一并进入洗涤分离净化设备,除去气体中的气相甲醛组分,然后排放大气。

主要参考资料

[1] 伍艳辉, 白素松, 谭露璐, & 臧红霞. (2008). 多聚甲醛的解聚实验研究. 实验室研究与探索, 27(6), 69-71.

[2] 马俊杰, 程珏, 杨万泰, MAJunjie, CHENGJue, & YANGWantai. (2006). 多聚甲醛/苯酚树脂活性和性能. 化工学报, 57(7), 1689-1693.

[3] 马榴强, & 贺光庆. (2008). 多聚甲醛合成酚醛树脂的技术经济分析. 石油化工技术与经济, 24(2), 11-14.

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