CN111440057A - 一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无水甲醛生产技术领域的一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，该萃取精馏生产无水甲醛的制备方法包括如下步骤：萃取精馏：将浓度为37‑55％浓度的甲醛泵入萃取精馏塔的中上部，并将萃取剂从萃取精馏塔的顶部泵入；萃取剂回收：萃取精馏塔顶部气体流入萃取剂回收塔，溢出的萃取剂回收再次使用；无水甲醛生成：萃取精馏塔底部获得的半缩醛中间体由泵送至甲醛气体发生塔，甲醛与萃取剂在一定条件下分离，从塔顶获得无水甲醛气体，萃取精馏塔塔釜温度100‑150℃，塔顶60‑100℃，本发明有效的解决了目前以多聚甲醛/三聚甲醛作为无水甲醛生产原料成本高，转化速率慢的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无水甲醛生产技术领域，具体为一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法。
背景技术
全球能源已经进入严重开采期。优质能源越来越少，能源价格日益增长。特别原油危机之后，各国已逐级开始减产提高原油价格。未来油价将会逐渐攀升。而我国能源结构的特点是：富煤、贫油、少气，经济的持续较快增长对能源需求越来越大，社会、经济的发展与石油供应的矛盾日益突出。发展煤炭液化成油技术无疑具有战略重要性。另外，我国甲醇产能严重过剩，开发甲醇下游产品、延伸煤化工产业链，都具有现实意义。西北产煤行业经国家多次产业调整，原始煤炭粗犷产业链进一步升级之后。煤炭进一步深加工为甲醇以及下游的走势已经成为未来新兴煤炭行业的趋势。
以煤炭为原料生产的甲醇，以甲醇为原料生产的甲醛做为煤炭化工行业一个重要的中间反应原料。甲醛拥有高活性、多种反应机理，成为煤炭化工行业的粮食。而由于目前的甲醛生产工艺不得不带入大量的水分。而水对于很多化工反应有着强烈的水解反应，制约着反应合成速率与合成转化率。
目前，无水或低水含量的甲醛以多聚甲醛、三聚甲醛为主。但因多聚甲醛为浓缩后的甲醛水溶液喷雾聚合而制得，其生产流程长，且依旧含10％左右的合成水。三聚甲醛使用苯萃取工艺，流程更是冗长，原料成本较高，不适合做低端产品的生产原料，而且多聚甲醛与三聚甲醛为聚合物，用于后续反应活性偏低。
因此低水含量、成本较低的甲醛产品成为行业的稀缺产品。本工艺产品引入萃取精馏原料，将甲醛与水分离开。流程简短，具有较高的经济成本优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，以解决上述背景技术中提出的三聚甲醛使用苯萃取工艺，流程更是冗长，原料成本较高，不适合做低端产品的生产原料，而且多聚甲醛与三聚甲醛为聚合物，用于后续反应活性偏低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，该萃取精馏生产无水甲醛的制备方法包括如下步骤：
S1：萃取精馏：将浓度为37-55％浓度的甲醛泵入萃取精馏塔的中上部，并将萃取剂从萃取精馏塔的顶部泵入；
S2：萃取剂回收：萃取精馏塔顶部气体流入萃取剂回收塔，溢出的萃取剂回收再次使用；
S3：无水甲醛生成：萃取精馏塔底部获得的半缩醛中间体由泵送至甲醛气体发生塔，甲醛与萃取剂在一定条件下分离，从塔顶获得无水甲醛气体。
优选的，所述步骤S1中的萃取精馏塔塔釜温度100-150℃，塔顶60-100℃，甲醛与萃取剂质量流量为1:1-1:3，真空度为20-80Kpa。
优选的，所述步骤S2中萃取剂回收塔塔顶温度为50～100℃，塔釜100-150℃。
优选的，所述步骤S3中甲醛气体发生塔塔顶温度为80～120℃，塔釜140-180℃，操作压力为100-500Kpa。
优选的，所述萃取精馏塔、所述萃取剂回收塔和所述甲醛发生塔塔釜均设有再沸器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明有效的解决了目前以多聚甲醛/三聚甲醛作为无水甲醛生产原料成本高，转化速率慢的问题，半缩醛的生成转化率随温度的升高而下降，但较高温度有利于反应速率的增加，控制催化精馏段的最佳反应温度120±20℃，有利于获得更高半缩醛含量，将浓度为50％的高浓度甲醛从泵入塔内，萃取剂由泵入塔顶部，萃取剂进入塔内下至塔内，与甲醛水溶液接触反应，生成沸点更高的半缩醛物质逐渐到塔釜，而甲醛水溶液中的相对轻组分水逐渐从塔顶采出，萃取精馏塔所得的汽化的气液混合物进入萃取剂回收塔，通过与萃取剂回收塔相连的再沸器和与萃取剂回收塔相连的冷凝器作用实现萃取剂的回收，回收后的萃取剂经泵返回萃取剂储罐继续使用，而萃取精馏塔塔顶获得的稀甲醛送至甲醛合成单元补水之用，实现甲醛与水的循环利用，半缩醛是一种不稳定的中间体，经受一定温度即可快速分解释放出甲醛，因此控制甲醛发生塔的温度最佳120-180之间，解聚完全剩余的萃取剂经泵送回萃取精馏塔循环使用，萃取精馏塔塔釜获得的半缩醛物由泵送至甲醛发生塔内，半缩醛为甲醛的络合物送至甲醛发生塔，甲醛发生塔内，通过再沸器加热作用，使得半缩醛进行解聚，甲醛发生塔塔顶释放出来的甲醛气体送至后续单元。
