CN110256213A - 一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法 - Google Patents

一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110256213A
CN110256213A CN201910688794.8A CN201910688794A CN110256213A CN 110256213 A CN110256213 A CN 110256213A CN 201910688794 A CN201910688794 A CN 201910688794A CN 110256213 A CN110256213 A CN 110256213A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tower
next door
catalytic
product
catalytic rectifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910688794.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110256213B (zh
Inventor
杨金杯
黄辉
陈文韬
余美琼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Normal University
Original Assignee
Fujian Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Normal University filed Critical Fujian Normal University
Priority to CN201910688794.8A priority Critical patent/CN110256213B/zh
Publication of CN110256213A publication Critical patent/CN110256213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110256213B publication Critical patent/CN110256213B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/48—Preparation of compounds having groups
    • C07C41/50—Preparation of compounds having groups by reactions producing groups
    • C07C41/56—Preparation of compounds having groups by reactions producing groups by condensation of aldehydes, paraformaldehyde, or ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/48—Preparation of compounds having groups
    • C07C41/58—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，其生产方法，包括以下步骤：将三聚甲醛的甲缩醛溶液从隔壁催化精馏塔主塔上进料口进入，原料甲缩醛从隔壁催化精馏塔主塔下进料口进入，原料三聚甲醛和甲缩醛在隔壁催化精馏塔主塔中部发生缩醛反应并进行汽液传质；隔壁催化精馏塔副塔塔顶得到的混合蒸汽经冷凝器冷凝；隔壁催化精馏塔塔釜排出的聚甲醛二甲醚粗产品进入产品精制塔的中部进行精馏分离，塔顶得到的混合蒸汽经冷凝器冷凝后得到聚甲醛二甲醚DMM3‑8产品。本发明将连串缩醛反应、产品脱轻集成到同一个塔内进行，该设备具有转化率高、选择性高、能耗低和设备投资少等优点。

Description

一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法
技术领域
本发明涉及新型绿色环保含氧燃料化合物和环保型溶剂的生产领域，尤其涉及一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法。
背景技术
