[发明专利]甲醇经缩合、氧化、缩聚、过程合成三聚甲醛的方法

摘要

本发明涉及一种甲醇经缩合、氧化、缩聚、过程合成三聚甲醛方法，本装置以甲醇与三聚甲醛装置分离出的5％‑30％稀甲醛为原料合成85‑99.9％甲缩醛；甲缩醛与空气经铁钼法催化剂氧化生成甲醛，经精制水及甲缩醛单元塔底废水吸收，生成70％甲醛水溶液；高浓度甲醛进入三聚甲醛合成塔，在强酸性阳离子交换树脂催化剂存在下合成三聚甲醛，先经过精馏提浓、萃取、再经过精馏、纯化、得到含量99.9％的三聚甲醛；本发明解决了合成三聚甲醛生产过程中转化率、选择性及收率低的问题，与催化剂反应效率低及腐蚀性的问题，及工艺复杂以及能耗高的问题，同时也为聚甲氧基二甲醚生产提供了很好的原料，聚甲氧基二甲醚实现产业化后，解决了国内甲醇产能过剩问题。

主权项

一种以甲醇经缩合、氧化、缩聚、过程合成三聚甲醛的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、甲醇与甲醛缩合制备甲缩醛：按照甲醇和甲醛摩尔比为(2.0～3.5):1的比例将甲醇和质量浓度为5％～45％的稀甲醛混合后送入装填有催化剂的反应器中进行缩合反应。然后将缩合反应后的物料送入第一反应精馏塔中，缩合反应后的物料包括产物甲缩醛和未反应的甲醇与甲醛，其中甲缩醛上升至第一反应精馏塔塔顶，未反应的甲醇与稀甲醛在反应精馏塔中分别由相应的循环泵加压输送到相应的侧线反应器中强制循环，经过此循环，将甲醇与稀甲醛转化成甲缩醛，在第一反应精馏塔塔底采出甲醛质量浓度为200ppm～1500ppm的废水，在将部分塔底废水通过泵输送到塔顶从甲缩醛、甲醇、甲醛混合液中萃取出93％～99.9％的甲缩醛从塔顶采出；所述的催化剂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂；步骤二、甲缩醛氧化制备甲醛：由甲缩醛计量泵将甲缩醛输送到蒸发器，利用蒸汽或100℃热水将甲缩醛完全气化。氧化所要的氧气有风机补给到循环回路，甲缩醛气和由风机输送的空气在混合器中混合，二元气由预热器加热后在送到氧化反应器，加热后的甲缩醛混合气在装有铁钼催化剂的管程中反应产生甲醛，反应热由壳程的导热油带走，反应后的气通过换热器冷却后送到甲醛吸收塔吸收，利用甲缩醛装置塔底废水作为吸收水，得到质量纯度不小于67％的甲醛。未被吸收的有机组分与惰性气体从塔顶一起输送到焚烧炉焚烧产生蒸汽回收套用。步骤三、甲醛缩聚制备三聚甲醛：301、将步骤二中所述的甲醛送入装提有催化剂的第一固定床反应器中进行预反应，然后将预反应后的物料送入第二反应精馏塔中，控制第二反应精馏塔塔底压力为40kpa～100kpa,塔底温度为105℃～120℃，塔顶压力为5kpa～30kpa,塔顶温度为80℃～100℃，回流比为1.0～3.0，从第二反应精馏塔塔底出来的物料一部分输送至再沸器中气化后返回第二反应精馏塔中，剩余部分输送至装提有催化剂的第二固定床主反应器进行缩聚反应，缩聚反应后的反应物料返回到第二反应精馏塔中，如此循环，从第二反应精馏塔顶采出气相，将采出的气相经冷凝器冷凝后输送到釜式液液分相器，采用苯进行预萃取分相，得到下层水相和上层油相，在将下层水相输送到集束管式萃取器用苯进行精萃取分相，得到下层水相和上层油相，从第二反应精馏塔的中部采出质量浓度为5％～45％的稀甲醛；所述的催化剂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂；302、将步骤301中所述集束管式萃取器的下层水相返回第二反应精馏塔中，上层油相与预萃取的油相一起输送到第一精制塔中，从第一精制塔塔顶采出的质量浓度为5％～10％的稀甲醛与步骤301中从第二反应精馏塔的中部采出的稀甲醛合并后返回步骤一中代替步骤一的稀甲醛，从第一精制塔塔中采出的苯输送到储罐进行循环使用，从第一精制塔塔底采出的物料输送到第二精制塔中，从第二精制塔顶采出PODE2，从第二精制塔塔底采出的物料输送到第三精制塔中，从第三精制塔顶采出的质量纯度不小于99.9％的三聚甲醛，从第三精制塔底采出PODE3，与从第二精制塔顶采出PODE2，合并后一起输送到副产品回收水解器中，PODE2与PODE3在催化剂的作用下水解成甲醛与甲醇及三聚甲醛，水解后的物料输送到301釜式液液分相器回收；所迷第一精制塔塔顶温度为52℃～72℃，第一精制塔塔底温度为128℃～138℃，第二精制塔塔顶温度为107℃～120℃，第二精制塔塔底温度为128℃～138℃，第三精制塔塔顶温度为120℃～125℃，第三精制塔塔底温度为132℃～145℃，第一精制塔、第二精制塔和第三精制塔的塔顶压力均为5kpa～30kpa,塔底压力均为40kpa～100kpa；