[发明专利]一种制备无水气相甲醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备无水气相甲醛的方法，具体涉及通过采用醇作为缩合剂来吸收甲醛制备反应的产物中的甲醛，随后将吸收物加热从而释放出无水气相甲醛的方法。

背景技术

甲醛是化工领域中的一种重要的有机原料，其性质活泼，主要作为生产农药草甘膦、酚醛树脂、脲醛树脂、聚缩醛树脂、蜜胺树脂等材料的原料和中间体，广泛用于涂料及杀虫剂领域。

目前工业生产甲醛的方法已很成熟，大多采用甲醇氧化法，即在银、铜等金属催化剂的存在下氧化甲醇以生成甲醛的方法，这里，在生成的氧化气体的吸收上都采用水来喷淋吸收甲醛，从而最终得到37％-40％的甲醛水溶液。

但是，很多产品的生产过程中都要求使用无水甲醛，如树脂类，特殊农药类等，并且需求量较大。要得到无水甲醛，就需要对目前市售的甲醛水溶液进行精馏操作，这不仅要投入较为可观的设备、操作费用，而且甲醛还会和水形成共沸混合物，进一步增加了分离的难度。或者，要求无水的反应中还可以采用多聚甲醛，但是，多聚甲醛的制备过程也需要将甲醛水溶液蒸发浓缩、干燥等，同样会消耗大量的能量，这是不够经济环保的。近年来还提出了在催化剂的存在下使甲醇直接脱氢生成甲醛和氢气的方法，此方法反应后不生成水，可直接获得无水甲醛。然而，所述方法存在的问题是催化剂易中毒和失活，循环利用率差，因而还仅仅停留在实验室论证和改进的阶段，尚未见大规模生产的报道。

因此，根据目前的通过甲醇氧化生产甲醛的方法，开发出一种新的生产无水甲醛的工艺具有很大的价值及应用前景。

发明内容

[技术问题]

本发明致力于开发一种制备无水气相甲醛的方法，所述方法可直接获得无水气相甲醛，并且工艺简单、流程短，较其它无水气相甲醛制备方法能耗大幅降低，避免了额外的水的参与，从而废水排放量也大幅减少。

[技术方案]

根据本发明的一个方面，提供了一种制备无水气相甲醛的方法，所述方法依序包括：(1)进行甲醛制备反应；(2)采用醇吸收步骤(1)中甲醛制备反应的产物；以及(3)将前一步骤中的所得物加热至125至180℃以释放出无水气相甲醛。

根据本发明的一个实施方式，其中，所述甲醛制备反应不作特别的限定，只要其为通过化学反应生成甲醛的过程即可，例如，其可包括甲醇氧化法、天然气氧化法、甲醇脱氢法等。优选的，本发明的甲醛制备过程为甲醇氧化法，即通过甲醇氧化生成甲醛的过程，其主反应过程如下式1所示。

[式1]

CH₃OH+1/2O₂→H₂O+HCHO

并且，在所述通过甲醇氧化生成甲醛的过程中，所采用的催化剂为本领域催化氧化甲醇以制得甲醛的常用催化剂，例如，铜、银催化剂，但本发明并不仅限于此。

此外，根据本发明的一个实施方式，当所述甲醛制备反应为以上所述的甲醇氧化法时，由于所述甲醇氧化法中的产物包括水，所以本发明的制备无水气相甲醛的方法在步骤(2)和(3)之间还进一步包括将步骤(2)中所得的吸收物减压蒸馏以除去水分的过程。

根据本发明的另一个实施方式，所述甲醛制备反应还可以是天然气氧化法或甲醇脱氢法等。其中，所述天然气氧化法(即甲烷氧化法)的主反应如下式2所示。

[式2]

CH₄+O₂→H₂O+HCHO

并且，在所述天然气氧化法中，所采用的催化剂为本领域催化氧化天然气(甲烷)以制得甲醛的常用催化剂，例如，MoO₃/SiO₂、V₂O₅/SiO₂、Cr₂O₃/SiO₂、Fe-Mo-Co、Mo/ZrO₂等催化剂，但本发明并不仅限于此。此外，由于所述天然气氧化法中的产物也包括水，所以本发明的制备无水气相甲醛的方法在步骤(2)和(3)之间也可进一步包括将步骤(2)中所得的吸收物减压蒸馏以除去水分的过程。

其中，所述甲醇脱氢法的主反应如下式3所示。

[式3]

CH₃OH→H₂+HCHO