具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明第一方面提供了一种甲醛浓缩装置，其中，所述装置包括升膜式浓缩器，所述升膜式浓缩器包括换热器1以及与所述换热器1相连通设置的分离室2，其中，所述换热器1的底部设置有甲醛液进料口4。

根据本发明，本发明的升膜式浓缩器是在原有的甲醛浓缩装置的基础上增设的，其中，原有的甲醛浓缩装置包括甲醛浓缩器、精醛加热器、浓醛泵和稀醛冷凝器；具体地，原有的甲醛浓缩装置包括二级浓缩预热器、二级浓缩加热器、二级浓缩器、二级浓缩输送泵、二级浓缩稀醛循环泵、二级浓缩冷凝器、二级浓缩骤冷器、二级浓缩冷却器。

根据本发明，如图1所示，所述换热器1还内置有平行排列的换热器列管3；其中，所述换热器列管3的平行排列的列数为400-600个，优选为460-500个，更优选为47-480个；另外，所述换热器列管3的长度为3800-4200mm，优选为3900-4100mm，更优选为4000mm；以便能够使甲醛液在进入换热器列管3后，在加热蒸汽的作用下，受热沸腾迅速汽化，甲醛蒸汽在列管内迅速上升，甲醛液受到高速上升蒸汽的带动，沿管壁形成膜状上升，并继续蒸发。在本发明在，在换热器列管3的列数以及长度限定下，能够使得甲醛浓缩装置的体积小，仅仅为现有技术中的甲醛浓缩系统的体积的9-10％，而现有技术中的甲醛浓缩系统的体积大，例如，高达V＝30m³。

另外，需要说明的是，图1中的换热器列管3的上部和下部是相通的，只是在图1上画出来的显示的是“断开的”。

另外，本发明的甲醛浓缩装置的质量小(重量轻)，仅仅为现有技术中的甲醛浓缩系统的质量的10-11％，而现有技术中的甲醛浓缩系统的质量大，例如，高达M＝20.47t。在本发明中，需要说明的是，“甲醛浓缩装置的质量”指的是重量。

根据本发明，所述换热器1还包括冷凝水出口5和加热蒸汽入口6。

根据本发明，所述冷凝水出口5在距离所述换热器1的底部的150-250mm，优选180-220mm，更优选200-210mm处设置，以便于冷凝水流出。

根据本发明，所述加热蒸汽入口6在距离所述换热器1的底部的3500-4000mm，优选3650-3850mm，更优选3700-3750mm处设置，以便于加热蒸汽进入换热器列管中，用于汽化甲醛液。

根据本发明，所述分离室2在距离所述换热器1的底部的4300-4700mm，优选4400-4600mm，更优选4450-4500mm处设置，以确保在换热器1产生的一次蒸汽与液体能够进入分离室2中进行负压闪蒸。

根据本发明，所述分离室2包括浓缩后的甲醛液出口7和二次蒸汽出口8，其中，所述甲醛液出口7在所述分离室2的底部设置，以便于收集浓缩后的甲醛液，便于将浓缩后的甲醛液由浓醛输送泵送至三聚甲醛反应使用。

根据本发明，所述二次蒸汽出口8在距离所述分离室2顶部的0-300mm，优选100-200mm设置，以便于汽液分离，将二次蒸汽导出。

本发明第二方面提供了一种甲醛浓缩的方法，其中，该方法在前述所述的装置中进行，其中，该方法包括：

(a)甲醛液从换热器1底部的甲醛液进料口4进入换热器列管3中；

(b)甲醛液在换热器列管3中进行蒸发，产生的蒸汽进入换热器的分离室2中；

(c)所述蒸汽在分离室2中通过负压闪蒸使得汽液分离。

根据本发明，在步骤(a)中，所述甲醛液的进料速率为7-13t/h，优选为10-13t/h，现有技术中的进料负荷低，仅仅为F＝8t/h；在本发明中，在高进料下，能够提高产量。

根据本发明，在步骤(b)中，甲醛液在换热器列管3中进行蒸发，在本发明中，该蒸发为第一蒸发，其中，所述蒸发的条件包括：甲醛在浓缩器停留时间控制在1-2min，优选为1.5min。

根据本发明，在步骤(c)中，所述负压的条件包括：浓缩器压力控制在-89kPa至-65kPa，在本发明中，通过负压进行闪蒸，该闪蒸为第二蒸发。

根据本发明，本发明的方法还包括碱洗步骤，其中，所述碱洗操作的条件包括：换热器蒸汽阀门关闭，分离室真空破除，恢复常压。另外，碱洗不属于日常操作，可以每60天进行一次碱洗，清楚系统甲醛自聚物，保证系统的正常运行。

根据本发明，该方法通过缩短高浓度甲醛在设备内停留时间，保证单体设备长周期稳定运行，减少人员劳动强度，降低甲醛对员工健康危害，由于浓缩后的甲醛浓度能够满足三聚甲醛反应器进料要求，进而能够实现聚甲醛生产的稳定性，极大限度的实现聚甲醛产品利润最大化。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

