CN104447240A - 一种制备高纯度甲缩醛的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及精细化工技术领域，是一种制备高纯度甲缩醛的方法，特征在于该工艺以甲醇和甲醛为原料，采用反应精馏技术和变压精馏技术，制备出99.9wt％的甲缩醛，然后采用分子筛吸附的方法脱除99.9wt％甲缩醛中微量的水，经分子筛吸附后甲缩醛产品中水的含量为50ppm以下，含水的分子筛经过脱水后能够回收再利用。

Description

一种制备高纯度甲缩醛的方法
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，是一种高纯度甲缩醛制备方法，尤其是一种利用分子筛吸附方法制备含水量为50ppm以下高纯度甲缩醛的生产工艺方法。
背景技术：
甲缩醛是以甲醇和甲醛溶液为原料进行缩合反应、再利用精馏提纯而制得，广泛应用于化妆品、药品、工业汽车用品、杀虫剂、皮革上光剂、清洁剂、橡胶工业、油漆、油墨等产品中。
中国专利CN1160392、CN1807378A、CN1807379A、CN1821200A、CN101302143A提出了采用萃取精馏的方法制备高纯度甲缩醛，通过甲缩醛与醇类萃取剂接触，将甲缩醛中的甲醇和水除去。该方法的缺点是引入新的杂质，并且得到的甲缩醛纯度只能达到99.8wt％。
为此，本发明采用反应精馏塔、加压精馏塔、甲醇精馏塔和吸附塔相结合的四塔工艺，最终能够获得纯度为99.9wt％以上且含水量为50ppm以下的甲缩醛产品。
发明内容：
本发明的目的是提供一种制备高纯度甲缩醛兼具低含水量的生产工艺。本发明是一种高纯度甲缩醛的制备方法，其特征在于：
以甲醇和甲醛为原料，采用反应精馏技术和变压精馏技术，制备出99.9wt％的甲缩醛，然后采用分子筛吸附的方法脱除99.9wt％甲缩醛中微量的水，经分子筛吸附后甲缩醛产品中水的含量为50ppm以下，含水的分子筛经过脱水后能够回收再利用；
工艺流程及工艺条件包括：
甲醇进料3和甲醛溶液进料1分别从反应精馏塔T1的下部和上部进入，逆流接触进行反应，反应段的温度为70-82℃；反应精馏塔T1塔顶采出的甲缩醛-甲醇、甲缩醛-水共沸混合物进入到加压精馏塔T2，加压精馏塔T2的操作压力在0.5-1.0MPa，加压精馏塔T2塔顶温度在90-120℃，加压精馏塔T2塔釜温度在100-130℃；加压精馏塔T2塔釜得到99.9wt％以上的甲缩醛产品6；
反应精馏塔T1塔釜排出的废水进入常规污水处理系统进行处理，物料5经过加压精馏塔T2塔进行加压精馏分离，共沸混合物的组成被破坏，甲缩醛在加压精馏塔T2塔釜被提浓，加压精馏塔T2塔顶采出的物料7为甲缩醛、甲醇和水的混合物，该部分进入甲醇回收塔T3，经常压分离后回收塔T3塔顶得到甲缩醛-甲醇、甲缩醛-水的共沸物9进入加压精馏塔T2循环处理，回收塔T3塔釜回收得到99.9wt％以上的甲醇8返回与甲醇进料2混合后作为反应精馏塔T1甲醇进料3使用；
加压精馏塔T2塔釜所得到99.9wt％以上的甲缩醛产品6再从塔顶进入吸附塔T4进行脱水，吸附塔T4塔釜得到含水量为50ppm以下的高纯甲缩醛10；吸附塔T4的操作压力为常压，操作温度不高于40℃。
本发明的技术原理是利用反应精馏技术和变压精馏技术，通过反应精馏技术，在同一精馏塔内部装填多段催化剂，上部为精馏段，下端设置提馏段。使甲醇和甲醛能在催化反应精馏塔内完成缩合反应的同时，高效地完成产品的分离，在塔顶获得甲缩醛和甲醇的共沸物，而塔底则排出符合环保要求的废水。然后再利用变压精馏技术，通过压力变化改变共沸组成，甲醇在加压精馏塔顶富集，常压塔顶采出高浓度甲醇共沸物返回加压精馏塔循环处理，塔釜得到的甲醇返回反应精馏塔作为原料使用；从加压精馏塔釜出来的甲缩醛产品进入吸附塔，利用分子筛具有分子级的微孔并且口径大小基本相同的特性来脱除甲缩醛中微量的水，从而得到高纯的甲缩醛。
本发明的工艺流程得到的甲缩醛含水量为50ppm以下，整个工艺提高了甲缩醛的纯度。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图。
图中：T1-反应精馏塔，T2-加压精馏塔，T3-甲醇回收塔，T4-吸附塔。
物料：1、甲醛溶液；2、甲醇原料；3、甲醇进料即2和8的甲醇混合物；4、反应精馏塔塔底排放废水；5、反应精馏塔顶馏出物即甲醇和甲缩醛共沸物；6、加压精馏塔底馏出物即甲缩醛和水混合物；7、加压精馏塔顶即甲醇和甲缩醛混合物；8、甲醇回收塔底回收的甲醇；9、甲醇回收塔顶馏出物即甲醇和甲缩醛共沸混合物；10、高纯甲缩醛。
具体实施方式：
下面将结合图1对具体实施方式说明如下：甲醇进料3和甲醛溶液进料1分别从T1塔的下部和上部进入，逆流接触进行反应，T1塔顶采出的甲缩醛-甲醇、甲缩醛-水共沸混合物进入到T2塔，T1塔釜排出的废水进入常规污水处理系统进行处理，物料5经过T2塔进行加压精馏分离，共沸混合物的组成被破坏，甲缩醛在塔釜被提浓，T2塔顶采出的物料7为甲缩醛、甲醇和水的混合物，该部分进入T3塔经常压分离后塔顶得到甲缩醛-甲醇、甲缩醛-水的共沸物9返回T2塔循环处理，塔釜回收得到99.9wt％以上的甲醇8返回与甲醇进料2混合后作为T1塔甲醇进料3使用；T2塔釜得到99.9wt％以上的甲缩醛产品6进入T4塔进行脱水，塔釜得到含水量为50ppm以下的高纯甲缩醛10。
实施例1：
反应精馏塔T1：甲醛溶液1为10wt％的甲醛水溶液，进料量为197.4公斤/小时，甲醇原料2进料量为46.05公斤/小时，浓度为99.5wt％，反应精馏塔板数30块，甲醛进料板位置在第6块，甲醇进料板位置在16块，催化剂强酸性阳离子交换树脂是以催化剂包的形式放置在填料塔中，回流比控制在5，塔顶得到的甲缩醛和甲醇的共沸物5为共计53.82公斤/小时，组成为93wt％甲缩醛，6.8wt％甲醇，0.2wt％水，物料5进入T2塔，塔釜排放废水4。
加压精馏塔T2：操作压力为0.5Mpa，理论板数为20块，塔顶回流比为4，塔顶温度为120.8℃，塔釜温度为127.2℃，塔顶得到甲缩醛和甲醇混合物7为32公斤/小时进入T3塔，组成为甲缩醛88.1wt％，甲醇11.4wt％，水0.4wt％。塔釜得到甲缩醛和水混合物6为21.82公斤/小时进入T4塔，组成为甲缩醛99.9wt％，水560ppm。
甲醇回收塔T3：理论板数60块，回流比为5，塔顶温度为41.4℃，塔釜温度为73.9℃，操作压力为常压，塔顶得到甲缩醛和甲醇混合物9为30公斤/小时返回加压精馏塔，组成为甲缩醛93.9wt％，甲醇6.1wt％，水0.1wt％，塔底得到甲醇8为2公斤/小时，组成为甲醇99.9wt％，甲缩醛0.03wt％。
吸附塔T4：理论板数30块，分子筛放置在塔板上，操作压力为常压，操作温度为40℃，塔釜得到高纯甲缩醛产品，组成为甲缩醛99.99wt％，水为37ppm。

