【正文】 形成聚甲醛 /玻璃纖維復(fù)合體系，獲得了較好的改性效果。 （ 7）連鎖冷卻噴淋系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，以保證反應(yīng)過程設(shè)備不超壓。因為聚甲醛生產(chǎn)尾氣燃燒后能減少廢氣污染的氣氛，而且還產(chǎn)生蒸汽。采用過濾器處理的車間廢水處理。 （ 5） 對于一般設(shè)備的殘留物，可用 堿中和 ，然后排放到污水處理罐進行處理。具體有： ①廢水處理污泥，本項目污水處理站采用生化法處理污水，將產(chǎn)生少量的生化污泥，因沉淀污泥中含有少量的甲醛和甲醇類污染物，污泥應(yīng)先泵入污泥濃縮槽絮凝和消化預(yù)處理，然后泵抽吸同時加入凝聚劑調(diào)理混合。這種回收聚甲醛可作為聚甲醛聚合劑成分和溶劑。 表 有害物質(zhì)濃度 物料名稱 車間 居住區(qū) 一次 日平均 甲醇 50 甲醛 3 / 乙醛 / / 一氧化碳 30 氨 30 / 二氧化碳 5 / 飄塵 10 聚甲醛行業(yè)中的工業(yè)廢水處理： （ 1） 在生產(chǎn)上，盡量減少運行 中的 滴、漏 、跑、冒等 。但從當前市場現(xiàn)狀看，現(xiàn)在聚甲醛的供給大于需求，對聚甲醛生產(chǎn)有一定的影響，聚甲醛銷售受市場的影響，進而影響資金的回收，故在投資時應(yīng)充分考慮，看清市場行情，理性投資。 （ 5） POM 的聚合反應(yīng)需根據(jù)反應(yīng)的情況調(diào)整 BF3 的流量，采用質(zhì)量流量計控制系統(tǒng)，能精確控制 BF3 的加入量。 C 螺桿轉(zhuǎn)速： 200r/min （ 2） POM 吸水性小，一般為 %~%。我國的聚甲醛市場潛力巨大，隨著我 國汽車工業(yè)的國產(chǎn)化進程日益加快，電子電氣行業(yè)近年來的迅速發(fā) 展，中國已經(jīng)成為世界聚甲醛消費增速最快的地區(qū)，目前已經(jīng)超過西歐，成為世界上最大的聚甲需求市場。生成片狀 POM 為磨床磨削、淬火后，離心分離，液相產(chǎn)品送入干燥機，干燥后的粉末和穩(wěn)定劑一起終止在雙螺桿擠出機的注射后，混合造粒。 2020 年 ， 國內(nèi)表觀消費量達到 4500 萬噸，國內(nèi)外市場的需求 ，前景十分廣闊 [21]。三元氣帶出的熱量見下表： 表 三元氣帶出的熱量 計量單位：見表 物料 n/（ ） 輸出 名稱 T/℃ Cp/[KJ/kmol.℃ ] Q104/KJ CH3OH 115 H2O 115 N2 115 O2 115 合計 需加入的熱量（熱損失為 2% ）： Q=?H=[ （ ） / （ 12%） ]=104（ KJ） 。 表 吸收二塔物料衡算 計量單位：見表 物料 輸入 物料 輸出 名稱 kmol kg 名稱 kmol kg 進料氣相 尾氣 CH2O CH2O CH3OH CH3OH H2O H2O CO2 CO2 CO CO CH4 CH4 H2 H2 O2 O2 N2 N2 塔頂加水 二塔液采出 CH2O CH3OH H2O 合計 表 物料平衡總表 進料 出料 組分 摩爾流量kmol/h 質(zhì)量流量kg/h 質(zhì)量含量wt/% 組份 成品 kmol/h kg/h wt% kg/h 尾氣 kmol/h mol% CH3OH HCHO O2 CH3OH（ HCOOH） N2 H2O 甲醇帶水 CO2 2 空氣帶水 CO 配料蒸汽 N2 53 4 18 工藝補水 O2 H2 15 CH4 小計 100 小計 4167 100 100 S S 19 5 熱量衡算 物性參數(shù)及計算公式 物性數(shù)據(jù)的選擇見下表： 表 物性數(shù)據(jù) 計量單位：見表 物質(zhì) Cp/[kJ/（ kmol 表 蒸發(fā)器物料衡算 計量單位：見表 物料 輸入 物料 輸出 名稱 kmol kg 名稱 kmol kg 原料甲醇 原料氣 CH3OH CH3OH H2O H2O 空氣 O2 O2 N2 N2 H2O 合計 過熱器物料衡算 出料中 H2O 量為配料蒸汽與原料氣水量相加 表 過熱器物料衡算 計量單位：見表 物料 輸入 物料 輸出 名稱 kmol kg 名稱 kmol kg 原料氣 三元氣 CH3OH CH3OH H2O H2O O2 O2 N2 N2 配料蒸汽 合計 氧化器物料衡算 進料量如表 ，出料量計算：甲醛量 =產(chǎn)品中甲醛量 +尾氣中甲醛量 甲醇量 =產(chǎn)品中甲醇量 +尾氣中甲醇量 水量 =進料中水量 +反應(yīng)生成的水量 其他組份與物料衡算中尾氣相加 16 表 氧化器物料衡算 計量單位：見表 物料 輸入 物料 輸出 名稱 kmol kg 名稱 kmol kg 三元氣 CH3OH CH2O H2O CH3OH N2 HCOOH O2 H2O CO2 CO CH4 H2 O2 N2 合計 吸收塔物料衡算 — 塔物料衡算 進料的轉(zhuǎn)化氣量已在表 求得。