近年来，我国部分地区特别是北方地区持续出现的雾霾天气已严重威胁到民众的身心健康，引起了人们对化石油品质量和汽车尾气排放的广泛关注。相比内燃式汽油机，压燃式柴油机具有较高的热效率以及更广的应用范围，但其发展却始终受到排放问题的制约，主要是氮氧化物和微粒物的排放问题。因此，如何使柴油机在保持其经济性、动力性和可靠性的前提下，使其尾气排放满足日趋严厉的排放法规，成为当今能源与环境工作者研究的热点。十六烷值(Cetane number，CN)是表征柴油燃烧性能的一个重要参数，提高柴油的CN可以显著降低柴油的滞燃期，目前我国柴油的CN普遍较低，如何提高柴油的CN以降低柴油机颗粒物和氮氧化物的排放成为汽车节能减排的一个重要研究课题。
实践证明，在柴油中添加含氧化合物，可降低柴油机尾气中氮氧化物和颗粒物的排放。甲醇、二甲醚和甲缩醛因含氧量较高，曾作为柴油添加剂被广泛研究，但甲醇的十六烷值较低影响柴油燃烧性能，二甲醚的低溶解度和低沸点使其与柴油的调和物在常压下不稳定，需加压储存，且与柴油混溶性差，甲缩醛在降低尾气污染物排放方面表现出优异的性能，但十六烷值、粘度和沸点偏低，也并非合适的柴油添加剂。
作为一种新型含氧燃料化合物，聚甲醛二甲醚(Polyoxymethylene dimethylethers，简称DMMn)的化学式为CH3O(CH2O)nCH3，n≥1，其中DMM3-8具有较高的十六烷值(>76)和含氧量(45～51％)，并且理化性质与柴油接近以及与柴油互溶性好等优点，可直接添加到柴油中使用，不仅无需对柴油机进行改造，而且还能有效地改善柴油在发动机中的燃烧状况，提高热效率，显著降低氮氧化物和颗粒物的排放，还能明显提高柴油的润滑性，是一种极具应用前景的新型环保柴油添加剂。有研究表明，向柴油中添加10～30％的DMM3-8，可使尾气中颗粒物的排放量降低80-90％、氮氧化物排放量降低50％。当前，我国车用柴油的消耗量每年已超过1.5亿吨，若按15％比例添加，对DMM3-8年需求量将超过2250万吨，因此该产品已被列为国家重点发展的化工新产品。
聚甲醛二甲醚的合成过程是一系列的连串缩醛反应，产品分布于DMM1-DMM8，有效成分为DMM3-8。缩醛反应是一个典型的酸催化反应，目前常用的催化剂主要有硫酸、三氟甲磺酸、盐酸、氢氟酸等液体酸，由于酸具有强的腐蚀性和毒性，存在腐蚀设备、反应产物分布不合理、均相反应产物和催化剂分离困难等诸多问题。现已有采用酸性阳离子交换树脂固体酸作为催化剂生产聚甲醛二甲醚的报道。如中国专利CN107915605A、CN107915603A、CN109651098A和CN102786397A曾公开了阳离子交换树脂为催化剂生产聚甲醛二甲醚的方法，但是这些固体酸存在耐温低、催化活性差、选择性低等缺点。
三聚甲醛和甲缩醛的催化精馏连串缩醛法使反应过程和精馏分离在塔内耦合，使连串缩醛反应与产物分离过程同时进行，提高了反应段中反应物的浓度，并且使产物及时从反应段分离，促进反应平衡正向移动，从而提高了连串缩醛反应的转化率和选择性，且降低了能耗。因连串缩醛反应体系中反应物为低沸点组分，催化精馏塔塔顶组成为原料甲缩醛DMM1和DMM2的混合物，因此塔顶需全回流操作，反应液全部从催化精馏塔塔釜进入精馏塔进行产品精制。但是，催化精馏塔塔釜同时存在浓度较高的轻组分，促使逆反应的进行，导致催化精馏转化率和选择性偏低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚生产方法，其使用了一种聚合离子液体作为催化剂，耐温高、催化活性好；同时通过在常规催化精馏塔中设置隔板制成隔壁催化精馏设备，不仅能及时分离轻组分甲缩醛DMM1和DMM2等，抑制逆反应进行，还有效地降低能耗和设备投资。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，具体步骤如下：
步骤S1：原料三聚甲醛的甲缩醛溶液经三聚甲醛进料管从三聚甲醛进料口进入隔壁催化精馏塔的主塔的上部，原料甲缩醛从甲缩醛进料管进入隔壁催化精馏塔的主塔的下部，原料三聚甲醛和甲缩醛在隔壁催化精馏塔上部的主塔的反应段中的聚合离子液体催化剂催化下发生连串缩醛反应并进行汽液传质，主塔顶部上升的蒸汽经隔壁催化精馏塔主塔冷凝器实现相变，冷凝获得的物料全部回流入隔壁催化精馏塔内；从隔壁催化精馏塔的提馏段下降的物料进入隔壁催化精馏塔的公共提馏段，公共提馏段底部采出物料再经隔壁催化精馏塔再沸器，在隔壁催化精馏塔的副塔内进行气液传质交换，副塔顶部上升的蒸汽经隔壁催化精馏塔副塔冷凝器实现相变，冷凝获得的轻组分物料DMM1-2，一部分从副塔回流口回流入隔壁催化精馏塔内，另一部分从隔壁催化精馏塔的甲缩醛进料口返回至隔壁催化精馏塔内循环使用；
