淺談甲醛及多聚甲醛的生產技術

李程明

摘 要：甲醛的化學式HCHO或CH2O，它是一種無色、無味、有刺激性的氣體，對人體的口、鼻等具有刺激作用。甲醛通過銀、銅等金屬催化反應或者烴類氧化物獲得，用于農藥、消毒劑、維綸、酚醛樹脂等工藝的原料。由于甲醛具有溶水性，在運輸過程中不穩定，所以一般用多聚甲醛電梯，多聚甲醛是一種固體混合物，為白色粉末狀、片狀，通過分析甲醛和多聚甲醛的生產技術，對提高甲醛和多聚甲醛的生產質量和效率具有重要意義。本文主要分析探討了甲醛及多聚甲醛的生產技術，以供參閱。

關鍵詞：甲醛;多聚甲醛;生產技術

1 甲醛生產技術

1.1直接氧化方法

甲醛與水是此反應中主要的反應物，且副反應物為甲醛與水。在實際生產過程中，為了提升甲醛的收回率，還應注意控制反應溫度，具體來講，應細化分為以下兩種方法。一種是銀法催化氧化方法，主要由儲備甲醇、計量、蒸發、氧化以及冷卻吸收等流程構成。首先，應將甲醇溶液及壓縮空氣輸送至蒸發器中，并將其置于薄層銀表面，保持350攝氏度的溫度。氣體產生后會進入吸收塔并在其中進行冷凝吸收，塔底則會收集到液態的甲醛。此反應過程中的催化劑為銀，根據催化劑的形態也可以被分為電解銀以及浮石銀等兩種方法，兩種方法的工藝較為成熟，且電耗較低，擁有較低的生產成本，但甲醛的吸收率較低，且會產生多種副反應，以致影響了正常的工藝流程。另一種是鐵鉬催化氧化方法，它具備壓縮、反應吸收等流程，可以生產較高濃度的甲醛。在實際生產過程中，應在氧化器內放置足量的混合氣體，并使用五氧化二釩以及氧化亞鐵等催化劑，控制反應溫度為300至380攝氏度。這種方法中催化劑性能較佳，且吸收更為完全，缺點是設備的使用率較低，且需要消耗較大動力，以致無法有效分離產物。但它需要的反應溫度較低，且余熱利用率較大，因而具備較為明顯的經濟性。上述兩種方法中，催化劑是其最為主要的影響因素，直接影響著生產效益水平。

1.2循環法

根據設備差異和工藝流程的不同，目前銀法甲醛生產工藝除生產37%甲醛傳統銀法外，近年還出現了生產濃甲醛的尾氣循環法和甲醇循環法。尾氣循環法工藝的顯著特征是增設尾氣風機，用尾氣代替部分配料水蒸氣帶走反應熱，提高產品甲醛濃度，反應器內氣體空速高，氣體在高溫區停留時間短，減少了副反應，循環的尾氣帶回一部分未反應的甲醇重新參加反應，降低了甲醇單耗。甲醇循環法又叫不完全轉化法，具有比較悠久的歷史。該工藝的特點是控制較低的反應溫度，以減少副反應;吸收塔采出的甲醛溶液再經蒸餾塔脫出大部分未反應的甲醇和一部分水，脫出的甲醇和水可作為原料回用，所以甲醇單耗低，甲醛濃度高。此法需要1套精餾設備，投資大、流程長、操作復雜、動力消耗高，一般在需低甲醇含量、高甲醛含量的甲醛產品時使用此工藝，現已被尾氣循環法取代。近年來研制開發出不同于傳統的甲醇循環法的新工藝。新工藝不用另設甲醛蒸發塔，而是在吸收塔中利用反應熱和甲醛溶解熱脫醇脫水。其具有高甲醛濃度、低甲醇含量、低原料消耗、裝置大型化、流程短等優點。該工藝含有多項專利技術，采用該工藝對遼河油田甲醛裝置進行局部改造后，盡管仍然存在著設備匹配不合理等問題，但甲醇單耗已降至440kg/t以下，甲醛含量大幅增加，最高日產量由55t提高到74t，循環水單耗降低一半以上，副產蒸汽量大幅增加。

1.3銀法制甲醛

銀法制甲醛指在600-700℃，將甲醇、空氣、水和銀、銅等金屬發生氧化反應，生成甲醛，甲醛吸收水變成甲醛溶液，其化學反應公式如下：2CH3OH+O2→2H2O+2HCHO通過這種方法可以得到50-60%的甲醛，其余部分產物和氧發生化學反應，得到一氧化碳、二氧化碳、甲酸等物質。通過這種生產工藝，甲醛的轉化率達到了85-90%、生產成本比較低。但是這種方法的甲醛吸收率比較低、副產物比較多，損耗大，催化劑的催化時間段，并對下一步工藝產生影響。

2 聚甲醛的生產技術

多聚甲醛具體分為兩種，一種為低聚合度多聚甲醛，另一種為固體多聚甲醛，前者優點顯著，如：較高的純度、良好的水溶性、均勻的顆粒等，而后者僅在解聚方面優于前者，但其缺點明顯，即：較差的合成原料反應。在實際生產制備過程中，最為關鍵的環節便是把握產品聚合度，以此避免甲醛高度聚合，同時，也可減少干燥脫水時間，進而利于保證產品收率。目前，具體的生產工藝方法如下：其一，真空耙式干燥法，具體工藝流程有真空濃縮、聚合、干燥、篩分、粉碎及包裝，此工藝的優點為較少的投資、粉塵及損失，同時高效、節能等特點也十分顯著，其缺點為出料困難、生產周期較長，目前，此方法基本淘汰。其二，金屬傳送帶干燥法，具體工藝流程有濃縮、冷卻固化、刮片、干燥、粉碎與包裝，此工藝的優點為靈活性、密封性、清潔性等，同時通過對干燥介質相關參數的控制，保證了操作的可靠性與有效性，再者，設備安裝簡便，但缺點為較大占地面積、運行噪音等，同時生產時需要粉碎，難以獲得顆粒狀產品。其二三，噴霧干燥法，具體工藝流程為解聚、真空壓縮、干燥、噴霧造粒等，此方法獲得的多聚甲醛，呈細顆粒狀，同時具有良好的水溶性與流動性。為了增加多聚甲醛含量，可采用兩段干燥，二者溫度分別控制在45～70℃與70～100。C，其中醛含量均在90%以上。此方法的優點為較短的干燥時間、可調的多聚甲醛顆粒、良好的流動性與靈活性，缺點為難以有效分離、較低的熱效率、較大的設備容積及較難的粉塵回收。其四，共沸精餾法，具體工藝流程為濃縮、共沸脫水、過濾、干燥等，此方法獲得的產品中甲醛含量均在9l%以上，雖然其制備的多聚甲醛產品質量較高，但也存在不足，如：多樣的共沸劑、困難的回收等。

結束語

綜上所述，當前，我國多數企業依然采用傳統的方法生產甲醛，不但能耗較大，且無法控制其聚合度，以致產品質量水平較低，性能較差。為了滿足當前市場對甲醛以及多聚甲醛產品的需求，生產廠家應由國外引進先進的生產技術，并與外資企業進行有效合作，以提升甲醛以及多聚甲醛產品的質量水平，降低生產成本，提升企業的競爭實力。

參考文獻

[1]韓強，龍余杰.簡析甲醛及多聚甲醛的生產技術[J].中國化工貿易.2018（21）

[2]劉佳彬.淺談甲醛及多聚甲醛的生產技術[J].化工管理.2017（14）