[發明專利]聚甲氧基二甲醚反應原料的制備方法和裝置

有效

• 申請號: 201610076461.6
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105541568B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 劉文飛;毛進池;高永林
• 申請（專利權）人: 凱瑞環保科技股份有限公司
• 主分類號: C07C41/56
• 分類號: C07C41/56;C07C41/58;C07C43/30;C07C45/83;C07C45/78;C07C45/82;C07C47/058
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司11230
• 代理人: 張亞軍

技術領域

本發明涉及一種聚甲氧基二甲醚反應原料的制備方法和裝置，特別適合于以市售的廉價的甲醛水溶液和甲縮醛為主要原料制取聚甲氧基二甲醚。

背景技術

聚甲氧基二甲醚(Polyoxymethylene Dimethyl Ethers)，其結構式為:CH3O(CH2O)nCH3，簡稱DMMn(或PODEn)，是一類多醚聚合物，而DMM_3～5氧含量高達47～49％，十六烷值高達78～100，作為一種新型的環保型柴油添加劑不僅能改善柴油在發動機內的燃燒狀況，提高燃燒效率，而且清潔無硫，能夠顯著減少外排廢氣的污染，因此具有很高的應用前景。

聚甲氧基二甲醚的制備方法較多，其催化劑有離子液體、分子篩、離子交換樹脂等，主要原料有甲醛、甲醇、甲縮醛、三聚甲醛、多聚甲醛等，反應器類型有固定床、催化蒸餾、固定床+催化蒸餾等。以固體三聚甲醛和多聚甲醛與甲縮醛的反應較為簡單，僅把反應物按一定比例混溶后進入反應裝置反應，幾乎不存在反應物的脫水問題，為此公開了許多專利：如專利CN201310327622.0公開了一種以甲縮醛和多聚甲醛為反應物制取聚甲氧基二甲醚的方法，專利CN104355973A公開了以三聚甲醛和甲縮醛為反應物制取聚甲氧基二甲醚的方法，但此類方法由于存在原料價格較高、生產成本較高的問題，因而在工業上缺乏競爭優勢。

而以甲醛和甲縮醛為原料制取聚甲氧基二甲醚的方法由于甲醛較便宜，使得此工藝的研究成為關注的重點，但其技術難點是甲醛的脫水，為了克服該項缺點，也有很多研究：如CN104355973A公開了一種固定床反應精餾制備聚甲氧基二甲醚的方法，該方法是將PODE_2-8輸送至裝填有3A分子篩的脫水塔中進行脫水；專利CN104725198A公開了一種聚甲氧基二甲醚生產過程中的氣相物料流脫水方法，該方法是將反應物氣相物料流經裝有分子篩的吸附塔進行脫水；CN104725201A公開了一種聚甲氧基二甲醚吸附、膜分離結合脫水方法，將氣相物料流原料氣進入吸附塔用膜和吸附劑脫水；專利CN104725203A公開了一種氣體甲醛合成聚甲氧基二甲醚及脫酸的工藝裝置及方法，采用一元醇類作輔劑與甲醛水溶液反應生成半縮醛，然后減壓脫水后，再將半縮醛分解成甲醛的方法進行脫水制取甲醛氣體，該甲醛氣體再被甲縮醛吸收后進反應塔反應制取聚甲氧基二甲醚。上述工藝方法比較復雜，能耗較高，且由于實際上甲醛一旦縮合后很難再通過加熱方法分解和解析出來。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種聚甲氧基二甲醚反應原料的制備裝置，該裝置結構簡單，投資少，能耗低。

本發明還提供一種使用上述裝置制備聚甲氧基二甲醚反應原料的方法，該方法將市售的廉價的甲醛水溶液通過物理減壓萃取的方法進行甲醛的濃縮脫水，并通過對萃取劑中的甲醛進行減壓蒸餾制取幾乎不含水的純甲醛氣體，該甲醛氣體又通過文丘里噴射吸收的方法既為甲醛蒸餾塔提供了負壓，省去了真空機組，降低了甲醛蒸餾塔的溫度，同時又保證了甲醛氣體被工作液的完全吸收，而且吸收了甲醛氣體的工作液就是制取聚甲氧基二甲醚的原料，一舉多得。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種聚甲氧基二甲醚反應原料的制備裝置，包括預熱甲醛水溶液用的預熱器I、預熱萃取劑用的預熱器II、萃取蒸餾塔、緩沖罐、甲醛蒸餾塔、文丘里噴射器和物料中間罐：

所述的預熱器I，設有進料口和出料口；所述的預熱器II，設有進料口和出料口；

所述的萃取蒸餾塔，塔內的上部為垂直列管式降膜蒸發段、中部為萃取段、下部為再沸蒸發段，塔頂設有排氣口，塔底設有排液口；所述的垂直列管式降膜蒸發段，上部與所述的預熱器I的出料口相通；所述的萃取段與所述的預熱器II出料口相通；所述的排氣口連接有冷凝器，所述的冷凝器設有排液口；

所述的緩沖罐，罐體上部設有進液口，罐頂設有氣相口，罐底設有排液口；所述的進液口與所述的冷凝器的排液口相連接；所述的氣相口，連接有真空機組，可將氣體排空；所述的排液口與盛放稀甲醛溶液的裝置相連。

所述的甲醛蒸餾塔，塔壁上部設有進液口，塔頂設有排氣口，塔底設有排液口；所述的進液口與所述的萃取蒸餾塔塔底的排液口相連接；所述的排液口與預熱器II的進料口相連接；

所述的文丘里噴射器，中部設有進氣口，頂部設有進料口，底部設有出料口；所述的進氣口與所述的甲醛蒸餾塔的排氣口相連接；