聚甲醛工艺详解(图)
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聚甲醛(POM)注射成型工艺POM(又称赛钢、特灵)。
它是以甲醛等为原料聚合所得。
POM-H(聚甲醛均聚物),POM-K(聚甲醛共聚物)是高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。
具有良好的物理、机械和化学性能,尤其是有优异的耐摩擦性能。
POM属结晶性塑料,熔点明显,一旦达到熔点,熔体粘度迅速下降。
当温度超过一定限度或熔体受热时间过长,会引起分解。
铜是POM降解催化剂,与POM熔体接触的部位应避免使用铜或铜材料。
1、塑料处理POM吸水性小,一般为0.2%-0.5%。
在通常情况下,POM不需干燥就能加工,但对潮湿原料必须进行干燥。
干燥温度80℃以上,时间2小时以上,具体应按供应商资料进行。
再生料使用比例一般不超过20-30%。
但要视产品的种类和最终用途而定,有时可达100%。
2、塑机的选用POM除了要求螺杆无滞料区外,对注塑机没有特别要求,一般注塑即可。
3、模具及浇口设计常见模具温度控制为80-90℃,流道直径有3-6mm,浇口长度为0.5mm,浇口大小要视胶壁厚度而定,圆形浇口直径至少应制品厚度的0.5-0.6倍,长方形浇口的宽度通常是厚度的2倍或以上,深度为壁厚的0.6倍,脱模斜度40′-1°30′之间。
排气系统POM-H 厚度0.01-0.02mm 宽3mmPOM-K 厚度0.04mm 宽3mm4、熔胶温度可用空射法量度POM-H 可设为215℃ (190℃-230℃)POM-K 可设为205℃ (190℃-210℃)5、注射速度常见为中速偏快,过慢易产生波纹,过快易产生射纹和剪切过热。
6、背压越低越好,一般不超过200bar7、滞留时间如设备没有熔胶滞留点POM-H 可在215℃滞留35分钟POM-K 可在205℃滞留20分钟不会有严重的分解在注塑温度下熔体不能在机筒内滞留超过20分钟。
POM-K在240℃下可滞留7分钟。
如果停机,机筒温度可降到150℃,如要长期停机就必须清理机筒子,关闭加热器。
聚甲醛是一种聚合物,其生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:聚甲醛的主要原料是甲醛,通常使用甲醛溶液作为原料。
甲醛溶液可以通过甲醛气体的吸收和稀释得到。
2. 聚合反应:甲醛溶液经过稀释后,加入催化剂进行聚合反应。
常用的催化剂有碱性催化剂和酸性催化剂。
碱性催化剂常用的有氢氧化钠、氢氧化钾等,酸性催化剂常用的有硫酸、磷酸等。
聚合反应一般在高温和高压下进行。
3. 聚合物处理:聚合反应完成后,得到的聚甲醛溶液需要进行处理。
处理的方法包括蒸馏、过滤、干燥等。
蒸馏是将聚甲醛溶液中的杂质和水分去除,得到纯净的聚甲醛。
4. 聚甲醛成型:纯净的聚甲醛可以通过不同的成型方法得到不同形状的产品。
常见的成型方法有注塑、挤出、压延等。
需要注意的是,聚甲醛的生产过程中需要严格控制温度、压力和催化剂的用量,以确保产品的质量和安全性。
此外,聚甲醛是一种有毒物质,生产过程中需要采取相应的安全措施,保护工作人员的健康和环境的安全。
POM聚甲醛的加工工艺POM聚甲醛的加工工艺001.1.1.1 工艺特征1、熔点明显聚甲醛是一种无分枝、高密度、高结晶性和聚合物,具有明显的熔点,当温度未达到熔点以上,长期受热树脂也不会熔融。
