脲醛树脂制造所用的尿素及甲醛.docx

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脲醛树脂制造所用的尿素及甲醛

脲醛树脂制造所用的尿素与甲醛的供给和计量

脲醛树脂是人造板行业中利用的重要原料之一，对人造板的质量起着决定性的作用，而且在人造板的本钱中占重腹地以纤维板和刨花板为例，脲醛树脂的原料用量与木材用量之比（质量比）约为1：

（7．5-8．5），但由于其单价较高，因此对本钱的阻碍别离占25％与45％左右。

尿素和甲醛的原料价钱高低、质量好坏及计量准确与否，对人造板生产企业的经济效益及产品质量阻碍庞大。

1尿素

1．1尿素的计量在讨论那个问题之前，不妨先介绍一下国外大型企业是如何解决那个问题的。

2005年美国GP公司曾数次派代表团到我公司进行交流。

据介绍，他们采纳的是特制的火车槽车装运散装尿素，每辆椭圆形槽车下有个锥形斗。

经火车地磅过秤后，即可将尿素通过锥形斗装入螺旋输送机中，再通过斗式提升机进入工厂的锥形储斗，储斗筒形侧壁有料位监视装置，锥部侧壁装有活塞式空气振动器，支座上装有电子秤。

向胶罐加料时，启动储斗出口的旋转给料阀，通过电子秤上显示的质量转变即可得知向胶罐中加入的尿素养量。

其优势可归纳如下。

1．1．1采纳散装尿素可降低本钱

采纳散装尿素，不利用包装袋，也不需要人工搬运尿素，可降低本钱。

国内目前尚无散装尿素，均为袋装尿素，有40kg／袋与50kg／袋两种包装，包装材采纳每吨包装费约为50-60元，人工装卸搬运费假设以10元／t计，那么二者共需60～70元／t。

一个年耗尿素3万t人造板生产企业，如能省下这笔开支，一年即可增加l80～2l0万元。

散装尿素的前提是要有货源，而且尿素流动性要好且无结块。

据了解，国内大型尿素装置（50万t／年）均有散装尿素库，而且由于生产稳固，各项操作指标操纵严格，所以通常尿素均不结块。

但是，国内人造板生产企业一样没有进厂专用铁线路，采纳上述铁路槽车有必然的困难，但可考虑采纳特制的汽车槽车（或翻斗车改装），将尿素从散装尿素库装车后运至利用点。

周围有大型尿素装置的人造板企业可考虑采纳那个方案。

为了降低本钱、减少包装袋的能耗和对环境的污染，应慢慢提倡和推行散装尿素，就像推行散装水

泥一样。

1．1．2电子秤自动计量可减少误差

利用电子秤自动计量，可减少人工读数误差。

但是，我国人造板生产企业大多自设树脂车间，袋装尿

素进厂时虽已通过汽车地磅秤量，但在投料前一样

均再也不秤量，而是通过加料斗中所加入的尿素袋数，估算出所加尿素的质量，这就存在着许多误差。

国内只有少数厂家的尿素加料斗、甲醛计量罐或制胶罐支座上安装有电子秤，对尿素或甲醛投料的准确计量很是有利，那个方法尔后应推行利用1．2尿素的质量指标1．2．1尿素纯度与水分

脲醛树脂的质量对纤维板的各项质量指标，特别是甲醛释放量具有决定性的作用。

为了降低纤维

板中甲醛的释放量，需要采取多种方法，其中最有效的手腕确实是降低脲醛树脂中甲醛与尿素的n（F）m（U）比值。

但n（F）／n（U）比值的降低也是有限度的，太低的-（F）m（U）比值会致使树脂不能专门好地交联成网状结构，从而令人造板的胶合强度下降，同时会产生树脂贮存时刻短和固化时刻长等不良后果。

n（F）（U）比值的细微转变均会致使树脂质量较大的波动，从

而阻碍板材的质量。

在n（F）／n（u）比值较低的胶水中川（F）／n（U）比值的准确性就显得超级重要。

脲醛树

脂的原料是尿素和甲醛，甲醛较易测定，一样均依照所测定的浓度调整投料量。

要操纵n（F）（u）比值，除甲醛外，还必需了解尿素的纯度。

但尿素包装袋上印制

的含氮量并非能反映尿素的纯度。

第一，尿素中的杂质缩二脲及亚甲基二脲均含氮；其次，尿素含氮量是按干基折算的，当含水较多时，就与实物含氮量有较大的不同。

但很多人并非了解这一点，往往被包装袋上印制的含氮量所迷惑，以为含氮≥46％，尿素纯度就≥98．56％（实物含氮量／理论含氮量-46~6．67），实际上扣除水分及其它杂质后，尿素的纯度就大打折扣了。

