浅谈甲醛及多聚甲醛的生产技术

李程明

摘 要：甲醛的化学式HCHO或CH2O，它是一种无色、无味、有刺激性的气体，对人体的口、鼻等具有刺激作用。甲醛通过银、铜等金属催化反应或者烃类氧化物获得，用于农药、消毒剂、维纶、酚醛树脂等工艺的原料。由于甲醛具有溶水性，在运输过程中不稳定，所以一般用多聚甲醛电梯，多聚甲醛是一种固体混合物，为白色粉末状、片状，通过分析甲醛和多聚甲醛的生产技术，对提高甲醛和多聚甲醛的生产质量和效率具有重要意义。本文主要分析探讨了甲醛及多聚甲醛的生产技术，以供参阅。

关键词：甲醛;多聚甲醛;生产技术

1 甲醛生产技术

1.1直接氧化方法

甲醛与水是此反应中主要的反应物，且副反应物为甲醛与水。在实际生产过程中，为了提升甲醛的收回率，还应注意控制反应温度，具体来讲，应细化分为以下两种方法。一种是银法催化氧化方法，主要由储备甲醇、计量、蒸发、氧化以及冷却吸收等流程构成。首先，应将甲醇溶液及压缩空气输送至蒸发器中，并将其置于薄层银表面，保持350摄氏度的温度。气体产生后会进入吸收塔并在其中进行冷凝吸收，塔底则会收集到液态的甲醛。此反应过程中的催化剂为银，根据催化剂的形态也可以被分为电解银以及浮石银等两种方法，两种方法的工艺较为成熟，且电耗较低，拥有较低的生产成本，但甲醛的吸收率较低，且会产生多种副反应，以致影响了正常的工艺流程。另一种是铁钼催化氧化方法，它具备压缩、反应吸收等流程，可以生产较高浓度的甲醛。在实际生产过程中，应在氧化器内放置足量的混合气体，并使用五氧化二钒以及氧化亚铁等催化剂，控制反应温度为300至380摄氏度。这种方法中催化剂性能较佳，且吸收更为完全，缺点是设备的使用率较低，且需要消耗较大动力，以致无法有效分离产物。但它需要的反应温度较低，且余热利用率较大，因而具备较为明显的经济性。上述两种方法中，催化剂是其最为主要的影响因素，直接影响着生产效益水平。

1.2循环法

根据设备差异和工艺流程的不同，目前银法甲醛生产工艺除生产37%甲醛传统银法外，近年还出现了生产浓甲醛的尾气循环法和甲醇循环法。尾气循环法工艺的显著特征是增设尾气风机，用尾气代替部分配料水蒸气带走反应热，提高产品甲醛浓度，反应器内气体空速高，气体在高温区停留时间短，减少了副反应，循环的尾气带回一部分未反应的甲醇重新参加反应，降低了甲醇单耗。甲醇循环法又叫不完全转化法，具有比较悠久的历史。该工艺的特点是控制较低的反应温度，以减少副反应;吸收塔采出的甲醛溶液再经蒸馏塔脱出大部分未反应的甲醇和一部分水，脱出的甲醇和水可作为原料回用，所以甲醇单耗低，甲醛浓度高。此法需要1套精馏设备，投资大、流程长、操作复杂、动力消耗高，一般在需低甲醇含量、高甲醛含量的甲醛产品时使用此工艺，现已被尾气循环法取代。近年来研制开发出不同于传统的甲醇循环法的新工艺。新工艺不用另设甲醛蒸发塔，而是在吸收塔中利用反应热和甲醛溶解热脱醇脱水。其具有高甲醛浓度、低甲醇含量、低原料消耗、装置大型化、流程短等优点。该工艺含有多项专利技术，采用该工艺对辽河油田甲醛装置进行局部改造后，尽管仍然存在着设备匹配不合理等问题，但甲醇单耗已降至440kg/t以下，甲醛含量大幅增加，最高日产量由55t提高到74t，循环水单耗降低一半以上，副产蒸汽量大幅增加。

1.3银法制甲醛

银法制甲醛指在600-700℃，将甲醇、空气、水和银、铜等金属发生氧化反应，生成甲醛，甲醛吸收水变成甲醛溶液，其化学反应公式如下：2CH3OH+O2→2H2O+2HCHO通过这种方法可以得到50-60%的甲醛，其余部分产物和氧发生化学反应，得到一氧化碳、二氧化碳、甲酸等物质。通过这种生产工艺，甲醛的转化率达到了85-90%、生产成本比较低。但是这种方法的甲醛吸收率比较低、副产物比较多，损耗大，催化剂的催化时间段，并对下一步工艺产生影响。

2 聚甲醛的生产技术

多聚甲醛具体分为两种，一种为低聚合度多聚甲醛，另一种为固体多聚甲醛，前者优点显著，如：较高的纯度、良好的水溶性、均匀的颗粒等，而后者仅在解聚方面优于前者，但其缺点明显，即：较差的合成原料反应。在实际生产制备过程中，最为关键的环节便是把握产品聚合度，以此避免甲醛高度聚合，同时，也可减少干燥脱水时间，进而利于保证产品收率。目前，具体的生产工艺方法如下：其一，真空耙式干燥法，具体工艺流程有真空浓缩、聚合、干燥、筛分、粉碎及包装，此工艺的優点为较少的投资、粉尘及损失，同时高效、节能等特点也十分显著，其缺点为出料困难、生产周期较长，目前，此方法基本淘汰。其二，金属传送带干燥法，具体工艺流程有浓缩、冷却固化、刮片、干燥、粉碎与包装，此工艺的优点为灵活性、密封性、清洁性等，同时通过对干燥介质相关参数的控制，保证了操作的可靠性与有效性，再者，设备安装简便，但缺点为较大占地面积、运行噪音等，同时生产时需要粉碎，难以获得颗粒状产品。其二三，喷雾干燥法，具体工艺流程为解聚、真空压缩、干燥、喷雾造粒等，此方法获得的多聚甲醛，呈细颗粒状，同时具有良好的水溶性与流动性。为了增加多聚甲醛含量，可采用两段干燥，二者温度分别控制在45～70℃与70～100。C，其中醛含量均在90%以上。此方法的优点为较短的干燥时间、可调的多聚甲醛颗粒、良好的流动性与灵活性，缺点为难以有效分离、较低的热效率、较大的设备容积及较难的粉尘回收。其四，共沸精馏法，具体工艺流程为浓缩、共沸脱水、过滤、干燥等，此方法获得的产品中甲醛含量均在9l%以上，虽然其制备的多聚甲醛产品质量较高，但也存在不足，如：多样的共沸剂、困难的回收等。

结束语

综上所述，当前，我国多数企业依然采用传统的方法生产甲醛，不但能耗较大，且无法控制其聚合度，以致产品质量水平较低，性能较差。为了满足当前市场对甲醛以及多聚甲醛产品的需求，生产厂家应由国外引进先进的生产技术，并与外资企业进行有效合作，以提升甲醛以及多聚甲醛产品的质量水平，降低生产成本，提升企业的竞争实力。

参考文献

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[2]刘佳彬.浅谈甲醛及多聚甲醛的生产技术[J].化工管理.2017（14）