第一節(jié) 工業(yè)甲醛的簡介
甲醛,化學(xué)式HCHO或CH₂O,分子量30.03,又稱蟻醛。無色,對人眼、鼻等有刺激作用。氣體相對密度1.067(空氣=1),液體密度0.815g/cm³(-20℃)。熔點(diǎn)-92℃,沸點(diǎn)-19.5℃。易溶于水和乙醇。水溶液的濃度最高可達(dá)55%,通常是40%,稱做甲醛水,俗稱福爾馬林(formalin),是有刺激氣味的無色液體。工業(yè)甲醛溶液一般含37%甲醛和15%甲醇,作阻聚劑,沸點(diǎn)101℃。(可行性 研究 報告)
第二節(jié) 工業(yè)甲醛的制備技術(shù)
甲醛用途廣泛,屬生產(chǎn)工藝簡單、原料供應(yīng)充足的大眾化工產(chǎn)品。是甲醇下游產(chǎn)品樹中的主干,世界30%左 右的甲醇都用來生產(chǎn)甲醛,年產(chǎn)量在2500萬噸左右。甲醛溶液是一種濃度較低的水溶液,從經(jīng)濟(jì)角度考慮不便于長距離運(yùn)輸,所以一般都在主消費(fèi)市場附近設(shè)廠.進(jìn)出口貿(mào)易也極少。工業(yè)上主要采用甲醇氧化法和天然氣直接氧化法生產(chǎn) [2] 。
1、甲醇氧化法:在600~700℃下,使甲醇、空氣和水通過銀、銅或五氧化二礬等催化劑,直接氧化生成甲醛,用水吸收得甲醛溶液:
總反應(yīng)是放熱反應(yīng),但50~60%的甲醛是通過氧化反應(yīng)生成,而其
余部分是通過氫反應(yīng)生成。副產(chǎn)物為一氧化碳和二氧化碳、甲酸甲酯及甲酸。甲醇轉(zhuǎn)化率80%,收率以甲醇計為85%~90%。該法技術(shù)成熟,收率高,國內(nèi)外生產(chǎn)廠廣為采用。
2、天然氣氧化法:在600-680℃下,使天然氣和空氣的混合物通過鐵、鉬等的氧化物催化劑,直接氧化生成甲醛,用水吸收得甲醛溶液:
3、二甲醚氧化法:系采用合成氣高壓法合成甲醇的副產(chǎn)物二甲醚為原料,以金屬氧化物為催化劑氧化而成。
4、將甲醇蒸氣在300℃時,用銅或銀的催化劑,使甲醇脫氫氧化制得。甲醛氣體吸收水含量達(dá)36%~40%,即為甲醛溶液。將市售甲醛溶液蒸餾去除雜質(zhì),并補(bǔ)充甲醇即為試劑甲醛溶液:
5、甲醇脫氫法:甲醇直接脫氫可得到無水甲醛,同時副產(chǎn)氫氣。該工藝是極具吸引力的甲醛制備方法。其進(jìn)展關(guān)鍵在于催化劑性能的提高。
6、將氣化的甲醇與經(jīng)堿洗后的空氣、水蒸氣以1∶1.8~2.0∶0.8~1.0( 體積比)混合后,加熱至115~120℃進(jìn)行反應(yīng),在銀催化劑作用下控制反應(yīng)溫度為600~650℃,壓力0.3~0.5MPa:
反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)物急冷至80~85℃,用水吸收,然后蒸餾,蒸出未反應(yīng)的甲醇,釜液經(jīng)陰離子交換樹脂處理,所得甲醛溶液加入適量阻聚劑,攪拌混合,即得成品。
第三節(jié) 工業(yè)甲醛的應(yīng)用領(lǐng)域
化學(xué)工業(yè)
用于生產(chǎn)聚甲醛(POM) 。一般,甲醛溶液(55%)需經(jīng)濃縮至75%以上,進(jìn)行第一步聚合反應(yīng),生成三聚甲醛,然后以三聚甲醛為反應(yīng)單體,加入適量二氧五環(huán)作為共聚單體,進(jìn)行第二步聚合反應(yīng),得到長鏈聚甲醛,最終通過加入終止劑(羧酸等),通過封閉鏈端結(jié)束反應(yīng)。經(jīng)過精加工最終得到聚甲醛塑料顆粒。
聚甲醛又稱“賽鋼”,因其性能優(yōu)良,在工業(yè)機(jī)械、汽車制造、電子電器等諸多工業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)發(fā)展,POM的性能仍在進(jìn)一步提高,美國杜邦、日本寶理、中國藍(lán)星集團(tuán)、神華集團(tuán)、云天化集團(tuán)都在該領(lǐng)域積極投入 研究 ,整個POM產(chǎn)業(yè)在未來會有很大發(fā)展空間。