本实施例在于说明采用本发明的装置进行甲醛浓缩的方法。

如图1所示：

甲醛液从换热器1底部的甲醛液进料口4进入到换热器列管3中，其中，甲醛液的进料速率为10t/h，换热器列管3的列数为480个，高度为4000mm；加入蒸汽由换热器1的加热蒸汽入口6进入，其中，加热蒸汽入口6在距离所述换热器1的底部的3750mm处设置，以及加热蒸汽的温度为128℃，以及加热蒸汽的通入量为2.5t/h；

在加热蒸汽的作用下，甲醛液受热沸腾迅速汽化，甲醛蒸汽在列管内迅速上升，甲醛液受到高速上升蒸汽的带动，沿管壁形成膜状上升，甲醛在浓缩器停留时间控制在1min，冷凝水从换热器1的底部的冷凝水出口5流出，其中，冷凝水出口5在距离所述换热器1的底部的200mm处设置；

产生的蒸汽与液相共同进入换热器的分离室2，在压力为-70kPa下，负压闪蒸，汽液充分分离，其中，分离室2在距离所述换热器1的底部的3200mm处设置。

结果汽相(二次蒸汽)由距离所述分离室2顶部的150mm处设置的二次蒸汽出口8经系统真空抽出；以及浓缩后72％的高浓度甲醛经甲醛液出口7由浓醛输送泵送至三聚甲醛反应使用；另外，运行周期设计为60天，浓缩比为5.0。

实施例2

本实施例在于说明采用本发明的装置进行甲醛浓缩的方法。

如图1所示：

甲醛液从换热器1底部的甲醛液进料口4进入到换热器列管3中，其中，甲醛液的进料速率为7t/h，换热器列管3的列数为400个，高度为3800mm；加入蒸汽由换热器1的加热蒸汽入口6进入，其中，加热蒸汽入口6在距离所述换热器1的底部的3500mm处设置，以及加热蒸汽的温度为128℃，以及加热蒸汽的通入量为1.2t/h；

在加热蒸汽的作用下，甲醛液受热沸腾迅速汽化，甲醛蒸汽在列管内迅速上升，甲醛液受到高速上升蒸汽的带动，沿管壁形成膜状上升，甲醛在浓缩器停留时间控制在1分钟，冷凝水从换热器1的底部的冷凝水出口5流出，其中，冷凝水出口5在距离所述换热器1的底部的150mm处设置；

产生的蒸汽与液相共同进入换热器的分离室2，在压力为-89kPa下，负压闪蒸，汽液充分分离，其中，分离室2在距离所述换热器1的底部的4300mm处设置。

结果汽相(二次蒸汽)由距离所述分离室2的顶部处设置的二次蒸汽出口8经系统真空抽出；以及浓缩后68％的高浓度甲醛经甲醛液出口7由浓醛输送泵送至三聚甲醛反应使用；另外，运行周期设计为55天，浓缩比为4.6。

实施例3

本实施例在于说明采用本发明的装置进行甲醛浓缩的方法。

如图1所示：

甲醛液从换热器1底部的甲醛液进料口4进入到换热器列管3中，其中，甲醛液的进料速率为13t/h，换热器列管3的列数为600个，高度为4200mm；加入蒸汽由换热器1的加热蒸汽入口6进入，其中，加热蒸汽入口6在距离所述换热器1的底部的4000mm处设置，以及加热蒸汽的温度为130℃，以及加热蒸汽的通入量为3.0t/h；

在加热蒸汽的作用下，甲醛液受热沸腾迅速汽化，甲醛蒸汽在列管内迅速上升，甲醛液受到高速上升蒸汽的带动，沿管壁形成膜状上升，甲醛在浓缩器停留时间控制在2分钟，冷凝水从换热器1的底部的冷凝水出口5流出，其中，冷凝水出口5在距离所述换热器1的底部的300mm处设置；

产生的蒸汽与液相共同进入换热器的分离室2，在压力为-65kPa下，负压闪蒸，汽液充分分离，其中，分离室2在距离所述换热器1的底部的4700mm处设置。

结果汽相(二次蒸汽)由距离所述分离室2的顶部处设置的二次蒸汽出口8经系统真空抽出；以及浓缩后70％的高浓度甲醛经甲醛液出口7由浓醛输送泵送至三聚甲醛反应使用；另外，运行周期设计为60天，浓缩比为4.8。

对比例1

采用现有的甲醛浓缩系统，即，该装置不包括升膜式浓缩器。

具体地：甲醛浓缩器、精醛加热器、浓醛泵、稀醛冷凝器。

结果：进料负荷低：F＝8t/h；运行周期短：运行15左右天需停车清洗，人员劳动强度大，影响整个生产的连续性；以及将甲醛浓度提至60％，浓缩效果不理想，浓缩后的甲醛浓度无法满足三聚甲醛反应器进料要求。

根据实施例1-3和对比例1的结果可知：采用本发明的甲醛浓缩方法，采用本发明的甲醛浓缩装置，增设升膜式浓缩器，通过负压闪蒸，将甲醛浓度提高至70％，供三聚甲醛反应使用。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。