步骤S2：隔壁催化精馏塔底部采出的聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品通过隔壁催化精馏塔塔釜采出管进入产品精制塔进行精馏，产品精制塔塔顶上升的蒸汽经产品精制塔冷凝器实现相变，冷凝获得的物料为聚甲醛二甲醚DMM3-8产品，一部分从产品精制塔上部的产品精制塔回流口回流入塔内，另一部分经产品精制塔塔顶采出管采出，产品精制塔内的高沸从塔底的高沸排出口经过产品精制塔塔釜采出管排出。
进一步地，所述隔壁催化精馏塔的塔内件类型包括塔板或填料或者塔板与填料的组合；所述隔壁催化精馏塔上部的主塔由位于三聚甲醛进料口上方的精馏段、位于三聚甲醛进料口和甲缩醛进料口之间的反应段和位于甲缩醛进料口下方的提馏段组成，反应段装填有聚合离子液体催化剂，反应段设有12～24块理论板，精馏段设有8～18块理论板，提馏段有10～16块理论板；所述隔壁催化精馏塔上部的副塔设有18～32块理论板；所述隔壁催化精馏塔下部的公共提馏段设有12～38块理论板。
进一步地，所述产品精制塔由位于聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口上方的产品精馏段和位于聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口下方的产品提馏段组成，产品精制塔的塔内件类型为塔板或填料，产品精馏段理论板数为15～32，产品提馏段理论板数为10～24。
进一步地，所述隔壁催化精馏塔的主塔的反应段装填的催化剂为聚合离子液体催化剂，所述聚合离子液体催化剂按以下步骤合成：
1)将7.5g的苯乙烯、7.0g的乙烯基咪唑、8.5g的二乙烯苯和10.0g的异辛烷依次置于圆底烧瓶中，再加入150毫升蒸馏水后冰浴下搅拌20分钟，之后将1.0g聚乙烯醇与0.8g偶氮二异丁腈加入圆底烧瓶，在80℃下搅拌5小时形成交联聚合物微球混合物，之后将交联聚合物微球混合物冷却至室温后进行过滤并分别用蒸馏水和乙醇洗涤四次，而后在90℃真空干燥12小时后得到淡黄色交联聚合物微球颗粒A；
2)称量8.0g交联聚合物微球颗粒A加入到150毫升乙苯中，再将3.0g的1,3-丙磺酸内酯滴加进去，并在105℃下搅拌反应12小时，之后进行过滤，将过滤后的固体产物用乙醇洗涤至滤液pH为中性，在90℃真空干燥12小时后，得到棕色聚合物微球颗粒B；再将8.0g聚合物微球颗粒B分散在150ml三氯甲烷中，并滴加3毫升浓硫酸，之后在40℃下搅拌反应24小时，用甲醇洗涤反应产物直至滤液pH为中性，在80℃真空干燥12小时，得到聚合离子液体催化剂。
进一步地，所述隔壁催化精馏塔的操作压力为100～1200kPa，隔壁催化精馏塔主塔的塔顶全回流，隔壁催化精馏塔副塔的塔顶回流比为2.2-4.8。
进一步地，所述产品精制塔内的操作条件设置为：塔顶操作压力为10～100kPa，塔顶回流比为0.6-4.5。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：1、使用了一种聚合离子液体作为催化剂，耐温高、催化活性好。
2、通过在常规催化精馏塔中设置隔板制成隔壁催化精馏设备，不仅能及时分离轻组分甲缩醛DMM1和DMM2等，抑制拟反应进行，还可节省能耗20-38％，节省设备投资24-40％。
3、在本工艺及设备条件下，反应后产物分布好，原料利用率高，三聚甲醛转化率100％，DMM3-8选择性92％以上。
附图说明
图1为本发明一个实施例的整体结构示意图。
【附图标记说明】
T1为隔壁催化精馏塔，A为精馏段，B为反应段，C为提馏段，D为公共提馏段，E为副塔精馏段；T2为产品精制塔；E1为隔壁催化精馏塔主塔冷凝器；E2为隔壁催化精馏塔副塔冷凝器；E3为隔壁催化精馏塔再沸器；E4为产品精制塔冷凝器；E5为产品精制塔再沸器；PL01为三聚甲醛进料管，PL02为甲缩醛进料管，PL03为轻组分进料管，PL04为隔壁催化精馏塔主塔塔顶气相管，PL05为隔壁催化精馏塔主塔回流管，PL06为隔壁催化精馏塔副塔塔顶气相管，PL07为隔壁催化精馏塔副塔回流管，PL08为隔壁催化精馏塔副塔塔顶采出管，PL09为第一循环再沸管道，PL10为隔壁催化精馏塔塔釜采出管，PL11为产品精制塔塔顶气相管，PL12为产品精制塔回流管，PL13为产品精制塔塔顶采出管，PL14为第二循环再沸管道，PL15为产品精制塔塔釜采出管。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明一个实施例的一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的设备，如图1所示，其包括：隔壁催化精馏塔T1和产品精制塔T2，所述隔壁催化精馏塔T1内的中上部设有一个竖直隔板，所述竖直隔板的上端与所述隔壁催化精馏塔T1的内顶部相连接，竖直隔板将隔壁催化精馏塔T1内部分隔成三个区域：隔壁催化精馏塔T1中上部与竖直隔板左侧形成的主塔、隔壁催化精馏塔T1中上部与竖直隔板右侧形成的副塔和隔壁催化精馏塔T1下部的公共提馏段D；