1.1.1.2 结晶度高,体积收缩大聚甲醛的结晶度高达80%~90%,是热塑性中结晶最高,这在成型中不仅对树脂的熔融有较大的影响,需要吸收大量热量,而且对制品的成型有较大的影响。
当熔体由熔融状态转变为固体状态时,其体积收缩率远较其它塑料为大,因此在加工厚壁制品时要进行充分的补缩。
1.1.1.3 热稳定性较差聚甲醛在240℃的温度下会严重分解,色泽变黄,并会散发出刺鼻的气味,在于210℃的温度下,停留时间不能超过20分钟,即使在正常加工范围内,其受热的时间稍长也会出现分解,所以在保证物料流动性的前提下,应尽可能采用较低的成型温度和较短的受热时间。
1.1.1.4 凝固速度快聚甲醛的凝固温度在160℃左右,凝固速度比熔融速度快,温度稍低于熔点时,即生成结晶并且具有一定的刚性和表面的硬度,故可快速脱模,缩短冷却时间,由于凝固速度快,在制品表面易产生缺陷,如折皱、斑纹,熔接线等,对此应用相应的措施予以补救,如增加对速,提高模温等。
1.1.1.5 吸水性低聚甲醛的吸水性在0.25%左右,水分的存在对其性能和成型加工温度影响不是很大,因此在成型之前可以不作干燥处理,但当颗粒表面吸附有水分时,从有利于改善制品外观出发,还是需要进行干燥处理的。
1.1.1.6 流变性聚甲醛的熔体粘度对温度的敏感性较小,而对剪切应力的依赖性较大,因而要增加其流动性不是提高加工温度着手,而应对增大注射速率,控制模温和模具改造等多方面考虑。
1.1.2 POM加工1、塑料处理POM吸水性小,一般为0.2%-0.5%。
在通常情况下,POM不需干燥就能加工,但对潮湿原料必须进行干燥。
干燥温度80℃以上,时间2小时以上,具体应按供应商资料进行。
再生料使用比例一般不超过20-30%。
聚甲醛生产工艺1. 简介聚甲醛是一种重要的合成树脂,广泛应用于塑料、纤维、胶粘剂等领域。
聚甲醛的生产工艺主要包括原料准备、反应、分离和后处理等步骤。
本文将详细介绍聚甲醛的生产工艺及相关的工艺参数。
2. 原料准备聚甲醛的主要原料是甲醛。
甲醛可以通过甲烷的氧化反应得到,反应式如下:CH4 + 1.5O2 -> HCHO + H2O甲醛的制备需要在适当的催化剂存在下进行,常用的催化剂包括银、铜、钯等。
在反应过程中,需要控制反应温度和压力,以提高甲醛的产率和选择性。
3. 反应甲醛聚合反应是聚甲醛生产的核心步骤。
聚甲醛的反应可以通过两种不同的途径进行:液相反应和气相反应。
3.1 液相反应液相反应是将甲醛溶解在适当的溶剂中,并加入催化剂进行反应。
在液相反应中,需要控制反应温度、压力、催化剂浓度等参数,以提高聚合的效率和产物的品质。
3.2 气相反应气相反应是将甲醛蒸汽和催化剂一起送入反应器中进行反应。
在气相反应中,需要控制反应温度、压力、空速等参数,以提高反应的效率和产物的品质。
气相反应相比液相反应具有反应速度快、产物纯度高等优点。
4. 分离在聚甲醛反应中,需要对产生的混合物进行分离,以得到纯净的聚甲醛产品。
常用的分离方法包括蒸馏、结晶、萃取等。
4.1 蒸馏蒸馏是将混合物加热至使其部分汽化,然后通过冷凝使其重新液化,从而实现混合物的分离。
在聚甲醛生产中,常用的蒸馏方法有常压蒸馏、真空蒸馏等。
4.2 结晶结晶是将溶液中的物质通过降温或加入适当的溶剂使其结晶析出,从而实现混合物的分离。
在聚甲醛生产中,常用的结晶方法有冷却结晶、浓缩结晶等。
4.3 萃取萃取是利用溶剂的选择性溶解性质将混合物中的目标组分分离出来。