附图说明
图1为本发明制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，有效的解决了目前以多聚甲醛/三聚甲醛作为无水甲醛生产原料成本高，转化速率慢的问题；
请参阅图1，
该萃取精馏生产无水甲醛的制备方法包括如下步骤：
S1：萃取精馏：将浓度为37-55％浓度的甲醛泵入萃取精馏塔的中上部，并将萃取剂从萃取精馏塔的顶部泵入，步骤S1中的萃取精馏塔塔釜温度100-150℃，塔顶60-100℃，甲醛与萃取剂质量流量为1:1-1:3，真空度为20-80Kpa，萃取精馏塔塔釜设有再沸器，萃取精馏塔内萃取剂与甲醛水溶液中的甲醛进行反应获得半缩醛，半缩化反应：R-0H+CH2O<＝＝＝＝>R-OCH2OH△H<0，经实验数据证明，该反应为放热反应，半缩醛的生成转化率随温度的升高而下降，但较高温度有利于反应速率的增加，控制催化精馏段的最佳反应温度120±20℃，有利于获得更高半缩醛含量，将浓度为50％的高浓度甲醛从泵入塔内，萃取剂由泵入塔顶部，萃取剂进入塔内下至塔内，与甲醛水溶液接触反应，生成沸点更高的半缩醛物质逐渐到塔釜，而甲醛水溶液中的相对轻组分水逐渐从塔顶采出，其物流质量与百分比如下表；
S2：萃取剂回收：萃取精馏塔顶部气体流入萃取剂回收塔，溢出的萃取剂回收再次使用，步骤S2中萃取剂回收塔塔顶温度为50～100℃，塔釜100-150℃，萃取剂回收塔塔釜设有再沸器，将萃取精馏塔所得的汽化的气液混合物进入萃取剂回收塔，通过与萃取剂回收塔相连的再沸器和与萃取剂回收塔相连的冷凝器作用实现萃取剂的回收，回收后的萃取剂经泵返回萃取剂储罐继续使用，而萃取精馏塔塔顶获得的稀甲醛送至甲醛合成单元补水之用，实现甲醛与水的循环利用；
S3：无水甲醛生成：萃取精馏塔底部获得的半缩醛中间体由泵送至甲醛气体发生塔，甲醛与萃取剂在一定条件下分离，从塔顶获得无水甲醛气体，步骤S3中甲醛气体发生塔塔顶温度为80～120℃，塔釜140-180℃，操作压力为100-500Kpa，甲醛发生塔塔釜设有再沸器，甲醛发生塔则是半缩醛反应的逆反应，其反应方程式如下：R-OCH2OH<＝＝＝＝>R-0H+CH2O△H>0，经实验数据证明，半缩醛是一种不稳定的中间体，经受一定温度即可快速分解释放出甲醛，因此控制甲醛发生塔的温度最佳120-180之间，解聚完全剩余的萃取剂经泵送回萃取精馏塔循环使用，萃取精馏塔塔釜获得的半缩醛物由泵送至甲醛发生塔内，半缩醛为甲醛的络合物送至甲醛发生塔，甲醛发生塔内，通过再沸器加热作用，使得半缩醛进行解聚，甲醛发生塔塔顶释放出来的甲醛气体送至后续单元。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (5)
1.一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，其特征在于：该萃取精馏生产无水甲醛的制备方法包括如下步骤：
S1：萃取精馏：将浓度为37-55％浓度的甲醛泵入萃取精馏塔的中上部，并将萃取剂从萃取精馏塔的顶部泵入；
S2：萃取剂回收：萃取精馏塔顶部气体流入萃取剂回收塔，溢出的萃取剂回收再次使用；
S3：无水甲醛生成：萃取精馏塔底部获得的半缩醛中间体由泵送至甲醛气体发生塔，甲醛与萃取剂在一定条件下分离，从塔顶获得无水甲醛气体。
2.根据权利要求1所述的一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的萃取精馏塔塔釜温度100-150℃，塔顶60-100℃，甲醛与萃取剂质量流量为1:1-1:3，真空度为20-80Kpa。
3.根据权利要求1所述的一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中萃取剂回收塔塔顶温度为50～100℃，塔釜100-150℃。
4.根据权利要求1所述的一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中甲醛气体发生塔塔顶温度为80～120℃，塔釜140-180℃，操作压力为100-500Kpa。
5.根据权利要求1所述的一种萃取精馏生产无水甲醛的制备方法，其特征在于：所述萃取精馏塔、所述萃取剂回收塔和所述甲醛发生塔塔釜均设有再沸器。
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