所述隔壁催化精馏塔T1的底部对应公共提馏段设有隔壁催化精馏塔采出口，所述隔壁催化精馏塔T1顶部对应主塔设有主塔塔顶采出品，所述隔壁催化精馏塔T1上部对应主塔设有甲缩醛进料口、三聚甲醛进料口和主塔回流口；所述隔壁催化精馏塔T1顶部对应副塔设有副塔塔顶采出口，所述隔壁催化精馏塔T1顶部对应副塔设有副塔回流口；所述三聚甲醛进料口上连接有三聚甲醛进料管PL01；
所述产品精制塔T2顶部设有产品出口，所述产品精制塔T2中部设有聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口，所述产品精制塔T2上部设有产品精制塔回流口，所述产品精制塔T2底部设有高沸排出口；
所述隔壁催化精馏塔T1顶部的主塔塔顶采出口通过隔壁催化精馏塔主塔塔顶气相管PL04连接有隔壁催化精馏塔主塔冷凝器E1，所述隔壁催化精馏塔主塔冷凝器E1的出口端通过隔壁催化精馏塔主塔回流管PL05与主塔回流口相连接，所述隔壁催化精馏塔T1顶部的副塔塔顶采出口通过隔壁催化精馏塔副塔塔顶气相管PL06连接有隔壁催化精馏塔副塔冷凝器E2，所述隔壁催化精馏塔副塔冷凝器E2的出口端通过隔壁催化精馏塔副塔回流管PL07与副塔回流口相连通；所述隔壁催化精馏塔副塔冷凝器E2的出口端通过隔壁催化精馏塔副塔塔顶采出管PL08与连接于甲缩醛进料口上的轻组分进料管PL03相连通，所述隔壁催化精馏塔副塔塔顶采出管PL08、隔壁催化精馏塔副塔回流管PL07和隔壁催化精馏塔副塔冷凝器E2的出口端三者采用三通接头相连接；所述轻组分进料管PL03上连接有甲缩醛进料管PL02；所述隔壁催化精馏塔采出口连接有隔壁催化精馏塔塔釜采出管PL10，所述隔壁催化精馏塔塔釜采出管PL10的另一端与聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口相连接；
所述产品精制塔T2顶部的产品出口通过产品精制塔塔顶气相管PL11连接有产品精制塔冷凝器E4，所述产品精制塔冷凝器E4的出口端通过产品精制塔回流管PL12与产品精制塔回流口相连接，所述产品精制塔冷凝器E4的出口端连接有产品精制塔塔顶采出管PL13，所述产品精制塔回流管PL12、产品精制塔塔顶采出管PL13和产品精制塔冷凝器E4的出口端三者采用三通接头相连接；所述产品精制塔T2底部的高沸排出口上连接有产品精制塔塔釜采出管PL15。
进一步地，所述隔壁催化精馏塔T1的公共提馏段通过第一循环再沸管道PL09，第一循环再沸管道PL09上连接有隔壁催化精馏塔再沸器E3，隔壁催化精馏塔再沸器E3的出口端与隔壁催化精馏塔T1的公共提馏段相连通。
进一步地，所述产品精制塔T2外通过第二循环再沸管道PL14连接有产品精制塔再沸器E5，产品精制塔再沸器E5的出口端与产品精制塔T2的下部相连接。
进一步地，所述竖直隔板在所述隔壁催化精馏塔T1中偏心设置，使得所述副塔与主塔的横截面积比为大于或等于0.32并小于1.0。
进一步地，所述隔壁催化精馏塔T1的塔内件类型包括塔板或填料或者塔板与填料的组合；所述隔壁催化精馏塔T1上部的主塔由位于三聚甲醛进料口上方的精馏段A、位于三聚甲醛进料口和甲缩醛进料口之间的反应段B和位于甲缩醛进料口下方的提馏段C组成，反应段B装填有聚合离子液体催化剂，反应段B设有12～24块理论板，精馏段A设有8～18块理论板，提馏段C有10～16块理论板；所述隔壁催化精馏塔T1上部的副塔设有18～32块理论板；所述隔壁催化精馏塔T1下部的公共提馏段D设有12～38块理论板。
进一步地，所述产品精制塔T2由位于聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口上方的产品精馏段和位于聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口下方的产品提馏段组成，产品精制塔T2的塔内件类型为塔板或填料，产品精馏段理论板数为15～32，产品提馏段理论板数为10～24。
进一步地，所述隔壁催化精馏塔T1的主塔的反应段B装填的催化剂为聚合离子液体催化剂，所述聚合离子液体催化剂按以下步骤合成：
1)将7.5g的苯乙烯、7.0g的乙烯基咪唑、8.5g的二乙烯苯和10.0g的异辛烷依次置于圆底烧瓶中，再加入150毫升蒸馏水后冰浴下搅拌20分钟，之后将1.0g聚乙烯醇与0.8g偶氮二异丁腈加入圆底烧瓶，在80℃下搅拌5小时形成交联聚合物微球混合物，之后将交联聚合物微球混合物冷却至室温后进行过滤并分别用蒸馏水和乙醇洗涤四次，而后在90℃真空干燥12小时后得到淡黄色交联聚合物微球颗粒A；