另外要说明的是，一些用甲醛处置的包膜缓效尿

素，往往含有较多的亚甲基二脲。

人们常常能够看到包装袋内的尿素结成像冰一样的硬块，依照笔者的体会，其水分含量至少在2％或更多。

若是包装袋未破损，那么其水分只能推断为尿素生产进程中所带来的，而不是在贮存进程中所

产生的。

也就足说50kg一袋的尿素实际只含49或更少些，即实际尿素价钱已上涨了2％。

一个年耗尿素3万t的人造板企业，一年内可能多开支一百多万元向尿素生产厂家购买水分。

对结块严峻的尿素，投料时还必需额外消耗人工将结块进行破碎处理，以避免卡住加料斗。

即便如此，还不免结块尿素人釜，造成反映进程中局部尿素浓度太高，致使局部物

料配比失控。

固然尿素堆放太久也会有结块现象，但

若是水分不超标，其结块一拍即散，说明只是表面受压粘接，与上述情形完全不同。

l-2．2缩二脲

据研究，在制备低n（F）／n（U）比值的脲醛树脂

，假设缩二脲含量大于l％时，那么树脂在贮存进程中羟甲基含量会明显降低lI1，从而阻碍其粘接性能。

在生产中还能够看到，在制造低n（F）／n（U）比值的E1级脲醛树脂进程中，假设缩二脲>1％时，除具有上述情况外，所制得的脲醛树脂稳固性差，存放1d就有少许白色沉淀物产生。

1．3尿素的定点供给

由于人造板生产企业化验力量有限，尿素的质量

想通过化验把关并非容易。

尿素含氮量及缩二脲含量分析要利用特定仪器，即便尿素中的水分含量也要采用卡尔·费休法测定（不能简单采纳烘干法测定）；另

外，还要培育训练有素的化验员。

在实验室中很容易操纵的n（F）／n（U）比值，到了工业化大生产中却成了一个工程问题。

如何保证投料时尿素计量的准确性，

从而正确操纵n（F）（U）比值值得进一步探讨。

我国虽是一个尿素的生产大国，但尿素生产企业众多，其工艺流程、生产规模及治理水平不同甚

大。

严格来讲，脲醛树脂应采纳工业级尿素，依照GB2440—2001标准中的相关规定，工业一级品尿素中含氮量≥463％，缩二脲40．9％，水中不溶物≤0．01％，游离氨40．02％，铁40．0005％，水分40．5％，这是比较适合的。

但国内99％以上的尿素均为农用尿素，生产工业级尿素需要特设的流程来保证质量指标，价钱也相对提高。

因此通常只选用农用尿素一级品或优级品，其缩二脲含量别离为≤1．0％与0．9％（详见GB2440—2001）。

但由于国内中小尿素生产企业的治理与自控水平不高、生产不稳固且波动大，包装袋上印制的含氮量、质量及产品品级等指标不一定与袋内实物相符合。

那么如何来保证尿素的质量呢?

笔者建议，在中国特定的条件下，可考虑采纳购买名牌产品的方法，定点供给，即尽可能选用大装置（单套≥50万t／年）生产的尿素，其理由如下所述。

（1）尿素中的缩二脲主若是在尿素蒸发进程中产生，2分子尿素在高温下缩合成1分子缩二脲并

放出1分子氨。

尿素生产的最后一个工序，是将浓度为74％的尿液在高温（130-138℃）及高真空（3~10kPa）

下持续蒸发浓缩到99．7％的浓度，然后在造粒塔高空喷洒而出，冷却造粒。

其蒸发温度、压力及浓度正

好适合缩二脲的生成，因此尿素中含有缩二脲是不可幸免的。

但在持续蒸发的进程中，停留时刻愈短，缩二脲的含量就愈低；而对产量低的生产装置而言，由于尿液在蒸发进程中停留时刻较长，因此缩二脲的含量就较高、游离氨的含量也可能较高。

而采纳日本改良C法生产的结晶尿素（沸腾干燥脱水），因其

生产工艺流程特殊，所得尿素中缩二脲含量大幅下降（≤0．5％），但国内很少有如此的生产企业。

（2）尿素中的水分也受制于尿素蒸发进程。

大型尿素生产装置由于自控精度高、温度及真空度波动较小，所以生产相对较稳固，因此较能保证水分不超标（≤0．5％）；而中小尿素生产装置不免有蒸发温度及真空度的波动，其水分必然常常超标，难以稳固，这对农用而言或许无害，但工业用却未必适合。

（3）以天然气为原料的大型尿素生产装置，其原料天然气成份相对较均匀、杂质较少，因此尿素中其它杂质（如硫酸盐）也就能够操纵在较低的水平。

（4）从袋装尿素的计量准确性来讲，自控程度高的自动包装机可做到每袋包装质量误差为±0．4％，但也有很多企业每袋包装质量误差为±1％（通常正误差较少，而负误差较多）。

