30525-89-4 / 多聚甲醛的應(yīng)用與制備

概述^[1]

多聚甲醛（分子式HO-(CH2O)n-H，其中n為聚合度，n值范圍8～100），又稱聚合甲醛、聚甲醛、聚縮醛、固體甲醛，是一種有甲醛氣味的白色無(wú)定型顆粒或粉末，易溶于熱水，微溶于冷水，能溶于稀酸和稀堿。其對(duì)人體的危害同甲醛，另外還存在粉塵危害。化學(xué)性質(zhì)及用途與甲醛基本相似，是工業(yè)甲醛水溶液極好的代用品，主要用于代替高濃度甲醛水溶液參與各種反應(yīng)，有利于化工、制藥等化學(xué)合成及其他工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在要求使用無(wú)水甲醛作原料的合成方面，用途廣泛。

多聚甲醛

應(yīng)用^[3]

多聚甲醛是重要的有機(jī)化工原料，主要應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、樹脂等方面。例如(1)農(nóng)藥:合成乙草胺、丁草胺和草甘膦等；(2)涂料:合成高檔汽車用漆；(3)樹脂:合成脲醛樹脂、酚醛樹脂等及各種粘合劑；(4)造紙:合成紙張?jiān)鰪?qiáng)劑；(5)有機(jī)原料:用于制備季戊四醇、丙烯酸、甲基乙烯基酮等。

利用多聚甲醛生產(chǎn)酚醛樹脂方法：

(1)、按如下重量比備份原料：

苯酚350kg，

多聚甲醛176kg，

氫氧化鈉1.5kg，

氫氧化鋇10kg，

尿素14kg，

水80kg；

(2)、將步驟(1)所備苯酚、氫氧化鈉、氫氧化鋇投入反應(yīng)釜中，將釜內(nèi)溫度升至60℃后停止加熱。向反應(yīng)釜內(nèi)投入22kg多聚甲醛，控制釜內(nèi)溫度，溫度控制范圍為75～95℃。自第一次向反應(yīng)釜內(nèi)投入多聚甲醛后，每隔15～25min再向反應(yīng)釜內(nèi)投入22kg多聚甲醛，7次投完；

(3)、將釜內(nèi)溫度控制在75～85℃范圍保溫60min。然后升溫到95～110℃高溫反應(yīng)30min。再使用常規(guī)方法測(cè)試釜內(nèi)酚醛樹脂乳濁點(diǎn)，52～57℃乳濁點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)；

(4)、當(dāng)乳濁點(diǎn)達(dá)到52～57℃時(shí)，將步驟(1)所備尿素和水投入反應(yīng)釜中，降低釜內(nèi)溫度，當(dāng)釜內(nèi)溫度降至50℃時(shí)，出料即得酚醛樹脂成品。

制備^[2]

目前使用較廣的多聚甲醛生產(chǎn)方法就是先將甲醛水溶液濃縮、噴霧造粒、流化床干燥等工藝最后獲得成品多聚甲醛。此種方法的干燥過(guò)程為傳統(tǒng)的熱加熱干燥法，物料表面干燥后，其內(nèi)部的水份就不易蒸發(fā)，因此干燥速度慢，時(shí)間較長(zhǎng)，能量消耗多，在干燥過(guò)程中容易造成局部過(guò)熱，多聚甲醛受熱達(dá)到一定溫度時(shí)，還會(huì)進(jìn)行聚合反應(yīng)，所以分子質(zhì)量也不一控制，從而使產(chǎn)品的解離性差。

方法：

S1、配料：首先在37％的甲醛溶液中添加質(zhì)量含量0.8％的烏洛托品。然后將混有烏洛托品的37％甲醛溶液加熱至55度左右，并不斷將溶液進(jìn)行攪拌，使溶液處于均勻狀態(tài)。

S2、蒸發(fā)濃縮：將37％甲醛溶液用離心泵依次輸送至一降膜蒸發(fā)器與蒸汽分離器進(jìn)行濃縮，在降膜蒸發(fā)器中37％的甲醛溶液被濃縮為58％，在蒸發(fā)分離器中58％的甲醛溶液與甲醛蒸汽純粹分離；濃度為58％的甲醛溶液從蒸汽分離器輸送到濃縮釜中進(jìn)行二次濃縮；濃度為58％的甲醛溶液在所述濃縮釜中再次被濃縮到濃度為79％。

S3、噴霧造粒：經(jīng)過(guò)兩段濃縮的甲醛溶液在噴霧造粒塔中進(jìn)行噴霧造粒。上述經(jīng)過(guò)濃縮的79％的甲醛溶液經(jīng)過(guò)高壓泵輸送到噴霧造粒裝置中，物料從造粒塔的頂部進(jìn)料，并且在塔內(nèi)通入氮?dú)猓谶@里氮?dú)饧绕鸬郊铀俑稍锏淖饔茫挚梢苑乐狗蹓m爆炸和氧氣濃度過(guò)高。另外，噴霧塔內(nèi)溫度是120℃，噴霧角度為與垂直方向保持在30°，塔內(nèi)通入的溫度為40℃氮?dú)狻Ｗ詈螅瑥膰婌F造粒塔排出的氣體由旋風(fēng)分離器分離除去其所攜帶的固相多聚甲醛，被分離出來(lái)的多聚甲醛送入振動(dòng)式遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)中干燥至成品多聚甲醛，從旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣體，可以被送入洗滌分離凈化設(shè)備，除去氣體中的氣相甲醛組分，然后排放大氣，干燥后的多聚甲醛進(jìn)一步送入振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)進(jìn)行干燥；

S4、遠(yuǎn)紅外干燥：經(jīng)過(guò)噴霧造粒固化后的多聚甲醛進(jìn)入振動(dòng)式遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)干燥，進(jìn)一步脫除多聚甲醛所含的結(jié)合水，采用兩級(jí)階段式升溫方式，包括一級(jí)干燥段和二級(jí)干燥段。一級(jí)干燥段的溫度控制在60℃，干燥至質(zhì)量含量為90％的多聚甲醛。二級(jí)干燥段溫度控制在80℃，多聚甲醛最終被干燥至重量含量為93％的成品多聚甲醛，最后在振動(dòng)式遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)內(nèi)通入溫度為30℃的N2作為干燥后的冷卻介質(zhì)，對(duì)成品多聚甲醛進(jìn)行冷卻。另外，從振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)排出的氣體可由旋風(fēng)分離器分離除去所攜帶的固相多聚甲醛，被分離出來(lái)的多聚甲醛可直接進(jìn)入成品多聚甲醛。從旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣體可與用于處理造粒操作單元?dú)怏w的旋風(fēng)分離器排出的氣體一并進(jìn)入洗滌分離凈化設(shè)備，除去氣體中的氣相甲醛組分，然后排放大氣。

主要參考資料

[1] 伍艷輝, 白素松, 譚露璐, & 臧紅霞. (2008). 多聚甲醛的解聚實(shí)驗(yàn)研究. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 27(6), 69-71.

[2] 馬俊杰, 程玨, 楊萬(wàn)泰, MAJunjie, CHENGJue, & YANGWantai. (2006). 多聚甲醛/苯酚樹脂活性和性能. 化工學(xué)報(bào), 57(7), 1689-1693.

[3] 馬榴強(qiáng), & 賀光慶. (2008). 多聚甲醛合成酚醛樹脂的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析. 石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì), 24(2), 11-14.