2)称量8.0g交联聚合物微球颗粒A加入到150毫升乙苯中，再将3.0g的1,3-丙磺酸内酯滴加进去，并在105℃下搅拌反应12小时，之后进行过滤，将固体产物用乙醇洗涤至滤液pH为中性，在90℃真空干燥12小时后，得到棕色聚合物微球颗粒B；再将8.0g聚合物微球颗粒B分散在150ml三氯甲烷中，并滴加3毫升浓硫酸，之后在40℃下搅拌反应24小时，用甲醇洗涤反应产物直至滤液pH为中性，在80℃真空干燥12小时，得到聚合离子液体催化剂。
一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，具体步骤如下：
步骤S1：原料三聚甲醛的甲缩醛溶液经三聚甲醛进料管PL01从三聚甲醛进料口进入隔壁催化精馏塔T1的主塔的上部，原料甲缩醛从甲缩醛进料管PL02进入隔壁催化精馏塔T1的主塔的下部，原料三聚甲醛和甲缩醛在隔壁催化精馏塔T1上部的主塔的反应段B中的聚合离子液体催化剂催化下发生连串缩醛反应并进行汽液传质，主塔顶部上升的蒸汽经隔壁催化精馏塔主塔冷凝器E1实现相变，冷凝获得的物料全部回流入隔壁催化精馏塔T1内；从隔壁催化精馏塔T1的提馏段C下降的物料进入隔壁催化精馏塔T1的公共提馏段，公共提馏段底部采出物料再经隔壁催化精馏塔再沸器E3，在隔壁催化精馏塔T1的副塔内进行气液传质交换，副塔顶部上升的蒸汽经隔壁催化精馏塔副塔冷凝器E2实现相变，冷凝获得的轻组分物料DMM1-2，一部分从副塔回流口回流入隔壁催化精馏塔T1内，另一部分从隔壁催化精馏塔T1的甲缩醛进料口返回至隔壁催化精馏塔T1内循环使用；
步骤S2：隔壁催化精馏塔T1底部采出的聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品通过隔壁催化精馏塔塔釜采出管PL10进入产品精制塔T2进行精馏，产品精制塔T2塔顶上升的蒸汽经产品精制塔冷凝器E4实现相变，冷凝获得的物料为聚甲醛二甲醚DMM3-8产品，一部分从产品精制塔T2上部的产品精制塔回流口回流入塔内，另一部分经产品精制塔塔顶采出管PL13采出，产品精制塔T2内的高沸从塔底的高沸排出口经过产品精制塔塔釜采出管PL15排出。
进一步地，所述隔壁催化精馏塔T1的操作压力为100～1200kPa，隔壁催化精馏塔T1主塔的塔顶全回流，隔壁催化精馏塔T1副塔的塔顶回流比为2.2-4.8。
进一步地，所述产品精制塔T2内的操作条件设置为：塔顶操作压力为10～100kPa，塔顶回流比为0.6-4.5。
实施例1
隔壁催化精馏塔T1为塔径50mm的填料塔，塔体和填料材质均为316L，填料类型为φ3×3规格的θ环填料，塔高4.5m，精馏段A的理论板数为10，反应段B的理论板数为14，反应段B装填的催化剂为聚合离子液体催化剂，提馏段C的理论板数为12，副塔精馏段E的理论板数为28，公共提馏段D的理论板数为24块，副塔与主塔的横截面积比为0.4；产品精制塔T2为塔径40mm的填料塔，塔体和填料材质均为316L，填料类型为φ3×3规格的θ环填料，塔高3m，产品精馏段的理论板数为20块，产品提馏段的理论板数为12。
三聚甲醛的甲缩醛溶液以流量为6g/min从隔壁催化精馏塔T1上部进料，该溶液中三聚甲醛含量为60％，质量分数，下同；甲缩醛以流量为5g/min，从隔壁催化精馏塔T1下部进料。隔壁催化精馏塔T1的操作条件：塔顶压力常压，主塔塔顶温度45.3℃，主塔全回流，副塔塔顶温度52.6℃，副塔回流比为3.0，塔釜温度130.5℃；产品精制塔T2的操作条件：塔顶压力25，塔顶温度92.4℃，塔釜温度113.5℃，回流比3.8。
在上述条件下，隔壁催化精馏塔T1中三聚甲醛转化率为100％，DMM3-8选择性92.5％，产品精制塔T2塔顶采出中DMM3-8总含量为99.1％。
实施例2：
隔壁催化精馏塔T1为塔径50mm的填料塔，塔体和填料材质均为316L，填料类型为φ3×3规格的θ环填料，塔高4.5m，精馏段A的理论板数为10，反应段B的理论板数为14，反应段B装填的催化剂为聚合离子液体催化剂，提馏段C的理论板数为12，副塔精馏段E的理论板数为28，公共提馏段D的理论板数为24块，副塔与主塔的横截面积比为0.4。产品精制塔T2为塔径40mm的填料塔，塔体和填料材质均为316L，填料类型为φ3×3规格的θ环填料，塔高3m，产品精馏段的理论板数为20块，产品提馏段的理论板数为12。
三聚甲醛的甲缩醛溶液以流量为5g/min从隔壁催化精馏塔上部进料，该溶液中三聚甲醛含量为40％，质量分数，下同；甲缩醛以流量为3g/min，从隔壁催化精馏塔T1下部进料，隔壁催化精馏塔T1的操作条件：塔顶压力常压，主塔塔顶温度43.6℃，主塔全回流，副塔塔顶温度49.2℃，副塔回流比为3.5，塔釜温度132.6℃；产品精制塔T2的操作条件：塔顶压力25，塔顶温度96.7℃，塔釜温度115.7℃，回流比3.5。
