共聚甲醛合成單體二氧戊環(huán)中微量水分脫除

張 燕，于 鵬（山東兗礦魯南化肥廠，山東滕州 277500）

共聚甲醛合成單體二氧戊環(huán)中微量水分脫除

張 燕，于 鵬
（山東兗礦魯南化肥廠，山東滕州 277500）

對共聚甲醛合成單體二氧戊環(huán)中水分含量對聚合反應的影響進行了分析，并對二氧戊環(huán)中水分的脫除方法進行了研究，利用3A分子篩對二氧戊環(huán)中微量水分進行脫除，使二氧戊環(huán)中水分含量控制在50×10-6以下。

二氧戊環(huán)；3A分子篩；水份

1　前言

共聚甲醛合成過程中雜質(zhì)水分對其影響極大，反應過程中水分含量過高會使聚合反應誘導期延長，聚合反應速率下降，嚴重時會使聚合反應不發(fā)生，聚甲醛分子量的下降，生產(chǎn)的聚甲醛產(chǎn)品發(fā)泡，氣味較大等問題。但是，水在聚合反應中也是助催化劑，在絕對無水情況下，也不能引發(fā)聚合反應。根據(jù)國內(nèi)共聚甲醛生產(chǎn)分析，共聚甲醛中的水分含量需要控制在100×10-6以下［1］。本文選擇二氧戊環(huán)中微量水分脫除作為研究對象，通過分析不同脫水劑對二氧戊環(huán)的脫除效果，選擇合適的脫水劑對二氧戊環(huán)中微量水分進行脫除。

2　二氧戊環(huán)中水分分析檢測方法

測量方法：采用 Karl-Fisher 法分析二氧戊環(huán)中微量水份。

工作原理：通過測量I2與水反應過程的電耗量來計算含水量

H2O+C5H5N·SO2+C5H5N·I2+C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3

表1　測量相關數(shù)據(jù)情況表

3　二氧戊環(huán)中水分脫除方法選擇

二氧戊環(huán)生產(chǎn)工藝過程中，水分脫除主要通過氫氧化鈉溶液萃取吸收有機物中水分，選擇NaOH溶液作為二氧戊環(huán)萃取劑、脫水劑主要有以下優(yōu)點：①常用溶劑，原料成本低。②二氧戊環(huán)和水在NaOH溶液中溶解度存在差異，即：二氧戊環(huán)在NaOH溶液中的溶解度小，水在NaOH溶液中的溶解度大［2］。但氫氧化鈉溶液對于二氧戊環(huán)中300×10-6以下微量水分無法徹底脫除。

4　二氧戊環(huán)脫水流程設計

4.13A分子篩脫水流程設計

根據(jù)GB/T 10504—2008中對3A分子篩脫水性能要求，本試驗選擇標準中條形3A分子篩中d=3.0～3.3mm優(yōu)等品［3］作為二氧戊環(huán)脫水劑，3A分子篩主要裝填在直徑×高=400mm× 600mm脫水塔內(nèi)，裝填體積0.3～1m3，裝填量可調(diào)整。

二氧戊環(huán)脫水流程：二氧戊環(huán)儲罐→二氧戊環(huán)脫水塔→二氧戊環(huán)儲罐，合格后，停止脫水流程。

分析取樣部位：在二氧戊環(huán)塔出口取樣，用卡爾費休水分測定儀進行測定二氧戊環(huán)中水分含量。

二氧戊環(huán)中水分含量合格標準：水分含量＜50×10-6。

4.23A分子篩的再生流程設計

再生條件：0.4MPa氮氣干燥處理，氮氣溫度控制在150～200℃，氮氣流量控制在50～80m3/h，再生合格標準：氮氣的水分含量在100×10-6以下。分析方法：露點分析儀。

再生程序：首先，將脫水塔內(nèi)二氧戊環(huán)回收至二氧戊環(huán)儲罐，然后，用氮氣以20～30 m3/h流量對脫水塔進行吹掃，脫水塔出口設置套管換熱器，冷凍水換熱，將氣相中冷卻下來二氧戊環(huán)回收至回收罐，最后，含少量二氧戊環(huán)的氮氣排放至尾氣吸收系統(tǒng)后排放。

在脫水塔出口氣相取樣口取樣分析氮氣中水分含量，小于100×10-6時，停止再生，用冷氮氣冷卻分子篩。

5　3A分子篩脫水試驗

本試驗主要選擇條形3A分子篩中d=3.0～3.3mm優(yōu)等品試驗脫水效率、最佳裝填量、脫水時間。樣品選擇水含量279×10-6的二氧戊環(huán)溶液30m3，總的含水量為8.37kg。

試驗一：在3A分子篩裝填量分別為0.2m3、0.3m3、0.5m3時，3A分子篩經(jīng)過48h后脫水量分別為4.34kg、6.9kg、7.01kg。

通過試驗數(shù)據(jù)可以看出，分子篩裝填量越多，脫水量越高，但是當分子篩裝填量達到一定量后，分子篩脫水量增加速度放緩。

試驗二：在3A分子篩裝填量分別為0.2m3、0.3m3、0.5m3時，3A分子篩在24h內(nèi)的脫水量為3.45kg、5.65kg、6.01kg。

通過上述數(shù)據(jù)可以看出，24h內(nèi)，0.3m3分子篩裝填量，脫水效果最經(jīng)濟。3A裝填量增多，對二氧戊環(huán)脫水速率影響不大。因此，選用3A裝填量為0.3m3對二氧戊環(huán)進行脫水最佳。

6　脫水效果驗證

以3A分子篩作為二氧戊環(huán)脫水劑，通過設計二氧戊環(huán)脫水流程，對二氧戊環(huán)進行脫水試驗，得出以下結論：

1）通過3A分子篩脫水，二氧戊環(huán)中水分含量由平均279×10-6降至平均22.6×10-6，脫水率達91.8%，脫水效果明顯，達到共聚甲醛合成工藝要求指標。

2）3A分子篩能夠有效脫除二氧戊環(huán)中微量水分，且二氧戊環(huán)溶液劑特性不會發(fā)生改變，3A分子篩性能穩(wěn)定，不易發(fā)生碎裂。

3）3A分子篩再生氣體為低壓氮氣，不會破壞3A分子篩結構和影響3A分子篩性能，且氮氣在化工生產(chǎn)系統(tǒng)中容易引入，成本低。

［1］ 王亮亮，陳科宇.微量雜質(zhì)對三聚甲醛-二氧戊環(huán)共聚影響之探討［J］.廣東化工，2013，（10）.

［2］ 邵淇渝.二氧戊環(huán)反應原理及試劑的選擇［J］.中國高新技術企業(yè)，2011，（4）.

The Removal of Trace Water in the Synthesis of Monomer Two o

Zhang Yan，Yu Peng

Analyse of polyoxymethylene copolymer synthesis monomer oxygen E ring in the moisture content on the polymerization reaction were investigated and the dioxolane ring in the moisture removal method were studied by using 3A molecular sieve for removal of trace water in the dioxolane ring，the dioxolane ring in the moisture content control to less than 50×10-6.

two o e ring；3A molecular sieve；water

TQ326.51

A

1003-6490（2016）05-0238-01

2016-05-03

張燕（1987—），女，山東濟寧人，助理工程師，主要從事化工生產(chǎn)技術管理工作。