在聚甲醛生产中,常用的萃取方法有液液萃取、溶剂萃取等。
5. 后处理在聚甲醛生产过程中,还需要进行一系列的后处理步骤,以提高产品的质量和纯度。
5.1 过滤过滤是将产物中的杂质或固体颗粒去除,以得到纯净的聚甲醛产品。
聚甲醛的生产工艺
聚甲醛的生产工艺主要分为以下几个步骤:原料制备、甲醛制备、甲醛聚合以及产品处理。
首先,原料制备。
聚甲醛的原料主要是甲醛和液碱。
甲醛一般通过甲醇氧化制得,液碱则可以通过电解盐水制得。
这两种原料都需要进行精细处理,以去除杂质和提高纯度。
其次,甲醛制备。
甲醛制备的主要方法有氧化法和蒸馏法。
氧化法是将甲醇和氧气在催化剂的作用下进行反应生成甲醛。
蒸馏法则是通过将甲醇加热到沸腾,然后通过冷凝收集蒸馏液中的甲醛。
然后,甲醛聚合。
甲醛聚合是将甲醛进行聚合反应,使其成为聚甲醛。
聚甲醛的聚合方法主要有三种:液相聚合、溶液聚合和气相聚合。
液相聚合是将甲醛溶解在适当的溶剂中,通过加入催化剂和控制温度等条件促使甲醛发生聚合反应。
溶液聚合和气相聚合在液相聚合的基础上进行改进,使聚甲醛的质量和产量得到进一步提高。
最后,产品处理。
聚甲醛经过聚合反应后,得到的是聚甲醛树脂。
树脂经过进一步的处理,可以用来制造各种塑料制品,如塑料薄膜、塑料管道、塑料容器等。
同时,聚甲醛树脂还可以与其他材料进行混合,以改善其性能和用途。
总结起来,聚甲醛的生产工艺包括原料制备、甲醛制备、甲醛聚合和产品处理四个步骤。
每个步骤都需要严格控制反应条件
和原料纯度,以确保产品的质量和产量。
聚甲醛作为一种重要的化工原料,广泛应用于塑料制品的制造、建筑材料的生产等领域。
储运方案项目储运方案见表 3.2-7。
原料、产品及其它货物的运输委托相关有危险品运输资质公司进行,主要是汽车运输。
拟建项目主要生产设备拟建项目生产设备见表3.2-8。
表3.2-8 项目生产设备一览表生产工艺流程及排污节点3.2.5.1 聚甲醛生产工艺流程及排污节点项目采用共聚甲醛生产技术,利用甲醇为原料在铁钼催化剂的催化作用下氧化生成55%甲醛溶液,再利用真空浓缩工艺将55%的甲醛浓缩成为74%的甲醛溶液,浓缩后的甲醛溶液在硫酸作用下合成三聚甲醛溶液,再经苯萃取和精制得到聚合级三聚甲醛,然后分别以三聚甲醛、二氧戊环分别为聚合单体和共聚单体进行本体连续聚合得到聚甲醛,聚甲醛部分作为产品外售,部分作为原料生产改性聚甲醛。
其生产过程包括甲醛合成单元、甲醛浓缩单元、三聚甲醛合成单元、TOX精制单元、聚合单元、后处理单元、稀醛回收单元、改性单元。
(1) 甲醛合成单元甲醛合成单元以甲醇为原料,采用铁钼法甲醛生产工艺氧化生成甲醛,工艺流程如下:空气与吸收塔循环尾气混合进入循环风机,加压后送到甲醇预蒸发器。
原料甲醇通过甲醇泵打到蒸发器加热气化,同时与空气和吸收塔循环尾气混合成原料气进入反应器,蒸发器由吸收塔的循环工艺流体和产品气体加热。
反应器类似一个列管式换热器,催化剂装在管内,导热油〔HTF〕在壳程。
气体混合物进入反应器管程,经过催化剂发生化学反应,甲醇转化为甲醛。
反应温度由导热油加热控制,反应过程中导热油冷凝时能副产蒸汽,副产蒸汽并入蒸汽管网。
反应方程式如下:主反应:CH3OH + 1/2O2CH2O + H2O副反应:CH3OH + 3/2O2CO2+ 2H2OCH3OH + O2HCOOH + H2O2CH2O + H2O HCOOH + CH3OH生成的反应气体经过甲醇蒸发器盘管与原料气换热后冷却,然后进入吸收塔,在吸收塔内串联的吸收级内与逆向流动的工艺水接触,当浓度到达所需要的值时〔55%〕,甲醛从吸收底部抽出,部分回流,部分由泵输到粗醛储罐暂存,甲醛浓度可以通过产品线上的质量流量计自动控制。