在上述条件下，隔壁催化精馏塔T1中三聚甲醛转化率为100％，DMM3-8选择性94.2％，产品精制塔T2塔顶采出中DMM3-8总含量为99.4％。
以上所述，本工艺及设备条件下，反应后产物分布好，原料利用率高，三聚甲醛转化率100％，DMM3-8选择性92％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤S1：原料三聚甲醛的甲缩醛溶液经三聚甲醛进料管(PL01)从三聚甲醛进料口进入隔壁催化精馏塔(T1)的主塔的上部，原料甲缩醛从甲缩醛进料管(PL02)进入隔壁催化精馏塔(T1)的主塔的下部，原料三聚甲醛和甲缩醛在隔壁催化精馏塔(T1)上部的主塔的反应段(B)中的聚合离子液体催化剂催化下发生连串缩醛反应并进行汽液传质，主塔顶部上升的蒸汽经隔壁催化精馏塔主塔冷凝器(E1)实现相变，冷凝获得的物料全部回流入隔壁催化精馏塔(T1)内；从隔壁催化精馏塔(T1)的提馏段(C)下降的物料进入隔壁催化精馏塔(T1)的公共提馏段，公共提馏段底部采出物料再经隔壁催化精馏塔再沸器(E3)，在隔壁催化精馏塔(T1)的副塔内进行气液传质交换，副塔顶部上升的蒸汽经隔壁催化精馏塔副塔冷凝器(E2)实现相变，冷凝获得的轻组分物料DMM1-2，一部分从副塔回流口回流入隔壁催化精馏塔(T1)内，另一部分从隔壁催化精馏塔(T1)的甲缩醛进料口返回至隔壁催化精馏塔(T1)内循环使用；
步骤S2：隔壁催化精馏塔(T1)底部采出的聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品通过隔壁催化精馏塔塔釜采出管(PL10)进入产品精制塔(T2)进行精馏，产品精制塔(T2)塔顶上升的蒸汽经产品精制塔冷凝器(E4)实现相变，冷凝获得的物料为聚甲醛二甲醚DMM3-8产品，一部分从产品精制塔(T2)上部的产品精制塔回流口回流入塔内，另一部分经产品精制塔塔顶采出管(PL13)采出，产品精制塔(T2)内的高沸从塔底的高沸排出口经过产品精制塔塔釜采出管(PL15)排出。
2.如权利要求1所述的一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，其特征在于，所述隔壁催化精馏塔(T1)的塔内件类型包括塔板或填料或者塔板与填料的组合；所述隔壁催化精馏塔(T1)上部的主塔由位于三聚甲醛进料口上方的精馏段(A)、位于三聚甲醛进料口和甲缩醛进料口之间的反应段(B)和位于甲缩醛进料口下方的提馏段(C)组成，反应段(B)装填有聚合离子液体催化剂，反应段(B)设有12～24块理论板，精馏段(A)设有8～18块理论板，提馏段(C)有10～16块理论板；所述隔壁催化精馏塔(T1)上部的副塔设有18～32块理论板；所述隔壁催化精馏塔(T1)下部的公共提馏段(D)设有12～38块理论板。
3.如权利要求1所述的一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，其特征在于，所述产品精制塔(T2)由位于聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口上方的产品精馏段和位于聚甲醛二甲醚DMM3-8粗产品进料口下方的产品提馏段组成，产品精制塔(T2)的塔内件类型为塔板或填料，产品精馏段理论板数为15～32，产品提馏段理论板数为10～24。
4.如权利要求1所述的一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，其特征在于，所述隔壁催化精馏塔(T1)的主塔的反应段(B)装填的催化剂为聚合离子液体催化剂，所述聚合离子液体催化剂按以下步骤合成：
1)将7.5g的苯乙烯、7.0g的乙烯基咪唑、8.5g的二乙烯苯和10.0g的异辛烷依次置于圆底烧瓶中，再加入150毫升蒸馏水后冰浴下搅拌20分钟，之后将1.0g聚乙烯醇与0.8g偶氮二异丁腈加入圆底烧瓶，在80℃下搅拌5小时形成交联聚合物微球混合物，之后将交联聚合物微球混合物冷却至室温后进行过滤并分别用蒸馏水和乙醇洗涤四次，而后在90℃真空干燥12小时后得到淡黄色交联聚合物微球颗粒A；
2)称量8.0g交联聚合物微球颗粒A加入到150毫升乙苯中，再将3.0g的1,3-丙磺酸内酯滴加进去，并在105℃下搅拌反应12小时，之后进行过滤，将过滤后的固体产物用乙醇洗涤至滤液pH为中性，在90℃真空干燥12小时后，得到棕色聚合物微球颗粒B；再将8.0g聚合物微球颗粒B分散在150ml三氯甲烷中，并滴加3毫升浓硫酸，之后在40℃下搅拌反应24小时，用甲醇洗涤反应产物直至滤液pH为中性，在80℃真空干燥12小时，得到聚合离子液体催化剂。