反應(yīng)溫度為 150℃，壓力控制在 ，反應(yīng)熱由流過反應(yīng)器夾套的冷卻水帶走。反應(yīng)器的溫度控制在 100℃ ，正常的壓力，并產(chǎn)生 二氧戊環(huán)和水 ，以保持溶液循環(huán)反應(yīng)器的熱虹吸再沸器氣態(tài)甲醛和微量雜質(zhì)。 三聚甲醛是 甲醛單體用硫酸作催化劑的聚合反應(yīng)器 [17]。適當提高真空度有利于提高對甲醛聚合溫度的濃縮過程中的濃度和溫度的有效性 [16]。由于共聚體系中存在微量的水、甲酸、甲醇等，這些物質(zhì)會引起聚合物分子發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致聚合物末端生成不穩(wěn)定的端輕基；另外，聚合催化劑殘留在體系中，其活性也會引起聚甲醛分子的切斷和分解，因此共聚合反應(yīng)后對聚合物進行穩(wěn)定化處理非常必要 [15]。三聚氰胺甲醛精制裝置的工藝、設(shè)備、三聚甲醛聚合高純度。 表 2020 年世界主要聚甲醛生產(chǎn)公司產(chǎn)能 二氧五環(huán)合成反應(yīng)器二氧五環(huán)濃縮塔二氧五環(huán)萃取塔二氧五環(huán)輕沸塔二氧五環(huán)重沸塔塔底重組份塔頂氣相出料聚合乙二醇濃硫酸60% 濃甲醛二氧五環(huán)成品受槽 9 國外廠家 產(chǎn)能 /萬噸 國內(nèi)廠家 產(chǎn)能 /萬噸 美國杜邦 10 云南云天化股份 9 美國泰科納 上海藍星化工新材料 4 荷蘭杜邦 開封龍宇化工 4 日本旭化成 神華寧煤集團 6 韓國工程 天津渤?；ぬ旖驂A廠 4 在我國仍存在聚甲醛生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)性矛盾，并有增加的趨勢，我們在 2020 多聚甲醛的生產(chǎn)能力將達到 410000 噸 /年，將約 400000 噸的需求，整體能力和初期的過剩，但由于國內(nèi)產(chǎn)能利用率不高，大多處于停工或半負荷狀態(tài)，所以仍需要進口部分聚甲醛，在未來幾年，作為生產(chǎn)企業(yè)逐步投產(chǎn)，但是在低端市場聚甲醛的生產(chǎn)企業(yè)非常的多，利潤較小。大多半縮醛共聚物鏈的末端，對熱不穩(wěn)定和需要密封和穩(wěn)定的過程中，為了成為聚甲醛的熱穩(wěn)定性，添加抗氧化添加劑， 制成 共聚甲醛 產(chǎn)品。 本體聚合其工藝有其優(yōu)勢，首先是其工藝不復(fù)雜，容易被掌握，同時，在生產(chǎn)中不用添加溶劑，同時其轉(zhuǎn)化率比較高，產(chǎn)品分子量分布也是比較均勻，這使其 有較好的產(chǎn)品質(zhì)量，目前國內(nèi)外有較多運用共聚甲醛工藝生產(chǎn)的廠家。 圖 甲醛制備流程圖 甲醇蒸發(fā)器 混合器 甲醇反應(yīng)器 吸收塔甲醇分離塔甲醇濃縮器濃醛分配頭精甲醇60% 甲醇空氣蒸汽部分尾氣焚燒濃甲醛 7 圖 三聚甲醛制備流程圖 在物理力學(xué)性能方面，我們來對均聚甲醛和縮醛共聚物進行比較，我們就會發(fā)現(xiàn)，均聚甲醛的結(jié)晶度會跟好，但是我們也會發(fā)現(xiàn)，其在熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性方面也會存在不足。 1965 年底 ， 吉化公司 石井溝聯(lián)合化工廠采用長春應(yīng)化所的 科研 成果， 生產(chǎn) 了 第一批共聚甲醛。 （ 7）聚甲醛抗老化性、光穩(wěn)定性改性。添加阻燃劑季戊四醇磷酸鹽、聚磷酸按、三聚氰胺可以提高聚甲醛的阻燃性、熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。根據(jù)需要通過添加有機或無機物質(zhì) ，增韌改性 ， 分別加強填料改性、耐磨改性、阻燃抗靜電改性 ， 提高 POM 力學(xué)性能指標。它是五個通用工程塑料之一。根據(jù)生產(chǎn)工藝路線的技術(shù)的復(fù)雜度和成熟度以及應(yīng)用的優(yōu)越性，選出最合適的合成路線。 21 世紀的第一個十年 ， 中國快速發(fā)展 POM 的研究和生產(chǎn)。