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高性能共聚甲醛成套工业制备技术开发及应用

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高性能共聚甲醛成套工业制备技术开发及应用聚甲醛(POM)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,我国研究和生产POM几乎和国外同步,但一直未能解决高效催化聚合、单体提纯等核心问题,国内市场长期依赖进口,国内售价最高达2.6万元/t。为打破国外对我国POM制造技术的垄断,云天化集团引进波兰ZAT 5千t/a共聚甲醛生产技术,进行产能放大设计建成1万t/a生产线,于2001年投产,填补了国内万吨级POM生产空白。但产能放大后出现了诸多问题,生产技术、产品质量及能耗均处于相对落后状态。

目录

技术原理、技术要点

云天化先后与清华大学、四川大学合作,开展消化吸收引进工艺技术并再创新、提升产品性能,减少资源浪费等研发工作,构建出“以企业为主体,产学研相结合”技术创新模式,开发了高性能共聚甲醛[1]成套工业制备技术,主要创新成果如下: (1)基于三聚甲醛(TOX)阳离子开环聚合反应机理,开发出新型聚合催化体系及聚合反应过程控制新工艺。聚合连续运行周期提高10倍达218天,创国内聚合长周期记录,转化率≥85%,聚合粉料残余TOX≤3%。

(2)基于TOX溶解度与温度的依赖关系,开发了TOX连续冷冻结晶工艺及套管式结晶器,提高了TOX晶体纯度并高效制备,保障聚合装置高效运行。TOX生产能力提升30%,晶体质量提升,离心分离后甲醛含量由1.5%降至0.58%,碱耗明显降低。

(3)基于聚甲醛树脂热稳定性控制技术研究,通过分子结构设计技术,开发了高效有机成核剂制备及应用技术,降低了产品球晶尺寸,改善了产品综合性能;开发POM高效吸醛剂,显著降低产品甲醛释放量;开发出高效复合润滑剂体系,有效控制POM的模垢形成。POM球晶尺寸降至20-40um,表面甲醛降至10mg/kg以下,挥发分降至0.4%,客户制件外观改善,模具维护周期提升7倍,综合性能达到国际同类优质产品水平。

(4)国内首家开发出挤出级M25通用共聚甲醛技术,产品指标达国际领先水平,打破了国外垄断并出口创汇。

(5)首创聚甲醛装置低位热回收利用工艺,产品蒸汽单耗降至6.95t/t,达到国际领先水平。

2016-2017年实现销售收入17亿,利税5亿。经关键成套技术集成,建成了国内最大的长寿6万t/a共聚甲醛生产基地,装置连续稳定运行并快速达产,由于公司各核心、关键技术取得的突破,云天化POM产品质量、产能得以大幅提升,云天化聚甲醛产能达9万t/a,位居全国第一、全球第五。打破了国外对中国POM市场的垄断,促使POM价格合理化,带动了下游产业发展,对促进我国聚甲醛工业发展,具有重要的社会意义。 本项目的实施,使云天化掌握了万吨级共聚甲醛生产制造全套工艺技术,拥有多项具有独立知识产权[2]的核心关键技术,在公司各套聚甲醛装置进行了推广应用,产生了良好的经济效益,技术经济指标达到国际先进水平,保证了云天化聚甲醛国内行业龙头地位,提高了产品市场竞争力,产品逐渐进入了高端市场

参考文献