6000吨聚甲醛改性车间的设计【文献综述】.doc

文献综述 化学 6000吨聚甲醛改性车间的设计 摘要： 本项目的研究范围是在兖矿鲁南化肥厂生产的聚甲醛的基础上，根据市场的需求，采用物理共混的方式生产改性聚甲醛，主要由干燥、混合、挤出、切粒、包装等工艺单元构成，选用不同的助剂和工艺参数来对其改性的品种、数量及工艺，生产出合格的产品，负责现场调试和技术改进。 关键词：聚甲醛；改性；工艺 一、项目背景 2009年2月19日，国务院审议并原则通过了《石化产业和轻工业产业调整振兴规划》，鼓励发展的十大产业之一就是工程塑料，明确指出重点发展特种功能材料、高性能结构材料、复合材料、环保节能材料等产业群，建立和完善新材料创新体系。 从需求方面看，聚甲醛在工程塑料中排行第三，由于聚甲醛具有耐摩擦、耐磨耗及承受高负荷的优点，因而能够部分替代有色金属如铜、锌、铝等制作结构零件，同时，聚甲醛的应用领域不断扩张，除了在汽车、电子、机械等方面的应用，聚甲醛在医疗技术、运动器械方面，也表现出较好的需求增长态势。 随着聚甲醛应用领域的突破，对聚甲醛的需求总量会不断增长，我国聚甲醛行业的未来增长空间较大。为此，对聚甲醛产业链的延伸，开拓高性能的聚甲醛产品。聚甲醛改性项目的建设有利于现有产业结构进行调整，拓展产品领域，增加高附加值产品种类，保证公司持续、稳定、良性的发展。 二、项目内容 2.1设计范围 本项目的研究范围是在兖矿鲁南化肥厂生产的聚甲醛的基础上，提供对其改性的品种、数量及工艺，生产出合格的产品，负责现场调试和技术改进。 2.2 设计依据 2.2.1 编制依据 1、国家有关节能减排、工程塑料产业扶植鼓励政策。 2、国外专利商提供的聚甲醛技术资料。 3、兖矿鲁南化肥厂提供的设计基础资料。 2.2.2编制原则 1、采用具有国际先进水平、并经生产实践证明成熟、可靠的工艺技术，保证装置安全稳定长周期运行。 2、坚持最大国产化原则，最大限度降低进口设备数量，降低工程投资，加快工程建设进度。 3、严格执行国家、地方消防、劳动安全法律和法规。 4、本可行性研究报告的内容和深度参照《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》编制。 2.3装置规模及组成 本装置生产规模确定为6000 t/a的改性聚甲醛，年操作300天，两条生产线，每条生产线的生产能力为800 kg/hr，间歇性生产方式，生产9个不同的产品。产品设计系根据市场的需求，选用不同的助剂和工艺参数来提高聚甲醛某一方面的特殊性能，如：增韧性、耐磨性、机械强度、耐候性、阻燃性及热稳定性等。 本装置主要采用物理共混的方式生产改性聚甲醛，主要由干燥、混合、挤出、切粒、包装等工艺单元构成，其中挤出单元为改性反应装置，其余都为生产辅助装置。该工艺没有中间产物，主要的副产物为聚甲醛的废料及其在螺杆挤出机中因受热过度而降解生成的少量甲醛气体。 2.4工艺说明 聚甲醛（POM）是以甲醛、三聚甲醛等为原料聚合而成，主链为-CH2-O-，是没有侧链的高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。POM以其原料价廉易得、加工成型方便、力学性能优良而成为五大工程塑料之一，年产量仅次于尼龙和聚碳酸酯。 聚甲醛突出的优点如下： 1）非常高的机械强度和刚性（在所有工程塑料中POM的拉伸强度最高）； 2）优异的耐疲劳特性和耐多次冲击性能（其一次耐冲击性能比PC、ABS、HIPS稍差，但耐多次冲击性能则比三者好得多）； 3）优良的自润滑性和耐磨性（耐磨性略低于尼龙，高于聚甲基丙烯酯甲酯）； 4）良好的尺寸稳定性和耐湿性，吸水率很小（透气和透水蒸气性较低）； 5）良好的电性能，其介电损耗极小（POM的电导、介电常数、体积电阻几乎不随温度和湿度的变化而改变，且均聚POM的耐电弧性也非常好）； 6）较广泛的使用温度，可在-40℃～120℃内长期使用； 7）良好的耐化学品性，在常温下除了可溶于全氟丙酮和三氟乙酸外，几乎不溶于任何一种有机溶剂。 尽管通用聚甲醛具有上述优良的性能，但因其结晶度高、晶粒大、含氧高等结构特点，具有以下不足之处： 1）冲击韧性低、缺口敏感性大，往往以脆性方式断裂； 2）耐热性差，其末端半缩醛端基容易受热氧化降解，加工条件要求苛刻； 3）阻燃性较差，极限氧指数仅为15％，是极易燃烧的塑料品种，即便添加阻燃剂也难以达到满意的要求； 4）在光、热或氧的作用下极易形成过氧化游离基，使得分子链断裂，耐候性不理想，室外应用必须添加稳定剂； 5）POM分子链中既没有可以与其他聚合物反应的官能团，又难以形成氢键，与其它聚合物相容性较差，增加了对其改性的难度。 鉴于POM本身优点和不足之处，可通过对POM进行改性以弥补不足、彰显优点，提高POM的综合性能，进一步拓宽其应用领域，从而大大提高POM工业应用价值，充分发挥其作为工程塑料的优异性能。 聚甲醛改性可分为化学改性和物理改性。化学改性包括共聚、嵌