以目前的增長速度 ， 中國在幾年內(nèi)將主導(dǎo)全球?qū)?POM 的需求。 POM 在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展迅速。 20 世紀，聚甲醛基本上通過銀催化氧化甲醇，然后用水洗滌，以獲得甲醛的吸收在甲醛溶液，冷卻和結(jié)晶 、 沉淀 、 分離，最后通過過濾獲得約 60%聚甲醛，該產(chǎn)品不僅成 稠膏 ，而且產(chǎn)量低，容易造成環(huán)境污染。預(yù)計 2020 年中國聚甲醛生產(chǎn)廠家達到 6 家，總生產(chǎn)能力達 13 萬噸 /年； 2020 年，中國聚甲醛生產(chǎn)能力為 19 萬噸 /年，2020～ 2020 年聚甲醛生產(chǎn)能力年均增長率達到 %[2]。 2020～ 2020 年聚甲醛市場表觀消費量年均增長率達到 %。近年來 ， 國內(nèi)企業(yè)通過與外國公司先進的技術(shù)合作 ， 使中國POM 生產(chǎn)水平逐步達到 萬 噸 ， 并通過持續(xù)的 研發(fā) 投資 ， 改進和優(yōu)化生產(chǎn) 過程。 關(guān)鍵詞： 聚甲醛；生產(chǎn)工藝；工藝設(shè)計；物料平衡 Process Engineering of POM in the Scale of 30,000 Tons per Year Abstract As one of five generalpurpose engineering plastics, POM has excellent industrial performance, and it is widely used in various industrial productions. POM production process was originally imported from abroad, and gradually innovation in line with China39。 年產(chǎn) 3 萬噸聚甲醛生產(chǎn)工藝 的設(shè)計 學(xué) 院： 專 業(yè)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 化工與材料學(xué)院 化學(xué)工程與工藝 學(xué) 號： 職 稱： 中國本研究在一定程度上對聚甲醛實際生產(chǎn)也具有指導(dǎo)性意義。因此，我國聚甲醛生產(chǎn)企業(yè)采取積極有效的措施， 通過引進國外先進的生產(chǎn)技術(shù) ， 確保生產(chǎn)質(zhì)量和低成本 、 高質(zhì)量的 POM 產(chǎn)品 ， 外國產(chǎn)品的實現(xiàn)捕獲 POM， POM 改變了我們的工業(yè)落后 現(xiàn)狀 。中國聚甲醛市場增長迅速， 2020 年中國聚甲醛市場表觀消費量為 萬噸， 1990～2020 年聚甲醛市場表觀消費量年均增長率為 %。 1966～ 2020 年中國聚甲醛生產(chǎn)能力年均增長率為 %，產(chǎn)量年均增長率為%，可見擴大國 內(nèi)聚甲醛廠家的生產(chǎn)能力勢在必行。 但是， 每一種方法都有其優(yōu)點和缺點 ，這也是 多年研究 的 結(jié)果 。目前 ， POM 生產(chǎn)主要集中在美國、中國和日本。近年來 ， 中國的聚甲醛消費激增 ， 消費額超過 10 萬 噸 ， 需求增長率約為 10%。杜邦公司 在 廣東 建設(shè)年產(chǎn)兩萬噸 均聚物甲醛生產(chǎn)工廠 ， 日本 Polyplastics 在浙江 建 立了年產(chǎn) 兩 萬噸 的 均聚物甲醛生產(chǎn)設(shè)備 。任務(wù)書要求我 以 37%的甲醛為原料，在減壓下蒸發(fā)，經(jīng)催化縮合得到固體甲醛，過濾，用水洗滌，經(jīng)真空干燥，展開年產(chǎn) 3 萬噸聚甲醛生產(chǎn)工藝的設(shè)計 。 4 2 聚甲醛及其生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀 聚甲醛及其特性 聚甲醛（ POM）是一種熱塑性聚合物的結(jié)晶，被稱為 “ 超鋼 ” 或 “賽 鋼 ” ，是除聚酰胺 外 的綜合性能優(yōu)良的高性能工程塑料，如強度、模量、耐磨性、韌性、疲勞強度和抗蠕變性能，還具有良好的電絕緣性、耐溶劑性能和加工。 工業(yè)化 的 基于 POM 改性 主要是物理混合。 （ 4）聚甲醛的阻燃改性。添加聚乙二醇（ PEG）、尼龍、炭黑可以提高聚甲醛抗靜電性和導(dǎo)電性能。 表 均聚甲醛、共聚甲醛性能指標比較 性能指標 均聚甲醛 共聚甲醛