5.如权利要求1所述的一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，其特征在于，所述隔壁催化精馏塔(T1)的操作压力为100～1200kPa，隔壁催化精馏塔(T1)主塔的塔顶全回流，隔壁催化精馏塔(T1)副塔的塔顶回流比为2.2-4.8。
6.如权利要求1所述的一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法，其特征在于，所述产品精制塔(T2)内的操作条件设置为：塔顶操作压力为10～100kPa，塔顶回流比为0.6-4.5。
CN201910688794.8A 2019-07-29 2019-07-29 一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法 Active CN110256213B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910688794.8A CN110256213B (zh) 2019-07-29 2019-07-29 一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910688794.8A CN110256213B (zh) 2019-07-29 2019-07-29 一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110256213A true CN110256213A (zh) 2019-09-20
CN110256213B CN110256213B (zh) 2022-04-19

Family

ID=67912232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910688794.8A Active CN110256213B (zh) 2019-07-29 2019-07-29 一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110256213B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111481956A (zh) * 2020-04-26 2020-08-04 青岛迈特达新材料有限公司 一种隔壁萃取催化制备高浓度甲缩醛的装置及方法
CN111943849A (zh) * 2020-08-15 2020-11-17 天津大学 高效节能型乳酸乙酯反应精馏生产方法及装置
CN114805080A (zh) * 2022-06-10 2022-07-29 福建技术师范学院 一种连续分离3-氯-4-氟硝基苯的方法
CN114805057A (zh) * 2022-06-10 2022-07-29 福建技术师范学院 一种隔壁反应精馏生产丁酸酐的生产方法
CN115317941A (zh) * 2022-08-24 2022-11-11 东南大学 一种催化精馏制备乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的方法
CN117567426A (zh) * 2024-01-19 2024-02-20 寿光金远东变性淀粉有限公司 一种丙交酯生产方法及装置
CN118001764A (zh) * 2024-04-10 2024-05-10 中建安装集团有限公司 一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102372615A (zh) * 2010-08-23 2012-03-14 中国石油化工股份有限公司 催化蒸馏制备聚甲醛二甲醚的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102372615A (zh) * 2010-08-23 2012-03-14 中国石油化工股份有限公司 催化蒸馏制备聚甲醛二甲醚的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RIE SUGIMURA等: "Immobilization of acidic ionic liquids by copolymerization with styrene and their catalytic use for acetal formation", 《CATALYSIS COMMUNICATIONS》 *