储运方案项目储运方案见表3.2-7。
原料、产品及其它货物的运输委托相关有危险品运输资质公司进行,主要是汽车运输。
3.2.4 拟建项目主要生产设备拟建项目生产设备见表3.2-8。
3.2.5生产工艺流程及排污节点3.2.5.1 聚甲醛生产工艺流程及排污节点项目采用共聚甲醛生产技术,利用甲醇为原料在铁钼催化剂的催化作用下氧化生成55%甲醛溶液,再利用真空浓缩工艺将55%的甲醛浓缩成为74%的甲醛溶液,浓缩后的甲醛溶液在硫酸作用下合成三聚甲醛溶液,再经苯萃取和精制得到聚合级三聚甲醛,然后分别以三聚甲醛、二氧戊环分别为聚合单体和共聚单体进行本体连续聚合得到聚甲醛,聚甲醛部分作为产品外售,部分作为原料生产改性聚甲醛。
其生产过程包括甲醛合成单元、甲醛浓缩单元、三聚甲醛合成单元、TOX精制单元、聚合单元、后处理单元、稀醛回收单元、改性单元。
(1) 甲醛合成单元甲醛合成单元以甲醇为原料,采用铁钼法甲醛生产工艺氧化生成甲醛,工艺流程如下:空气与吸收塔循环尾气混合进入循环风机,加压后送到甲醇预蒸发器。
原料甲醇通过甲醇泵打到蒸发器加热气化,同时与空气和吸收塔循环尾气混合成原料气进入反应器,蒸发器由吸收塔的循环工艺流体和产品气体加热。
反应器类似一个列管式换热器,催化剂装在管内,导热油(HTF)在壳程。
气体混合物进入反应器管程,经过催化剂发生化学反应,甲醇转化为甲醛。
反应温度由导热油加热控制,反应过程中导热油冷凝时能副产蒸汽,副产蒸汽并入蒸汽管网。
反应方程式如下:主反应:CH3OH + 1/2O2CH2O + H2O副反应:CH3OH + 3/2O2CO2+ 2H2OCH3OH + O2HCOOH + H2O2CH2O + H2O HCOOH + CH3OH生成的反应气体经过甲醇蒸发器盘管与原料气换热后冷却,然后进入吸收塔,在吸收塔内串联的吸收级内与逆向流动的工艺水接触,当浓度达到所需要的值时(55%),甲醛从吸收底部抽出,部分回流,部分由泵输到粗醛储罐暂存,甲醛浓度可以通过产品线上的质量流量计自动控制。
吸收塔顶部出来的尾气,部分返回循环风机入口,部分(G’1)送ECS催化焚烧处理系统处理,处理后废气由25m排气筒(P1)排放。
(2) 甲醛浓缩单元60℃时甲醛水溶液中游离CH2O占总量的0.1%(wt),100℃时甲醛水溶液中游离CH2O占总量的1%wt。
100℃,1atm时,醛水共沸组成中CH2O含量21%wt,CH2O组成随温度升高和压力增大而增加。
温度降低,压力降低,共沸物中CH2O含量减少,当压力低于26.6kPa(绝压),温度65℃,共沸现象消失。
甲醛浓缩单元采用真空浓缩工艺将55%的甲醛浓缩成为74%的甲醛溶液,真空浓缩工艺可有效降低醛水共沸物中甲醛含量,减少水分蒸发带走甲醛。
工艺流程如下:粗醛储槽内55%甲醛由泵加入甲醛加热器,加热后甲醛液送入真空闪蒸罐,闪蒸后的甲醛溶液浓度约为74%,经浓甲醛缓冲罐由浓醛泵送浓醛调节罐,再用泵送往三聚甲醛合成单元。
真空闪蒸罐顶部的闪蒸气由换热器冷却后进入稀醛回收罐暂存,未凝气(G’2)送1#水吸收塔处理后由30m排气筒(P2)排放。
同时在稀醛储罐加入定量的碱液来中和副产的甲酸,稀醛定期送稀醛回收单元回收甲醛。
