甲醛装置聚甲醛形成的原因分析

摘 要：在甲醛生产工艺中始终伴随着聚甲醛的存在，探索聚甲醛形成的原因就显得意义重大。生产工艺中从设备到催化剂，以及其控制过程的各项工艺指标都存在很多变数来影响聚甲醛的形成，从而影响甲醛的吸收。对其逐一分析，找出相关原因，以便更好的优化工艺。

关键词：甲醛；聚甲醛；催化剂；吸收塔；晶核

1 前言

在甲醛生产过程中，聚甲醛的形成对系统生产造成很大影响，但又是不可避免的。聚甲醛形成的原因多种多样，经过不断的探索和研究，对甲醛生产工艺进行仔细研究和分析，发现了部分造成聚甲醛形成的原因，逐步分出来。其中包含了工艺生产前期准备过程中催化剂装填时因催化剂破裂造成的原因，也有生产过程中工艺指标控制不当，操作不稳造成的原因，还存在设备运行过程中引起的等，众多原因。

2 催化剂破碎引起的聚甲醛

甲醛装置要有效防止聚甲醛的形成。聚甲醛的形成影响吸收塔的良好运行，要控制聚甲醛的生成，需要从最初的催化装填开始直至生产中长期的合理工艺调整，开停车过程的正确处理等多方面精心操作，才能提高整个装置生产稳定性，提高收益。

2.1 催化剂的装填

甲醛装置中使用的催化剂颗粒较小，气装填过程又比较麻烦，不论是人工装填还是机器装填，在装填过程中不可避免会有催化剂破碎。整个装填过程要非常小心，避免过多的催化剂在装填过程中破碎。在装填工作完成后，还有很重要的一步，就是对装填好的催化剂管束进行吹灰，将其中破碎的催化剂及其粉末吹出系统。否则，这些催化剂粉末随着工艺气进入到系统塔内，在生产过程中就会成为聚甲醛形成的晶核存在，大大增加了聚甲醛形成的几率。

2.2 生产过程中催化剂的安全事故

化工生产永远都是一个动态的平衡，时刻都要考虑其安全性，一旦操作过程中工艺指标控制略有出入，就会造成或大或小的安全事故。如果在操作中反应器压力控制不当，就会造成反应器防爆板爆裂，高压泄放的气流就会引起反应器中催化剂的部分破碎，形成催化剂碎片及粉末，这些碎片和粉末如果不能及时的被清理，就会随着生产过程中的工艺气进入到吸收塔内部，附着在吸收塔内件上，成为聚甲醛形成的晶核，为聚甲醛的形成提供很好的条件。装置运行中，应精心操作，避免反应器超压，保持催化剂的良好状态。

3 控制过程的影响

在甲醛装置正常生产中，控制过程的各项指标波动都会产生不良影响。在吸收过程中温度的高低与浓度的高低成一定的比例，当温度与浓度不匹配时，就会有聚甲醛的形成，吸收系统温度控制越低，对于高浓度的甲醛越容易聚结形成聚甲醛。操作压力以及PH值的控制也决定着反应的产物以及吸收的方向，进而影响聚甲醛的形成。

甲醛反应过程有多种副反应存在：

主反应：

副反应：

各项工艺指标控制出现波动，都会造成反应中产生众多的副产物，有已知的，还有未知的，有小分子的，还有大分子聚合物。吸收塔内甲醛的吸收会形成很多低聚物：

甲醛 亚甲基二醇 低聚物

这些微量的聚合物随着工艺气进入到吸收塔内，形成聚甲醛形成的晶核，因此，吸收塔的定期清理就显得尤其重要。定期清洗可以去除吸收塔内存在的聚甲醛晶核以及已经形成的聚甲醛结晶体，从而避免大量聚甲醛的形成，给甲醛的吸收创造一个良好的环境，大大增加甲醛装置的收益率。

4 吸收塔内件故障

吸收塔内所有内件、管线在生产过程中必须保持无漏点，包括法兰、密封垫要完好，无漏点。如果管道、法兰处一旦发现泄漏，高浓度的甲醛溶液就会集中泄漏形成聚结，且聚结情况会越来越严重，时间过长，聚合的聚甲醛越来越多，越来越硬，就有可能造成塔内件的变形，损坏设备，造成不可估计的损失。对于吸收塔内件及内部管道的泄漏可以通过吸收塔上视镜来观察，一经发现吸收塔内件出现泄漏的情况，及时处理，以免造成严重的后果。

5 关于停车过程的处理

化工生产中开、停车是很正常的，而且比较频繁。而对于甲醛装置来说停车过程中的处理尤为重要。在停车时，尤其是事故状态的停车，应该在最短时间内将吸收塔底高浓度甲醛产品采出，并向吸收塔内引入较高温度的洁净水，以缓解吸收塔底因停车造成的温度下降过快而形成甲醛的聚合。一般的意外停车，在风机停运的状态下，吸收塔顶的水会在很短时间内到达吸收塔底部，而此时塔底还有高浓度甲醛产品未被采出，这些高浓度甲醛就会因为周围环境及自身温度快速下降而加快聚结速度，从而形成聚甲醛，对以后开车及后序的工艺生产正常操作造成不良影响。

在正常生产中一定会存在频繁的负荷调整，此时对吸收塔的操作进行优化调整尤其重要，控制好加减负荷与浓度调整之间的正确关系，以便很好的降低聚甲醛产生的几率，达到优化生产工艺的效果。

在停车状态时置换吸收塔，要保证用较高温度的清洁水，以防止在事故状态下，吸收塔内瞬间降温造成大量聚甲醛的形成。

6 结束语

醛生产过程中的聚甲醛形成是不可避免的，有众多的原因，如生产过程中温度，压力，PH值，催化剂、设备自身的控制等已经被发现，但还有更多的原因没有被发现。随着不断地研究和探索，一定会逐步的将聚甲醛形成的几率不断降低，从而使整个生产工艺更加优化。

参考文献

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