[发明专利]一种制备聚甲醛二甲醚的装置及方法

摘要

本发明提供一种甲醇或甲缩醛制聚甲醛二甲醚的装置及方法。该装置包括甲醛区、甲缩醛区、多聚甲醛区、聚甲醛二甲醚（PODE）区以及尾气和废水处理区。该方法以装置为基础，将原料甲醇或甲缩醛经氧化得到甲醛，甲醛聚合得到多聚甲醛，多聚甲醛与甲缩醛反应制得聚甲醛二甲醚，经精馏分离得到PODE₂和PODE_3‑4，反应中残余的甲醛返回至原料中循环使用，各反应产生的尾气与废水均进入尾气处理和废水处理，分别进行绿色排放与循环利用。本发明整个工艺流程高度集成，原料利用率高，废气和废水产生量很低，产品纯度高，可适用不同原料，应用范围广。

主权项

一种以甲醇为原料制备聚甲醛二甲醚的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）：将一部分原料甲醇气化作为原料气进行氧化反应制得甲醛，并对反应后剩余的气体的一部分进行回收处理，另一部分作为尾气进行处理；所述步骤（1）的原料气中氧气与甲醇的摩尔比为0.5~1.5，氧化反应催化剂为铁钼催化剂，反应温度为250～450 ℃，压力为0.01～0.1MPag；其中，在所述步骤（1）中采用导热油控制反应温度；（2）：将步骤（1）制得的甲醛解聚后进行浓缩，经冷凝得到的稀甲醛用于步骤（3）的甲缩醛制备工艺，将浓缩后的甲醛进行喷雾聚合造粒，得到多聚甲醛颗粒，并进一步干燥多聚甲醛颗粒；所述步骤（2）中甲醛解聚前含量为40～60 wt%，经浓缩后含量为75～88 wt%；其中，所述步骤（1）中的导热油将所述步骤（1）中氧化反应的多余温度移除，并用于所述导热油冷凝器发生蒸汽，从而形成导热油‑蒸汽发生系统；（3）：将另一部分原料甲醇与步骤（2）回收得到的稀甲醛混合，通过背包式反应精馏技术进行缩合和脱水反应后冷凝制得甲缩醛，生成的反应残液的一部分用于步骤（1）的甲醛制备工艺和步骤（2）的多聚甲醛制备工艺，另一部分作为废水进行处理；所述步骤（3）的缩合和脱水反应催化剂为固体酸催化剂，反应温度为50～150℃，回流比为1～10；冷凝温度为0~35℃；（4）：将步骤（3）制得的甲缩醛和步骤（2）制得的多聚甲醛颗粒进行反应制取聚甲醛二甲醚，经精馏分离得到的轻组分与重组分作为原料循环回反应系统制取聚甲醛二甲醚，生成的反应残液用于步骤（1）的甲醛工艺；所述步骤（4）中反应的催化剂为大孔强酸性树脂，反应时间1～10h，反应温度50～150℃，压力0.1～2MPa，甲缩醛和多聚甲醛的摩尔比为0.1～10；其中，采用至少一个聚甲醛二甲醚反应釜并联操作制得聚甲醛二甲醚；所述精馏分离包括一级精馏、二级精馏及三级精馏，具体的，在一级精馏塔中进行一级精馏，一级精馏塔塔顶轻组分经冷凝后一部分作为回流，一部分经脱水后送至轻组分循环系统，作为聚甲醛二甲醚反应釜的原料，塔底组分送至二级精馏塔进行二级精馏，二级精馏塔塔底重组分返回重组分循环系统，同样作为聚甲醛二甲醚反应釜的原料；二级精馏塔塔顶组分则需在三级精馏塔中分离出PODE₂和PODE_3‑4，再分别送至相应的储罐，生成的反应残液返回甲醛区用于甲醛的制备工艺；步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）的尾气经催化焚烧和余热回收后进行排放，步骤（2）的废水经处理后返回步骤（1）循环利用。