(3) 三聚甲醛合成单元三聚甲醛(简称:TOX) 合成单元以74%的甲醛溶液为原料,在催化剂硫酸作用下反应生成TOX。
工艺流程如下:74%的甲醛溶液经泵加入TOX反应器,同时加入催化剂硫酸,通过硫酸催化74%的甲醛溶液转化成三聚甲醛。
该工序反应方程式如下:主反应:CH2O+H2 O CH2(OH)22 CH2(OH)2 (CH2O)2 H2O + H2O(CH2O)2H2O + CH2(OH)2(CH2O)3 H2O + H2O(CH2O)3 H2O (CH2O)3 + H2O副反应:(CH2O)3 H2O + CH2(OH)2 (CH2O)4 H2O + H2OnCH2(OH)2(CH2O) n H2O +(n-1)H2O2CH2O + H2O HCOOH + CH3OHHCOOH + CH3OH CH3OOCH + H2OCH2(OH)2 + 2CH3OH CH3O-CH2-OCH3 +2H2OTOX反应器出料为气态,进入第一精馏塔回收粗TOX。
精馏塔在真空系统下可使易气化的TOX气化,使不易气化的甲醛在塔底冷凝,塔内越上层的溶液组成中TOX浓度愈高,愈下层的溶液组成中甲醛浓度愈高,塔顶出料为粗TOX,冷凝后由粗TOX中间受槽储存,部分回流,部分送萃取塔提纯,不凝气(G’3)送1#水吸收塔处理后由30m排气筒(P2)排放。
精馏塔塔底出料为高浓度甲醛,由塔底泵打回TOX反应器回收利用。
(4) TOX精制单元TOX精制单元采用苯萃取精制粗TOX得到聚合级的三聚甲醛。
工艺流程如下:粗TOX由泵加入萃取塔塔底,萃取剂苯从塔上部进入萃取TOX。
萃取完毕后,加入定量碱液中和溶液中的甲酸。
中和完毕后,混合液进入塔底分层器,利用其比重不同及互不相容的特性分成TOX、苯和水溶液两层,下层水溶液经萃余相泵,部分回流,部分送至第一精馏塔回收TOX;上层TOX、苯溶液经泵送入萃取液储罐,经泵进入苯回收塔回收苯,实现苯与TOX分离。
轻组分主要为水、甲醛、苯由苯回收塔塔顶采出,经冷凝器冷凝后进入分层器,利用苯与水不互溶而形成两层,下层液体主要为水和甲醛溶液,由稀醛泵部份送稀醛储罐回收甲醛,部份回流。
上层的苯由泵打出,部份回流,部分套用于苯萃取塔。
苯回收塔塔底为含微量杂质TOX,由泵送至脱轻塔提纯TOX,塔顶不凝气(G’4)送1#水吸收塔处理后由30m排气筒(P2)排放。
苯萃取塔出料为含微量杂质的TOX,加入脱轻塔提纯。
轻组分由塔顶蒸出,经冷凝器冷凝后返回分层器,塔釜物料进入进入TOX储槽,作为供给聚甲醛生产的原料,塔顶不凝气(G’5)送1#水吸收塔处理后由30m排气筒(P2)排放。
(5) 聚合单元聚合单元以TOX为原料共聚生成聚甲醛粗料。
工艺流程如下:聚合级三聚甲醛TOX、二氧戊环、甲缩醛、氮气经线形混合器均匀混合后进入一级聚合反应器,同时加入催化剂三氟化硼乙醚络合物,以三聚甲醛为聚合单体,以二氧戊环为共聚单体,以甲缩醛为控制聚合分子量的调整剂,在反应器内进行本体聚合生产聚甲醛(POM)。
其反应方程式如下:(CH2O)3+C3H6O2H(OCH2CH2)n(OCH2)mOCH2OH反应物料依次进入后续的二级聚合反应器和三级聚合反应器,聚合反应继续进行。
三级聚合反应器出料进入四级聚合反应器反应一段时间后,加入终止剂,聚合反应在终止剂作用下停止,反应得到品质良好的POM。
聚合反应为放热反应,反应器夹套中通间接循环冷却水冷却,以控制反应器中温度。
聚合反应收率为97%。