若是袋装计量误差为一1％，水分误差为一2％

那么实际投料比就会比所要求的投料比有一3％的出

入，这对n（F）／n（U）比值的操纵带来了难以容忍的

不确信性。

2甲醛

2．1甲醛的供给国内人造板生产企业所用的甲醛均为含甲醛37％的水溶液。

考虑到运输本钱，含水63％的甲醛溶液远程运输并非经济。

因此很多人造板生产企业外购甲醇、自制甲醛，造成甲醛生产企业布点分散、规模偏小，为节省投资都采纳银法工艺。

由甲醇制备甲醛只有一步氧化反映，工艺并非复杂，但利润率却很高，通常2-3年即可收回投资。

由于甲醛生产属于化工行业，而某些人造板生产企业的领导，对危险性较大的化工生产望而却步，于是往往将甲醛厂包给别人，不但损失了一大块利润，而且原料质量不必然能取得保证。

2006年8-11月及2007年9-10月，由于各类缘故造成甲醛价钱从1600元／t涨至2100元／t，很多不自产甲醛的人造板企业大吃苦头，短短几个月就损失了数百万元。

国外情形那么有所不同，他们以为各厂自制的甲醛并非是最正确选择。

一些大公司采纳甲醇消耗定额较低的铁钼法工艺生产甲醛。

为了保证平安和降低

运输费用，他们一样不向人造板生产企业出售甲醛水溶液，而是出售浓度为85％的脲醛预缩液，所以要求甲醛浓度不是37％而是50％。

一个10万t／年甲（37％）的生产企业，铁钼法比银法工艺可减少甲

醇消耗约2000t／年（600万元／年），同时副产的高压

蒸汽还有较高的利用价值。

2．2甲醛的计量

在计量方面，通常装运甲醛的汽车槽车是通过地磅秤量的。

但是从甲醛贮罐向制胶罐投料时，除少数厂家通过胶罐支座上的电子秤计量外，多数厂家是从计量槽液位置读出加料体积数。

而该体积不仅与那时的气温有关，还与读数人员的位置、标尺精度等有关，因此计量误差较大。

对安装电子秤有困难的企业，不妨可在甲醛管道上加装精度较高的、数字显示的电磁流量计（蜗街、蜗轮电磁流量计），从而读出瞬时流量与积存量以供复核。

2．3甲醛的质量指标

在甲醛质量指标的操纵方面，除甲醛浓度外，就是甲醇、酸及铁离子的含量。

过去因为转化率较低，甲醛水溶液中往往含有6％-12％的甲醇。

随着技术的不断进步，甲醛转化率不断提高，甲醛水溶液中的甲醇含量可降至0．5％左右。

可是，为了幸免气温较

低时甲醛在贮存或运输进程中的自聚，有些企业根据气温高低的不同，要求甲醛中必需添加必然量的甲醇，以延长树脂的贮存期。

但当甲醇含量提高时，反映速度会降低。

由于甲醇单价（1600元／t）较高，如每t甲醛加5％甲醇，那么本钱就增加80元／t。

因此很多企业改用聚乙酸乙烯酯缩醛化合物t2J（200元，kg），这种高效甲醛阻聚剂用量很少，一样在5．0xl0％以下。

有报导说，在37％的工业甲醛水溶液中添加该甲醛阻聚剂（4．0-5．0）xl0％后，在一32℃的低温环境下露天贮存20d，也可不能产生甲醛自聚现象，而成本只增加8-10元／t。

通常，此类阻聚剂并非阻碍脲醛树脂的反映，但用量过量时，会在树脂反映进程的加酸调剂pH时期中产生很多泡沫，干扰对反映过

程的判定，浪费不少时刻去排查缘故。

甲醛中甲酸的含量要求越低越好，因甲酸含量太高时会过量地消耗调剂pH的用碱量。

在制作三聚氰胺甲醛浸渍胶时，一般要求甲酸含量小于1．50~10％，假设含量太高时会加速其反映速度，从而阻碍胶水的质量。

甲醛中酸含量高，往往是甲醛生产进程中过度氧化所致。

但最近几年来，随着生产操纵技术的不断提高，这种情形并非多见。

依照咱们的生产体会，甲醛中铁离子含量高，不但阻碍树脂的色泽（2价铁呈黄色，3价铁呈红色）及固化时刻，而且还将显著阻碍pH调剂时的酸碱消耗量。

在加碱进行加成反映时，因生成了氢氧化铁

而多消耗了碱；而在缩聚时期加酸时，因中和氢氧化

而又多消耗了酸，这就给操作进程中的准确判定带来困难。

在制作二聚氰胺甲醛浸渍胶时，铁含量过高会使反映加倍不易操纵。

在甲醛贮罐结构方面，有人认为底部应安装热水盘管，以便气温低时可适当加热以避免沉淀，或在沉

淀产生后加热溶化。

国内人造板企业甲醛贮罐均无

搅拌装置，若是甲醛供给点太多，如何保汪甲醛原料的均匀性却也成了一个重要的问题。

困而甲醛也应定点供给，或在贮罐中增加搅拌装置。

3结语

依照上述分析，白2006年l0月起，我公司不使

用结块尿素，并要求尿素及甲醛原料尽可能从某一大型生产企业进货，避免了r大1同生产企、原料的不一致性而造成的产品质量波动。

通过一年的实践，成效明显，纤维板的各项质量指标，特别是甲醛释放量明显稳固，并略有下降。

铁