[發明專利]一種三聚甲醛的反應方法及其生產方法

有效

• 申請號: 202210111222.5
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114105937B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 李克景;王帆;張小明;鄧兆敬;李琳琳;雷騫;陳洪林
• 申請（專利權）人: 中化學科學技術研究有限公司;成都中科凱特科技有限公司
• 主分類號: C07D323/06
• 分類號: C07D323/06
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 夏華棟;顧可嘉

本發明公開一種三聚甲醛的反應方法及其生產方法，涉及聚甲醛生產工藝技術領域，以解決反應制得的三聚甲醛的純度低，成本高的問題。所述三聚甲醛的反應方法包括：將甲醛溶液送入所述催化精餾塔內，獲得三元共沸物。其中，所述固體酸催化劑床層用于催化所述甲醛溶液發生三聚成環反應，獲得含有三聚甲醛的液相反應產物，所述氣液相傳質結構用于從所述液相反應產物中分離出部分所述三聚甲醛。所述三聚甲醛的生產方法包括上述技術方案所提的三聚甲醛的反應方法。本發明提供的三聚甲醛的反應方法及其生產方法用于制備三聚甲醛。

技術領域

本發明涉及聚甲醛生產工藝技術領域，尤其涉及一種三聚甲醛的反應方法及其生產方法。

背景技術

目前，可以使用釜式反應器以65%~75%濃度的甲醛溶液為原料，在濃硫酸的催化作用下，使得甲醛溶液發生三聚成環反應，生成含有三聚甲醛的反應產物。該反應產物中三聚甲醛的濃度為15%~20%。當從反應產物中提純三聚甲醛時，反應產物可以先進入提濃塔，將三聚甲醛濃度提高到50%以上，從而獲得甲醛、水和三聚甲醛的三元共沸物，接著將該三元共沸物送入萃取塔中，使用苯作為萃取劑，將三聚甲醛從水相萃取到油相中，形成三聚甲醛和苯的混合物，接著將該三聚甲醛和苯的混合物送入產品塔，在產品塔的塔頂得到苯，作為萃取劑循環使用，在產品塔的塔底得到三聚甲醛。

但是，由于甲醛聚合生成三聚甲醛的反應是可逆反應，平衡轉化率和反應的單程轉化率低，從而使得制備三聚甲醛的能耗高。且由于反應使用的催化劑為濃硫酸，在釜式反應器內發生液態均相反應，使得催化劑和反應物料之間分離困難，造成產品純度下降，同時還會對釜式反應器造成腐蝕，提高了反應時間和反應成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三聚甲醛的反應方法及其生產方法，用于提高反應制得的三聚甲醛的純度，降低能量消耗和反應成本。

為了實現上述目的，本發明提供一種三聚甲醛的反應方法，應用催化精餾塔進行三聚甲醛的反應，所述催化精餾塔包括沿著所述催化精餾塔的高度方向分布的多個反應單元，每個所述反應單元包括沿著所述催化精餾塔的高度方向分布的固體酸催化劑床層和氣液相傳質結構。所述三聚甲醛的反應方法包括：

將甲醛溶液送入所述催化精餾塔內，獲得三元共沸物。其中，所述固體酸催化劑床層用于催化所述甲醛溶液發生三聚成環反應，獲得含有三聚甲醛的液相反應產物，所述氣液相傳質結構用于從所述液相反應產物中分離出部分所述三聚甲醛，所述部分所述三聚甲醛為氣態的三聚甲醛，分離出部分所述三聚甲醛后的所述液相反應產物繼續流入下一個反應單元中進行反應。

與現有技術相比，本發明提供的三聚甲醛的反應方法中，通過使用具有沿著催化精餾塔的高度方向分布的多個反應單元的催化精餾塔進行反應，且每個反應單元包括沿著催化精餾塔的高度方向分布的固體酸催化劑床層和氣液相傳質結構。基于此，將甲醛溶液送入催化精餾塔內時，固體酸催化劑床層用于催化所述甲醛溶液發生三聚成環反應，獲得含有三聚甲醛的液相反應產物。此時，該含有三聚甲醛的液相反應產物在氣液相傳質結構內進行分離，分離出含有三聚甲醛的液相反應產物中的部分三聚甲醛，然后該含有三聚甲醛的液相反應產物流入下一個反應單元，以此類推，通過不斷降低反應產物的濃度，打破可逆反應的平衡限制，提高了甲醛的單程轉化率，從而提高了反應制得的三聚甲醛的濃度。

同時，本發明提供的三聚甲醛的反應方法中，選用固體酸催化劑替代傳統的濃硫酸催化劑，固體酸催化劑為固態，與液態的反應物料之間容易分離，節省了反應時間。且固體酸催化劑對催化精餾塔的腐蝕程度與濃硫酸相比較低，因此，在實際應用中，可以選用316L不銹鋼材質的催化精餾塔，降低了成本。

本發明還提供一種三聚甲醛的生產方法。該三聚甲醛的生產方法包括：以催化精餾塔為反應設備，利用上述技術方案所述的三聚甲醛的反應方法獲得三元共沸物。所述催化精餾塔包括沿著所述催化精餾塔的高度方向分布的多個反應單元，每個所述反應單元包括沿著所述催化精餾塔的高度方向分布的固體酸催化劑床層和氣液相傳質結構。

利用分離提純設備對所述三元共沸物進行提純，獲得三聚甲醛。