本發(fā)明涉及一種甲醛生產(chǎn)工藝，特別是涉及應(yīng)用于氨基模塑料生產(chǎn)中的，一種利用靜態(tài)混合器維持原料高混合程度的甲醛生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

氨基模塑料俗稱電玉粉，由于其原料價(jià)格低廉生產(chǎn)工藝簡單，環(huán)保易解決，制品色澤鮮艷，外觀光滑，無臭無味具有自熄及耐電弧性，耐熱、阻燃、低煙，制品尺寸穩(wěn)定，電絕緣性好和容易著色等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛用于電子、電器、汽車、機(jī)械、日用器皿等行業(yè)。目前氨基模塑料的生產(chǎn)工藝路線有2條,一條是大多數(shù)國家所采用的濕法路線,另一條是瑞士BUSS公司創(chuàng)造的BUSS法。濕法路線是:尿素(三聚氰胺)和甲醛在反應(yīng)釜內(nèi)首先生成樹脂,然后把填料及其他輔料在捏合機(jī)內(nèi)和樹脂混合,再在干燥器內(nèi)干燥,然后粉碎、球磨、過篩成最后成品。而BUSS法只有2步:尿素和甲醛在反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng),然后在高速混煉機(jī)內(nèi)加入其他填料和樹脂,高速混煉脫水即直接得粒狀產(chǎn)品。

其中，在氨基模塑料生產(chǎn)過程中難免會(huì)產(chǎn)生大量的氨基模廢水，其含有大量的甲醛，因此如何有效處理氨基模廢水以使其符合國家環(huán)保要求一直是國內(nèi)外氨基模塑料生產(chǎn)行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，“高濃度甲醛廢水處理技術(shù)的應(yīng)用和推廣”一文中對氨基模廢水的處理進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是由于其處理步驟繁瑣，一直未得到大規(guī)模的應(yīng)用。

作為氨基模塑料的主要原料之一甲醛，其生產(chǎn)方法包括銀法和鐵鉬法，而前者由于其投資少、動(dòng)力消耗低、生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢在國內(nèi)甲醛生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。銀法生產(chǎn)甲醛的基本流程為：甲醇?xì)怏w、空氣和配料蒸汽混合后進(jìn)入反應(yīng)器，在銀催化劑的作用下，混合氣發(fā)生反應(yīng)，生成甲醛氣體。由于甲醛在高溫下容易分解，降低甲醛收率，因此氣體產(chǎn)物必須盡快冷卻，冷卻后的甲醛氣體進(jìn)入吸收塔被吸收液吸收進(jìn)而產(chǎn)生熱，為了保證生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，這部分的低品質(zhì)熱必須移走，由于和循環(huán)水在換熱器內(nèi) 熱交換就容易導(dǎo)致?lián)Q熱器結(jié)垢，同時(shí)增加了涼水塔的負(fù)荷，也正因?yàn)槿绱?，此低品質(zhì)熱難以得到合理的資源化利用。

另外現(xiàn)有技術(shù)中多采用自產(chǎn)蒸汽作為配料蒸汽和空氣、甲醇?xì)庖煌M(jìn)入氧化器內(nèi)，來移走因氧化產(chǎn)生的熱量以便控制銀層的溫度，因此自產(chǎn)的蒸汽很大一部分被自己用掉而不能外售，從而增加了甲醛的生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，提供了一種充分利用甲醛吸收過程中產(chǎn)生的低品質(zhì)熱，而為克服該低品質(zhì)熱帶來的負(fù)面影響，創(chuàng)造性的將氨基模塑料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水與原料液態(tài)甲醇混合后輸送至蒸發(fā)器，不僅解決了由于吸收產(chǎn)生的低品質(zhì)熱對換熱器結(jié)垢的影響，也解決了氨基模塑料生產(chǎn)過沖中廢水處理難題，同時(shí)由于廢水中含有大量水，就降低了蒸氣配料的用量，因此具有高效、節(jié)能、環(huán)保、低成本等眾多優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種應(yīng)用于氨基模塑料生產(chǎn)中，并利用靜態(tài)混合器維持原料高混合程度的甲醛生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)裝置包括蒸發(fā)器、反應(yīng)器、吸收裝置和尾氣處理裝置，其特征在于將吸收塔中產(chǎn)生的低品質(zhì)熱作為熱源通入到蒸發(fā)器的換熱段以提供包括甲醇在內(nèi)的原料混合物揮發(fā)所需能量，其中，所述原料混合物為氨基模塑料廢水、質(zhì)量濃度為100％的液態(tài)甲醇及其它原料經(jīng)靜態(tài)混合器混合所得，所述的原料混合物中甲醇的質(zhì)量濃度為30％-80％；所述的靜態(tài)混合器具有截底錐狀的混合液進(jìn)口和混合液出口，靜態(tài)混合器內(nèi)壁上均布有多個(gè)呈正三角錐狀的混合元件，所述的正三角錐從內(nèi)壁到尖端的距離與靜態(tài)混合器的直徑比范圍為1/2-2/3，正三角錐錐角范圍為15-45°，且混合元件相對于水平面的上表面均布有多個(gè)次級混合元件。

其中，所述的吸收裝置包括第一級吸收塔和第二級吸收塔，其中，所述的其它原料可以是第二級吸收塔頂部產(chǎn)生的尾氣。

其中，所述的換熱段設(shè)備為換熱器。

其中，所述的換熱器設(shè)置在蒸發(fā)器外側(cè)，優(yōu)選在蒸發(fā)器內(nèi)部還具有額外的加熱設(shè)備。

其中，所述的換熱器設(shè)置在蒸發(fā)器內(nèi)側(cè)。

其中，所述的換熱段換熱是通過與第一級吸收塔底部的吸收液進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)的。