木材工業(yè)
用于生產(chǎn)脲醛樹脂及酚醛樹脂.由甲醛與尿素按一定摩爾比混合進(jìn)行反應(yīng)生成脲醛樹脂。由甲醛與苯酚按一定摩爾比混合進(jìn)行反應(yīng)生成酚醛樹脂。甲醛在木材加工業(yè)中不可替代的位置正在被MDI膠取代。
紡織產(chǎn)業(yè)
服裝的面料生產(chǎn),為了達(dá)到防皺、防縮、阻燃等作用,或?yàn)榱吮3钟』?、染色的耐久性,或?yàn)榱烁纳剖指校托?在助劑中添加甲醛。用甲醛印染助劑比較多的是純棉紡織品,因?yàn)榧兠藜徔椘啡菀灼鸢?,使用含甲醛的助劑能提高棉布的硬挺度。含有甲醛的紡織品,在人們穿著和使用過程中,會逐漸釋放出游離甲醛,通過人體呼吸道及皮膚接觸引發(fā)呼吸道炎癥和皮膚炎癥,還會對眼睛產(chǎn)生刺激。甲醛能引發(fā)過敏,還可誘發(fā)癌癥。廠家使用含甲醛的染色助劑,特別是一些生產(chǎn)廠家為降低成本,使用甲醛含量極高的廉價助劑,對人體十分有害。
防腐溶液
35%~40%的甲醛水溶液俗稱福爾馬林,具有防腐殺菌性能,可用來浸制生物標(biāo)本,給種子消毒等但是由于使蛋白質(zhì)變性的原因易使標(biāo)本變脆。
甲醛具有防腐殺菌性能的原因主要是甲醛能跟生物體(包括細(xì)菌)蛋白質(zhì)上的氨基發(fā)生反應(yīng)。
第四節(jié) 工業(yè)甲醛的去除方法
通風(fēng)法
通過室內(nèi)空氣的流通,可以降低室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的含量,從而減少此類物質(zhì)對人體的危害。冬天,人們常常緊閉門窗,室內(nèi)外空氣不能流通,不僅室內(nèi)空氣中甲醛的含量會增加,氡氣也會不斷積累,甚至達(dá)到很高的濃度。
優(yōu)點(diǎn):效果好,無成本。
缺點(diǎn):時間長,一般要三年以上甲醛才可以去除。
除味法
甲醛除味劑,對甲醛、苯及氨氣有害污染物的捕捉和分解,殺滅病菌、及螨蟲有害微生物,凈化空氣,消除異味 。
治理誤區(qū)
1、用水、醋、紅茶泡水來去除甲醛
紫水晶網(wǎng)上很多人介紹說,由于甲醛溶于水,可以在家里多放幾個水盆用來吸收甲醛,或者用醋或紅茶泡水等方法。甲醛易溶于水、醇和醚這是事實(shí)??諝庵械挠坞x甲醛運(yùn)動過程中遇到水后會溶入其中,這與活性炭的吸附原理類似。一盆水與空氣的接觸面積只有水盆的大小,而1克活性炭內(nèi)部孔隙的比表面積可以達(dá)到一個足球場那么大。即使在房間內(nèi)放一百盆水,其實(shí)吸附效果不會比一小包活性炭強(qiáng)多少。因此利用水、紅茶、醋等方法來吸附甲醛,顯然是不現(xiàn)實(shí)的。甲醛的釋放與室內(nèi)的溫度和濕度密切相關(guān),空氣中溫度增加,甲醛的釋放量會大大增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,空氣中相對濕度增加10%,室內(nèi)甲醛釋放量會增加5%左右。
2、用植物凈化空氣
在這一過程之中植物本身也會受到傷害,很多植物在甲醛濃度高的環(huán)境下也會受傷,嚴(yán)重的甚至死亡。其中紅花酢漿草尤其敏感,只要把它扔在甲醛濃度為0.1毫克/立方米的環(huán)境中,放上3個小時,就會有95%的葉片受傷(按面積比計算)。并且,當(dāng)甲醛濃度增加時,受傷的速度就更快了。它們只能甲醛濃度為0.4毫克/立方米的環(huán)境中堅持3個小時,然后,整個葉片變?yōu)辄S褐色且失水萎蔫,成了枯草。
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