共聚甲醛合成单体二氧戊环中微量水分脱除

张 燕，于 鹏（山东兖矿鲁南化肥厂，山东滕州 277500）

共聚甲醛合成单体二氧戊环中微量水分脱除

张 燕，于 鹏
（山东兖矿鲁南化肥厂，山东滕州 277500）

对共聚甲醛合成单体二氧戊环中水分含量对聚合反应的影响进行了分析，并对二氧戊环中水分的脱除方法进行了研究，利用3A分子筛对二氧戊环中微量水分进行脱除，使二氧戊环中水分含量控制在50×10-6以下。

二氧戊环；3A分子筛；水份

1　前言

共聚甲醛合成过程中杂质水分对其影响极大，反应过程中水分含量过高会使聚合反应诱导期延长，聚合反应速率下降，严重时会使聚合反应不发生，聚甲醛分子量的下降，生产的聚甲醛产品发泡，气味较大等问题。但是，水在聚合反应中也是助催化剂，在绝对无水情况下，也不能引发聚合反应。根据国内共聚甲醛生产分析，共聚甲醛中的水分含量需要控制在100×10-6以下［1］。本文选择二氧戊环中微量水分脱除作为研究对象，通过分析不同脱水剂对二氧戊环的脱除效果，选择合适的脱水剂对二氧戊环中微量水分进行脱除。

2　二氧戊环中水分分析检测方法

测量方法：采用 Karl-Fisher 法分析二氧戊环中微量水份。

工作原理：通过测量I2与水反应过程的电耗量来计算含水量

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

表1　测量相关数据情况表

3　二氧戊环中水分脱除方法选择

二氧戊环生产工艺过程中，水分脱除主要通过氢氧化钠溶液萃取吸收有机物中水分，选择NaOH溶液作为二氧戊环萃取剂、脱水剂主要有以下优点：①常用溶剂，原料成本低。②二氧戊环和水在NaOH溶液中溶解度存在差异，即：二氧戊环在NaOH溶液中的溶解度小，水在NaOH溶液中的溶解度大［2］。但氢氧化钠溶液对于二氧戊环中300×10-6以下微量水分无法彻底脱除。

4　二氧戊环脱水流程设计

4.13A分子筛脱水流程设计

根据GB/T 10504—2008中对3A分子筛脱水性能要求，本试验选择标准中条形3A分子筛中d=3.0～3.3mm优等品［3］作为二氧戊环脱水剂，3A分子筛主要装填在直径×高=400mm× 600mm脱水塔内，装填体积0.3～1m3，装填量可调整。

二氧戊环脱水流程：二氧戊环储罐→二氧戊环脱水塔→二氧戊环储罐，合格后，停止脱水流程。

分析取样部位：在二氧戊环塔出口取样，用卡尔费休水分测定仪进行测定二氧戊环中水分含量。

二氧戊环中水分含量合格标准：水分含量＜50×10-6。

4.23A分子筛的再生流程设计

再生条件：0.4MPa氮气干燥处理，氮气温度控制在150～200℃，氮气流量控制在50～80m3/h，再生合格标准：氮气的水分含量在100×10-6以下。分析方法：露点分析仪。

再生程序：首先，将脱水塔内二氧戊环回收至二氧戊环储罐，然后，用氮气以20～30 m3/h流量对脱水塔进行吹扫，脱水塔出口设置套管换热器，冷冻水换热，将气相中冷却下来二氧戊环回收至回收罐，最后，含少量二氧戊环的氮气排放至尾气吸收系统后排放。

在脱水塔出口气相取样口取样分析氮气中水分含量，小于100×10-6时，停止再生，用冷氮气冷却分子筛。

5　3A分子筛脱水试验

本试验主要选择条形3A分子筛中d=3.0～3.3mm优等品试验脱水效率、最佳装填量、脱水时间。样品选择水含量279×10-6的二氧戊环溶液30m3，总的含水量为8.37kg。

试验一：在3A分子筛装填量分别为0.2m3、0.3m3、0.5m3时，3A分子筛经过48h后脱水量分别为4.34kg、6.9kg、7.01kg。

通过试验数据可以看出，分子筛装填量越多，脱水量越高，但是当分子筛装填量达到一定量后，分子筛脱水量增加速度放缓。

试验二：在3A分子筛装填量分别为0.2m3、0.3m3、0.5m3时，3A分子筛在24h内的脱水量为3.45kg、5.65kg、6.01kg。

通过上述数据可以看出，24h内，0.3m3分子筛装填量，脱水效果最经济。3A装填量增多，对二氧戊环脱水速率影响不大。因此，选用3A装填量为0.3m3对二氧戊环进行脱水最佳。

6　脱水效果验证

以3A分子筛作为二氧戊环脱水剂，通过设计二氧戊环脱水流程，对二氧戊环进行脱水试验，得出以下结论：

1）通过3A分子筛脱水，二氧戊环中水分含量由平均279×10-6降至平均22.6×10-6，脱水率达91.8%，脱水效果明显，达到共聚甲醛合成工艺要求指标。

2）3A分子筛能够有效脱除二氧戊环中微量水分，且二氧戊环溶液剂特性不会发生改变，3A分子筛性能稳定，不易发生碎裂。

3）3A分子筛再生气体为低压氮气，不会破坏3A分子筛结构和影响3A分子筛性能，且氮气在化工生产系统中容易引入，成本低。

［1］ 王亮亮，陈科宇.微量杂质对三聚甲醛-二氧戊环共聚影响之探讨［J］.广东化工，2013，（10）.

［2］ 邵淇渝.二氧戊环反应原理及试剂的选择［J］.中国高新技术企业，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

张燕（1987—），女，山东济宁人，助理工程师，主要从事化工生产技术管理工作。