叶青等: "用分隔壁精馏塔分离三组分混合物的节能研究", 《化学工程》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111481956A (zh) * 2020-04-26 2020-08-04 青岛迈特达新材料有限公司 一种隔壁萃取催化制备高浓度甲缩醛的装置及方法
CN111943849A (zh) * 2020-08-15 2020-11-17 天津大学 高效节能型乳酸乙酯反应精馏生产方法及装置
CN111943849B (zh) * 2020-08-15 2023-08-29 天津大学 高效节能型乳酸乙酯反应精馏生产方法及装置
CN114805080A (zh) * 2022-06-10 2022-07-29 福建技术师范学院 一种连续分离3-氯-4-氟硝基苯的方法
CN114805057A (zh) * 2022-06-10 2022-07-29 福建技术师范学院 一种隔壁反应精馏生产丁酸酐的生产方法
CN114805057B (zh) * 2022-06-10 2024-02-02 福建技术师范学院 一种隔壁反应精馏生产丁酸酐的生产方法
CN115317941A (zh) * 2022-08-24 2022-11-11 东南大学 一种催化精馏制备乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的方法
CN117567426A (zh) * 2024-01-19 2024-02-20 寿光金远东变性淀粉有限公司 一种丙交酯生产方法及装置
CN117567426B (zh) * 2024-01-19 2024-04-23 寿光金远东变性淀粉有限公司 一种丙交酯生产方法及装置
CN118001764A (zh) * 2024-04-10 2024-05-10 中建安装集团有限公司 一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置及方法
CN118001764B (zh) * 2024-04-10 2024-06-07 中建安装集团有限公司 一种生产碳酸二甲酯和甲基叔丁基醚的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110256213B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110256213A (zh) 一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产方法
CN104232140B (zh) 一种以环戊酮为原料合成高密度航空燃料的方法
CN104549502A (zh) 用于聚甲醛二甲醚合成的催化剂及其应用
CN101665414B (zh) 离子液体催化合成聚甲氧基甲缩醛的方法
CN102558106B (zh) 一种利用废弃生物质制备2-甲基四氢呋喃的方法
CN104549443A (zh) 聚甲醛二甲醚催化剂及其应用
CN103664545B (zh) 由甲醇、甲缩醛和多聚甲醛合成聚甲醛二甲醚的方法
CN102504891B (zh) 甘油基生物燃料添加剂的制备方法
CN103242158B (zh) 一种合成乙酸乙酯的工艺方法
CN103664547B (zh) 合成聚甲醛二甲醚的方法
CN105461515A (zh) 一种由环戊烯制备环戊醇的方法
CN101492349B (zh) 一种节能环保型甲醇脱水联产燃精二甲醚的生产工艺
CN108947774A (zh) 一种分离异丙醇的方法及装置
CN105254478A (zh) 一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺
CN103539214B (zh) 乙醇脱水制乙烯的有机废水处理方法
CN210434006U (zh) 一种隔壁催化精馏生产聚甲醛二甲醚的生产设备
CN102603486A (zh) 一种由环戊烯制备环戊醇的方法
CN102775284A (zh) 一种合成聚甲醛二甲基醚的方法
CN103012276B (zh) 一种长链烷基磺酸功能化杂多酸盐、制备方法及其应用
CN104250204B (zh) 一种混合醚化工艺
CN101249448B (zh) 用于甲醇脱水制二甲醚的催化剂及其制备方法
CN107286002A (zh) 聚甲氧基二甲醚2的精制方法
CN210078876U (zh) 一种用于聚甲氧基二甲醚合成的分隔壁反应精馏装置
CN209193846U (zh) 一种新型DMMn的生产工艺装置
CN110387005B (zh) 一种聚合离子液体催化剂的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant