一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺制造技术

技术编号:14446418 阅读:167 留言:0更新日期:2017-01-15 14:22
本发明专利技术涉及一种甲醛的生产工艺,尤其是涉及一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺。该甲醛生产工艺充分利用了甲醛生产过程中产生的吸收热量,同时将氨基模塑料生产过程中产生的废水与原料液态甲醇混合后输送至蒸发器,其不仅解决了吸收塔产生的低品质热对换热器结垢的影响,也解决了氨基模塑料生产过程中废水处理难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲醛生产工艺,特别是涉及应用于氨基模塑料生产中的,一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺
技术介绍
氨基模塑料俗称电玉粉,由于其原料价格低廉生产工艺简单,环保易解决,制品色泽鲜艳,外观光滑,无臭无味具有自熄及耐电弧性,耐热、阻燃、低烟,制品尺寸稳定,电绝缘性好和容易着色等优点,因而广泛用于电子、电器、汽车、机械、日用器皿等行业。目前氨基模塑料的生产工艺路线有2条,一条是大多数国家所采用的湿法路线,另一条是瑞士BUSS公司创造的BUSS法。湿法路线是:尿素(三聚氰胺)和甲醛在反应釜内首先生成树脂,然后把填料及其他辅料在捏合机内和树脂混合,再在干燥器内干燥,然后粉碎、球磨、过筛成最后成品。而BUSS法只有2步:尿素和甲醛在反应釜内反应,然后在高速混炼机内加入其他填料和树脂,高速混炼脱水即直接得粒状产品。其中,在氨基模塑料生产过程中难免会产生大量的氨基模废水,其含有大量的甲醛,因此如何有效处理氨基模废水以使其符合国家环保要求一直是国内外氨基模塑料生产行业关注的焦点。在现有技术中,“高浓度甲醛废水处理技术的应用和推广”一文中对氨基模废水的处理进行了较为详细的说明,但是由于其处理步骤繁琐,一直未得到大规模的应用。作为氨基模塑料的主要原料之一甲醛,其生产方法包括银法和铁钼法,而前者由于其投资少、动力消耗低、生产成本低的优势在国内甲醛生产中占据主导地位。银法生产甲醛的基本流程为:甲醇气体、空气和配料蒸汽混合后进入反应器,在银催化剂的作用下,混合气发生反应,生成甲醛气体。由于甲醛在高温下容易分解,降低甲醛收率,因此气体产物必须尽快冷却,冷却后的甲醛气体进入吸收塔被吸收液吸收进而产生热,为了保证生产的继续进行,这部分的低品质热必须移走,由于和循环水在换热器内热交换就容易导致换热器结垢,同时增加了凉水塔的负荷,也正因为如此,此低品质热难以得到合理的资源化利用。另外现有技术中多采用自产蒸汽作为配料蒸汽和空气、甲醇气一同进入氧化器内,来移走因氧化产生的热量以便控制银层的温度,因此自产的蒸汽很大一部分被自己用掉而不能外售,从而增加了甲醛的生产成本。本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处,通过优化设计,提供了一种充分利用甲醛吸收过程中产生的低品质热,而为克服该低品质热带来的负面影响,创造性的将氨基模塑料生产过程中产生的废水与原料液态甲醇混合后输送至蒸发器,不仅解决了由于吸收产生的低品质热对换热器结垢的影响,也解决了氨基模塑料生产过冲中废水处理难题,同时由于废水中含有大量水,就降低了蒸气配料的用量,因此具有高效、节能、环保、低成本等众多优点。
技术实现思路
本专利技术所采用的技术方案是一种应用于氨基模塑料生产中,并利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺,其生产装置包括蒸发器、反应器、吸收装置和尾气处理装置,其特征在于将吸收塔中产生的低品质热作为热源通入到蒸发器的换热段以提供包括甲醇在内的原料混合物挥发所需能量,其中,所述原料混合物为氨基模塑料废水、质量浓度为100%的液态甲醇及其它原料经静态混合器混合所得,所述的原料混合物中甲醇的质量浓度为30%-80%;所述的静态混合器具有截底锥状的混合液进口和混合液出口,静态混合器内壁上均布有多个呈正三角锥状的混合元件,所述的正三角锥从内壁到尖端的距离与静态混合器的直径比范围为1/2-2/3,正三角锥锥角范围为15-45°,且混合元件相对于水平面的上表面均布有多个次级混合元件。其中,所述的吸收装置包括第一级吸收塔和第二级吸收塔,其中,所述的其它原料可以是第二级吸收塔顶部产生的尾气。其中,所述的换热段设备为换热器。其中,所述的换热器设置在蒸发器外侧,优选在蒸发器内部还具有额外的加热设备。其中,所述的换热器设置在蒸发器内侧。其中,所述的换热段换热是通过与第一级吸收塔底部的吸收液进行换热实现的。其中,所述的氨基模废水主要成分为水、甲醛,其中甲醛的质量浓度范围为1-2%。其中,所述的氨基模废水预先依次经过过滤、脱色处理。其中,所述次级混合元件选自正四面体、三角锥体、圆锥体、弧形挡板。本专利技术的有益效果是:1.首先,将吸收塔内吸收产生的低品质热作为甲醛蒸发热源,解决了低品质热难以得到有效利用的难题,具有节能、环保、降低企业生产成本的优势。2.其次,将氨基模塑料废水与液态甲醇混合后输送至蒸发器中,不仅解决了由于吸收产生的低品质热对换热器结垢的影响,也解决了氨基模塑料生产过冲中废水处理难题。在此基础上,通过对氨基模塑料废水和液态甲醇的混合溶液中的两者质量浓度比例的优化,避免了混合溶液中混合溶液中存在过多甲醛气体影响甲醇氧化反应发生的情况。3.另外,结合液态甲醇和氨基模废水的理化性质,采用理论模拟设计出特定的静态混合器,保证了两者混合液的受热程度,从而维持了甲醛氧化反应的高反应速率。4.最后,通过对原始氨基模废水进行合理的预处理步骤,以使其达到可以通过蒸发器利用,从而使得整个过程合理化;并且,由于氨基模塑料废水中含有大量水,加入到蒸发器内在空气气提作用下代替了配料蒸汽,从而节约大量的蒸汽可以外售。附图说明结合附图和实施例对本专利技术进一步说明:图1为本专利技术的工艺流程图;图2为本专利技术所采用的静态混合器;图中,1-蒸发器,2-反应器,3-汽包I,4-第一级吸收塔,5-第二级吸收塔,6-尾气液封槽,7-尾气处理器,8-汽包II,9-换热器,10-冷凝器,11-静态混合气,12-混合液进口,13-混合液出口,14-混合元件,15-次级混合元件;a-氨基模塑料废水,b-液态甲醇,c-空气,d-配料蒸汽,e-甲醇-空气-蒸汽-尾气四元混合气,f-粗产品气,g-循环尾气,h-产品,i-待处理尾气,j-净化后尾气,k-蒸汽产品。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明:现在结合附图1、2和实施例对本专利技术即进一步详细的说明。该附图为简化的示意图,仅以示意方式说明本专利技术的基本工艺流程,因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示的最佳实施方式,其工艺流程如下:将氨基模塑料废水a输送至质量浓度为100%的液态甲醇b输送管道内实现两种流体之间的初步混合,并经静态混合器11得到充分混合。混合液经换热器9加热后进入蒸发器1中,混合溶液在空气c的气提作用下、同来自汽包3的配料蒸汽d、来自吸收塔5顶部的尾气混合,形成甲醇-空气-蒸汽-尾气四元混合气e,并被输送至反应器2。在反应器2中,在银催化剂作用下发生脱氢氧化反应,甲醇被氧化为甲醛,而该放热反应产生的热量被汽包3吸收产生蒸汽,从而作为配料蒸汽d引入至蒸发器1中得以循环利用。离开反应器2的粗产品气f依次进入第一级吸收塔4和第二级吸收塔5,经过吸收液的吸收作用,粗产品气f中的甲醛气体被全部吸收,而吸收了高温甲醛气体的吸收液与前述混合液在换热器9处换热后进一步被冷凝器10降温冷却,其中一部分吸收液继续返回至第一级吸收塔中进行气体吸收,而另外一部分吸收液则作为产品h输送至相应的产品罐(图中未示出)中。同样,未被吸收液吸收的尾气一部分作为循环尾气g返回到蒸发器1中作为原料,而尾气的另一部分则作为待处理尾气i依次经过尾气液封槽6和尾气处理器7的处理后排入空气中。其中,尾气处理器7在吸收尾气过程中产生的热量经汽包II获得高品质的蒸汽,可以作本文档来自技高网
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一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺

【技术保护点】
一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺,该工艺应用于氨基模塑料生产中,其生产装置包括蒸发器、反应器、吸收装置和尾气处理装置,其特征在于将吸收塔中产生的低品质热作为热源通入到蒸发器的换热段以提供包括甲醇在内的原料混合物挥发所需能量,其中,所述原料混合物为氨基模塑料废水、质量浓度为100%的液态甲醇及其它原料经静态混合器混合所得,所述的原料混合物中甲醇的质量浓度为30%‑80%;所述的静态混合器具有截底锥状的混合液进口和混合液出口,静态混合器内壁上均布有多个呈正三角锥状的混合元件,所述的正三角锥从内壁到尖端的距离与静态混合器的直径比范围为1/2‑2/3,正三角锥锥角范围为15‑45°,且混合元件相对于水平面的上表面均布有多个次级混合元件。

【技术特征摘要】
1.一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺,该工艺应用于氨基模塑料生产中,其生产装置包括蒸发器、反应器、吸收装置和尾气处理装置,其特征在于将吸收塔中产生的低品质热作为热源通入到蒸发器的换热段以提供包括甲醇在内的原料混合物挥发所需能量,其中,所述原料混合物为氨基模塑料废水、质量浓度为100%的液态甲醇及其它原料经静态混合器混合所得,所述的原料混合物中甲醇的质量浓度为30%-80%;所述的静态混合器具有截底锥状的混合液进口和混合液出口,静态混合器内壁上均布有多个呈正三角锥状的混合元件,所述的正三角锥从内壁到尖端的距离与静态混合器的直径比范围为1/2-2/3,正三角锥锥角范围为15-45°,且混合元件相对于水平面的上表面均布有多个次级混合元件。2.根据权利要求1所述的一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺,其特征在于吸收装置包括第一级吸收塔和第二级吸收塔,其中,所述的其它原料可以是第二级吸收塔顶部产生的尾气。3.根据权利要求1所述的一种利用静态混合器维持原料高混合程度的甲醛生产工艺,其特征在于所述的换热段设备为...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖和平曹大伟张军
申请(专利权)人:常州乔尔塑料有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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