Claims (1)

1.一种高纯度甲缩醛的制备方法，其特征在于：
以甲醇和甲醛为原料，采用反应精馏技术和变压精馏技术，制备出99.9wt％的甲缩醛，然后采用分子筛吸附的方法脱除99.9wt％甲缩醛中微量的水，经分子筛吸附后甲缩醛产品中水的含量为50ppm以下，含水的分子筛经过脱水后能够回收再利用：
工艺流程及工艺条件包括：
甲醇进料(3)和甲醛溶液进料(1)分别从反应精馏塔T1的下部和上部进入，逆流接触进行反应，反应段的温度为70-82℃；反应精馏塔T1塔顶采出的甲缩醛-甲醇、甲缩醛-水共沸混合物进入到加压精馏塔T2，加压精馏塔T2的操作压力在0.5-1.0MPa，加压精馏塔T2塔顶温度在90-120℃，加压精馏塔T2塔釜温度在100-130℃；加压精馏塔T2塔釜得到99.9wt％以上的甲缩醛产品(6)；
反应精馏塔T1塔釜排出的废水进入常规污水处理系统进行处理，物料(5)经过加压精馏塔T2进行加压精馏分离，共沸混合物的组成被破坏，甲缩醛在加压精馏塔T2塔釜被提浓，加压精馏塔T2塔顶采出的物料(7)为甲缩醛、甲醇和水的混合物，该部分进入甲醇回收塔T3；经常压分离后回收塔T3塔顶得到甲缩醛-甲醇、甲缩醛-水的共沸物(9)进入加压精馏塔T2循环处理，回收塔T3塔釜回收得到99.9wt％以上的甲醇(8)返回与甲醇进料(2)混合后作为反应精馏塔T1甲醇进料(3)使用；
加压精馏塔T2塔釜所得到99.9wt％以上的甲缩醛产品(6)再从塔顶进入吸附塔T4进行脱水，吸附塔T4塔釜得到含水量为50ppm以下的高纯甲缩醛(10)；吸附塔T4的操作压力为常压，操作温度不高于40℃。
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