聚合未反应气(G’6)由反应器顶部排出送焚烧炉进行焚烧处理。
四级聚合反应器出料为POM固态原始聚合物,进入粉碎机进行粉碎使POM 粉粒径小于0.8mm,研磨的POM粉通过热风送至粗料共混仓,POM粉在输送过程中被干燥,共混仓排气(G’7)由两级旋风分离回收POM颗粒后进入2#三级水吸收塔处理后由30m排气筒(P3)排空。
(6) 后处理单元后处理单元功能为将不稳定的粗料处理成合格产品。
工艺流程如下:共混仓粗料和稳定剂经计量后加入挤出机(采用电加热),挤出机的温度为180~200℃,在挤出机内高温条件下,聚合物和稳定剂在挤出机内混合均匀,不稳定末端基被降解脱除。
挤出机内为负压,降解废气(G’8)送2#三级水吸收塔处理后由30m排气筒(P3)排放。
挤出机出料为熔融态,经齿轮泵送入造粒机,造粒机为水下作业,POM料被裁减为粒状后,被送入离心干燥机进行脱水,离心废水(W’1)返回造粒机水槽,干燥机尾气(G’9)经两级旋风分离回收POM颗粒后进2#三级水吸收塔处理后由30m排气筒(P3)排空。
干燥好的POM经旋转阀加入振动筛除去不合格粒径颗粒。
POM合格品用气力输送系统送入成品包装料仓,料仓外排气(G’10)由仓顶旋风除尘器+3#水吸收塔净化处理后由30m高排气筒(P4)放空。
固体粗料部分经旋转卸料阀卸料进入包装机包装后最终送成品库存放,部分送改性单元生产改性聚甲醛。
包装过程产生粉尘(G’11)经收集后送旋风除尘器+3#水吸收塔净化处理,尾气经30m高排气筒(P4)放空。
除尘灰、不合格粒径颗粒(S’2)返回挤出机。
(7) 稀醛回收单元稀醛回收单元功能为从三聚甲醛精制单元和甲醛浓缩单元来的稀醛物料中回收粗TOX和55%的甲醛,重新套用于生产。
三聚甲醛精制单元来的稀醛溶液由泵加入甲醛分离塔,塔底再沸器以蒸汽为热媒,高浓度的TOX从塔顶侧线采出送三聚甲醛精制单元;塔底排料为稀醛溶液送加压精馏塔回收甲醛,甲醛分离塔塔顶气体经冷凝器冷凝进入塔顶冷凝器储罐,部分回流,部分冷凝有机液体(S’3)送在建工程污水处理站进行处理,不凝气(G’12)送1#水吸收塔处理后由30m排气筒(P2)排放。
甲醛浓缩单元和甲醛分离塔来的稀醛溶液与加压精馏塔塔釜出来高温废水换热到130℃后进入加压精馏塔,塔顶气体物料冷凝后进入回流罐,回流罐底液体为55%的甲醛溶液,部分回流,其余经冷却后送往甲醛浓缩单元,不凝气(G’13)送1#水吸收塔处理后由30m排气筒(P2)排放;塔釜排料为高温废水(W’2)与进料稀醛溶液换热降温并经冷却器冷却后送在建工程污水处理站进行处理。
(8) 改性单元将后处理单元来的聚甲醛加入烘箱内(以蒸汽做热源)在90℃干燥4小时,干燥后的聚甲醛通过输送机加入到密闭混料机,同时加入计量后的短玻璃纤维、增溶剂MDI、润滑剂硅酮、Irganox1010、Irganox1010、三聚氰胺、硬脂酸钙在混料机混合均匀,混料由加料管加入挤出造粒机(采用电加热),挤出造粒机的温度为190~220℃,在挤出机内高温条件下,聚甲醛和配料在挤出造粒机内混炼均匀,出料为粒状改性聚甲醛产品,包装后入成品库存放。
挤出造粒机内为负压,混炼废气(G’14)送4#三级水吸收塔处理后由30m排气筒(P5)排放;包装过程产生粉尘(G’15)经收集后送旋风除尘器+4#水吸收塔净化处理,尾气经30m高排气筒(P5)放空。
除尘灰(S’4)返回混料机。
项目项目生产工艺流程排污节点汇总见表3.2-9和图3.2-1。