其中，所述的氨基模廢水主要成分為水、甲醛，其中甲醛的質(zhì)量濃度范圍為1-2％。

其中，所述的氨基模廢水預(yù)先依次經(jīng)過過濾、脫色處理。

其中，所述次級混合元件選自正四面體、三角錐體、圓錐體、弧形擋板。

本發(fā)明的有益效果是：

1.首先，將吸收塔內(nèi)吸收產(chǎn)生的低品質(zhì)熱作為甲醛蒸發(fā)熱源，解決了低品質(zhì)熱難以得到有效利用的難題，具有節(jié)能、環(huán)保、降低企業(yè)生產(chǎn)成本的優(yōu)勢。

2.其次，將氨基模塑料廢水與液態(tài)甲醇混合后輸送至蒸發(fā)器中，不僅解決了由于吸收產(chǎn)生的低品質(zhì)熱對換熱器結(jié)垢的影響，也解決了氨基模塑料生產(chǎn)過沖中廢水處理難題。在此基礎(chǔ)上，通過對氨基模塑料廢水和液態(tài)甲醇的混合溶液中的兩者質(zhì)量濃度比例的優(yōu)化，避免了混合溶液中混合溶液中存在過多甲醛氣體影響甲醇氧化反應(yīng)發(fā)生的情況。

3.另外，結(jié)合液態(tài)甲醇和氨基模廢水的理化性質(zhì)，采用理論模擬設(shè)計(jì)出特定的靜態(tài)混合器，保證了兩者混合液的受熱程度，從而維持了甲醛氧化反應(yīng)的高反應(yīng)速率。

4.最后，通過對原始氨基模廢水進(jìn)行合理的預(yù)處理步驟，以使其達(dá)到可以通過蒸發(fā)器利用，從而使得整個(gè)過程合理化；并且，由于氨基模塑料廢水中含有大量水，加入到蒸發(fā)器內(nèi)在空氣氣提作用下代替了配料蒸汽，從而節(jié)約大量的蒸汽可以外售。

附圖說明

結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明所采用的靜態(tài)混合器；

圖中，1-蒸發(fā)器，2-反應(yīng)器，3-汽包I，4-第一級吸收塔，5-第二級吸收塔，6-尾氣液封槽，7-尾氣處理器，8-汽包II，9-換熱器，10-冷凝器，11-靜態(tài)混合氣，12-混合液進(jìn)口，13-混合液出口，14-混合元件，15-次級混合元件；

a-氨基模塑料廢水，b-液態(tài)甲醇，c-空氣，d-配料蒸汽，e-甲醇-空氣-蒸汽-尾氣四元混合氣，f-粗產(chǎn)品氣，g-循環(huán)尾氣，h-產(chǎn)品，i-待處理尾氣，j-凈化后尾氣，k-蒸汽產(chǎn)品。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

現(xiàn)在結(jié)合附圖1、2和實(shí)施例對本發(fā)明即進(jìn)一步詳細(xì)的說明。該附圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本工藝流程，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示的最佳實(shí)施方式，其工藝流程如下：將氨基模塑料廢水a(chǎn)輸送至質(zhì)量濃度為100％的液態(tài)甲醇b輸送管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩種流體之間的初步混合，并經(jīng)靜態(tài)混合器11得到充分混合?；旌弦航?jīng)換熱器9加熱后進(jìn)入蒸發(fā)器1中，混合溶液在空氣c的氣提作用下、同來自汽包3的配料蒸汽d、來自吸收塔5頂部的尾氣混合，形成甲醇-空氣-蒸汽-尾氣四元混合氣e，并被輸送至反應(yīng)器2。在反應(yīng)器2中，在銀催化劑作用下發(fā)生脫氫氧化反應(yīng)，甲醇被氧化為甲醛，而該放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被汽包3吸收產(chǎn)生蒸汽，從而作為配料蒸汽d引入至蒸發(fā)器1中得以循環(huán)利用。離開反應(yīng)器2的粗產(chǎn)品氣f依次進(jìn)入第一級吸收塔4和第二級吸收塔5，經(jīng)過吸收液的吸收作用，粗產(chǎn)品氣f中的甲醛氣體被全部吸收，而吸收了高溫甲醛氣體的吸收液與前述混合液在換熱器9處換熱后進(jìn)一步被冷凝器10降溫冷卻，其中一部分吸收液繼續(xù)返回至第一級吸收塔中進(jìn)行氣體吸收，而另外一部分吸收液則作為產(chǎn)品h輸送至相應(yīng)的產(chǎn)品罐(圖中未示出)中。同樣，未被吸收液吸收的尾氣一部分作為循環(huán)尾氣g返回到蒸發(fā)器1中作為原料，而尾氣的另一部分則作為待處理尾氣i依次經(jīng)過尾氣液封槽6和尾氣處理器7的處理后排入空氣中。其中，尾氣處理器7在吸收尾氣過程中產(chǎn)生的熱量經(jīng)汽包II獲得高品質(zhì)的蒸汽，可以作為產(chǎn)品市售。

圖2為本發(fā)明所采用的靜態(tài)混合器，如圖所示，靜態(tài)混合器11具有截底錐狀的混合液進(jìn)口12和混合液出口13，靜態(tài)混合器內(nèi)壁上均布有多個(gè)呈正三角錐狀的混合元件14，所述的正三角錐從內(nèi)壁到尖端的距離與靜態(tài)混合器的直徑比2/3，正三角錐錐角為30°，且混合元件相對于水平面的上表面均布有多個(gè)次級混合元件，在這里次級混合元件為正四面體。

以上所述僅為本發(fā)明的最佳實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的原則和精神之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。