[發明專利]分離精制聚甲氧基二甲醚的方法和裝置

有效

• 申請號: 201910095680.2
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109761772B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 韓振為;任遠洋;廉景燕;李鑫鋼;劉學寬
• 申請（專利權）人: 天津大學;北洋國家精餾技術工程發展有限公司
• 主分類號: C07C43/30
• 分類號: C07C43/30;C07C41/58
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 陳娟

本發明涉及分離精制聚甲氧基二甲醚的方法和裝置，采用多級精餾，在進料為甲醇、甲醛、水、三聚甲醛和PODE₂混合物的精餾塔內引入補充水，甲醛水溶液及三聚甲醛從塔釜采出從而實現分離甲醛與三聚甲醛的目的。經該工藝分離后甲醛不會聚合堵塞冷凝器和管道，提高了設備使用連續性，并且可以有效地回收未反應的原料甲醛，反應副產物甲酸甲酯和PODE₂等。

技術領域

本發明屬化學工程技術領域，涉及采用多級精餾分離甲醇與甲醛水溶液合成聚甲氧基二甲醚的合成產物混合物的技術，尤其是分離精制聚甲氧基二甲醚的方法和裝置。

背景技術

聚甲氧基二甲醚是一種新型的柴油添加劑，化學式表示為CH₃O(CH₂O)nCH₃(其中n大≥1，一般取值小于10)，具有較高的氧含量(42％～51％)和十六烷值(平均高達76)，其中，PODE_3-5是最理想的柴油添加劑,向柴油中添加PODE_3-5能有效降低柴油機的碳煙、顆粒物(PM)排放、提高燃油經濟性。PODEn是由提供醚化物端基的原料和提供甲氧基的原料在酸催化下經縮聚反應形成的同系物組分。提供端基的化合物包括甲醇、二甲醚和甲縮醛等，提供甲氧基的化合物有甲醛、三聚甲醛和多聚甲醛等。

多年來，以BASF公司為主的國內外研究團隊對PODEn的合成及分離過程進行了大量的研究，主要報導的有BASF公司的甲縮醛與三聚甲醛路線(US 20070260094)，清華大學與玉皇化工合作的甲縮醛與多聚甲醛路線(CN104974025A)但由于其反應原料為無水三聚甲醛和多聚甲醛，反應產物組成簡單，其分離工藝無法適用于甲醇和甲醛水溶液的合成產物的分離；此外還有BASF公司的甲醇與甲醛水溶液的反應及分離流程(US 2008207954，US20080221368，US 7671240，US 7700809)，其單程轉化率低，分離過程復雜，物料反復加熱分離能耗大，設備腐蝕嚴重，極大限制了其工藝流程的工業化。

發明內容

以甲醇和甲醛水溶液為原料制PODEn的合成過程分為兩步，第一步為甲醛和甲醇反應生成甲縮醛的反應階段，第二步為甲縮醛與甲醛反應生成PODEn的反應階段。

本發明的目的在于提供一種在進料為甲醇、甲醛、水、三聚甲醛和PODE₂混合物的精餾塔內引入補充水，實現聚甲氧基二甲醚(PODEn)分離和精制的方法和裝置。采用蒸餾方法分離以甲醇和甲醛水溶液為原料制PODEn的合成產物，精制得到適合柴油組分的PODEn，同時回收部分原料分別返回上述第一階段與第二階段反應過程。

本發明在進料為甲醇、甲醛、水、三聚甲醛和PODE₂混合物的精餾塔內引入補充水，實現聚甲氧基二甲醚分離和精制的方法和裝置，包括六個精餾塔和一個脫水單元。

本發明的技術方案如下：

一種分離精制聚甲氧基二甲醚的方法，采用多級精餾，在進料為甲醇、甲醛、水、三聚甲醛和PODE₂混合物的精餾塔內引入補充水，甲醛水溶液及三聚甲醛從塔釜采出從而實現分離甲醛與三聚甲醛的目的。

而且，補充水的加入量以重量計與進料的質量比為0.3:1～1:1。

而且，補充水與進料從同一個進料口加入或者分開從兩個進料口加入。

一種在進料為甲醇、甲醛、水、三聚甲醛和PODE₂混合物的精餾塔引入補充水分離PODE的裝置，包括六個精餾塔及一個脫水單元，第一精餾塔的塔釜出口通過管線連接第二精餾塔的進料口，第二精餾塔的塔頂出口通過管線連接第四精餾塔的進料口，第二精餾塔的塔釜出口通過管線連接第三精餾塔的進料口，第四精餾塔的塔釜出料口連接第五精餾塔的進料口，第五精餾塔的塔頂出料口通過管線連接脫水單元的進料口，脫水單元的出料口連接第六精餾塔的進料口，其特征在于：在第五精餾塔引入補充水，該補充水從第五精餾塔的進料口加入或者在第五精餾塔上設置補充水進水口。