影响三聚氰胺产品制胶结胶速度的原因分析

王立家

（山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司，山西 运城 044000）

影响三聚氰胺产品制胶结胶速度的原因分析

王立家

（山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司，山西 运城 044000）

仅对三聚氰胺生产过程产品中混入联碱母液可能造成三聚氰胺产品制胶过程结胶速度过快进行分析讨论。

三聚氰胺；联碱母液；结胶；原因

0 前言

三聚氰胺是一种有机化工产品，在特定的温度条件下一定量纯净三聚氰胺与非等量的甲醛溶剂混合搅拌，可以生产成三聚氰胺甲醛树脂胶。这种树脂胶结构比较稳定不易溢出甲醛气体，被广泛用于复合板材、高档家俱、涂料、油漆、印染、防火材料等领域。一般情况下，实验室检验三聚氰胺的方法是把试剂加温溶解三聚氰胺然后与样板进行比浊、比色而划分等级的。而以三聚氰胺为原料的生产企业，其制胶原理与实验室基本相同，常规情况下他们调制好的三聚氰胺甲醛树脂胶（简称：胺胶）可以放置数个月甚至更长时间，胶体流动性和其成分不变。但如果生产过程中有外因而使三聚氰胺组成发生变化，则会直接影响胺胶质量，而导致产品流动性变差甚至出现胶体凝固（即结胶）现象；除此之外，制胶反应釜温度控制不当、制胶溶剂偏酸而溶胶过程未作pH调制等也可能造成制胶过程结胶速度加快甚至出现胶体凝固即结胶现象，本文仅以前者进行讨论。

1 三聚氰胺出现结胶情况

三聚氰胺产品检验程序严格按GB／T9567－1997文件规定执行。2011年3月26日我公司某生产基地产品检验人员按常规对产品进行测试，结束时检验员在处理废液过程中，无意发现实验所得的胺胶冷却后目测有轻微结胶的非正常现象，其流动性也不如以往。经确认该班次所生产的3t余三聚氰胺产品的确有树脂轻度结胶现象存在。

排查中发现生产工艺在当班曾出现小幅波动，随后通过查阅数据输出系统终于发现尿素熔融釜液尿温度由132℃降到100℃是导致产品出现质量问题的起因；有人目击事发时尿素熔融釜瞬时伴有大量外溢含氨水汽的特殊现象，再次检验问题三聚氰胺产品堆密度也不足400g／L。

2 原因分析

2.1 联碱母液进入三胺尿素熔融釜导致产品质量

出现问题

三聚氰胺生产的原料是工业尿素，尿素在熔融和循环使用过程的专用设备尿素熔融釜中会有少量氨气溢出，为了避免环境污染常压一步法与联碱联产的三聚氰胺生产厂一般使用联碱母液对其溢出的氨气进行回收（回收流程见图1）。

图1 联碱母液回收三胺外溢氨气

尿素熔融釜瞬时温度跌落、大量外溢含氨水汽及产品堆密度不足400g／L这些现象都反映系统有进水现象，并且进水的切入点很可能就在尿素熔融釜。分析认为质量事故当日吸氨母液流量瞬时发生变化，母液逆流翻越尿素熔融釜氨气集中排放U型弯倒入尿素熔融釜之内，34℃的母液进入132℃的液尿之中，使系统整体液尿温度、三胺淬冷气温气质等发生一系列变化，最终导致联碱母液中的化学物质滞留在三聚氰胺产品之中。

何种物质导致三聚氰胺产品出现结胶，通过以下实验来验证。

2.2 实验验证NH4Cl可导致三胺结胶

2.2.1 先后取纯净的NaCl、NH4HCO3、NH4Cl，分别称取1.0g备用。

2.2.2 取标准三聚氰胺样品40g。

2.2.3 取甲醛液体100mL。

2.2.4 将“2.2.1”中的物质分别和“2.2.2”、“2.2. 3”物质混合，加温至规定温度。

2.2.5 实验结果发现：

①加入NaCl的三聚氰胺甲醛树脂30分钟未出现异常。

②加入NH4HCO3的三聚氰胺甲醛树脂因NH4HCO3加热后分解物中有CO2气体生成，导致实验出现胶体冒泡现象，实验无法进行。

③加入NH4Cl的三聚氰胺甲醛树脂，溶解后1分钟后即开始出现树脂凝固趋向，2分钟彻底凝固。

④合格的三胺产品正常分析溶解后24h未出现异常现象（由于时间关系仅观察了24h）；但在胺胶中加入NH4Cl充分搅拌5分钟即凝固成固体。

2.2.6 反复试验，我们同时发现在三聚氰胺完全溶解于溶剂中，呈无色透明树脂液体之后，在其中加入少量的NH4Cl，然后搅拌树脂可以在10分钟之内完全发生相变，转成较硬的白色固体。

2.2.7 分析实验列表1

表1 实验分析

从制作胺胶经验来看，造成树脂反应速度过快原因有很多，其中一个主要原因是三聚氰胺中含有杂质，它会让甲醛生成甲酸和甲醇，而甲酸会降低反应pH值从而加快反应，反应式：2CH2O＋H2O→CH3OH＋HCOOH。

3 工艺改进

为了保证尿素熔融釜溢出的无组织氨及时回收，避免联碱母液再倒入三聚氰胺系统的尿素熔融釜，我们有针对性的在氨气吸收器下液管上做了防范改动，拆除氨气吸收器与DN125下液管道的连接法兰，在距氨气吸收器约2m处的下液管上开孔、焊接与其垂直的DN100不锈钢管道，中段经弯头改变方向与下液方向相反，防范管道高度高于氨气吸收器1m；防范管道顶端接橡胶管进入防范事故槽。经过计算、调试自去年投运至今运行良好。改造后的流程见图2。

图2 氨气吸收器下液管的防范改动

4 应用方向

三聚氰胺作为一种新型有机化工原料，它的用途仍处于继续发现和研究开发阶段，从实验过程看，由于三聚氰胺树脂加入适量的NH4Cl有早强的特点，这一技术可以应用于开发下游早强产品、水利工程的应急堵漏等方面。

TQ 226.62

B

1005－8370（2012）06－42－03

2012－09－14

王立家（1957—），化工工艺工程师。1978年参加工作，多年来一直从事合成氨、联碱生产技术管理；2006年开始从事三聚氰胺生产技术管理工作至今。现任山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司控股的山西丰荷三聚氰胺有限公司技术质管部主管。