專(zhuān)利名稱(chēng)：連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的二乙氧基甲烷(簡(jiǎn)稱(chēng)DEM)合成工藝采取下列五種方法二氯甲烷法是最早合成DEM的方法，由于技術(shù)落后，收率較低，所以該方法沒(méi)有工業(yè)化；二甲亞砜法，由于二甲亞砜對(duì)酸不穩(wěn)定，加熱會(huì)生成甲醛，所以也沒(méi)有工業(yè)化；氯化鈣法，反應(yīng)收率可達(dá)86.5％，但由于反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，后處理不便。所以亦沒(méi)有工業(yè)化；酸催化間歇法，反應(yīng)操作簡(jiǎn)單，收率較高(95％)，但反應(yīng)能耗高、生產(chǎn)周期較長(zhǎng)；氯霉素副產(chǎn)品法，是我國(guó)生產(chǎn)DEM的主要途徑，含量大約為45％左右，經(jīng)過(guò)多次精密精餾之后可達(dá)到95％左右，該過(guò)程能耗高、產(chǎn)品純度受到限制，滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求。本發(fā)明采用連續(xù)反應(yīng)精餾法，結(jié)合液液萃取過(guò)程，不僅反應(yīng)時(shí)間短、能耗低，而且產(chǎn)品純度可達(dá)99.0％以上。
傳統(tǒng)工藝的不足是反應(yīng)周期較長(zhǎng)、收率不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)了新的二乙氧基甲烷合成工藝，即連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷流程。該過(guò)程反應(yīng)周期短、速率快、收率高。
連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝，包括以下步驟甲醛和酸催化劑連續(xù)加入反應(yīng)釜中，乙醇從精餾柱加入，反應(yīng)精餾裝置釜、頂溫度分別控制在80℃、65℃，反應(yīng)精餾后，塔頂?shù)灭s出液較高的DEM及乙醇和水，以丙三醇或二乙醇胺為萃取劑，經(jīng)液液萃取塔萃取，萃取塔頂?shù)玫蕉已趸淄?，萃取劑及乙醇水混合液再?jīng)再生塔回收循環(huán)使用。
塔頂餾出液含DEM、乙醇及水分別為61.8％、27.1％、11.1％(均為質(zhì)量含量)，DEM得率達(dá)76％以上。
優(yōu)化方案中，酸催化劑選用鹽酸；進(jìn)一步改進(jìn)再生塔頂乙醇和水可進(jìn)一步回收加工。
反應(yīng)精餾過(guò)程條件(1).溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成過(guò)程的影響醇和醛在酸的作用下，醇與醛中羰基加成生成不穩(wěn)定的半縮醛，半縮醛在酸的催化下進(jìn)一步反應(yīng)，形成穩(wěn)定的縮醛，生成縮醛的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故采用低溫有利于提高反應(yīng)速度。在乙醇/甲醛加入體積比為1.5∶1、鹽酸為加入總量的5.5％條件下，首先考察溫度對(duì)合成過(guò)程的影響。采用間歇反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘，反應(yīng)結(jié)束后采用間歇蒸餾，提取餾程64～94℃餾分，經(jīng)色譜分析，溫度與餾出液組成(wt％)關(guān)系見(jiàn)圖2所示，常溫有利于合成反應(yīng)，但溫度影響較小。在上述條件下，控制反應(yīng)溫度(80℃)，反應(yīng)結(jié)束后并采用間歇蒸餾提取64～94℃餾分，間歇反應(yīng)時(shí)間(分鐘)對(duì)合成DEM組成(wt％)的影響見(jiàn)圖3所示。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)10分鐘時(shí)，反應(yīng)物中DEM含量基本保持不變，該反應(yīng)過(guò)程速度較快，反應(yīng)時(shí)間控制10分鐘達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，故采用連續(xù)反應(yīng)精餾制取二乙氧基甲烷可行。
(2).原料流量比對(duì)餾出液得率的影響采用乙醇過(guò)量，反應(yīng)精餾塔釜、頂溫度分別控制在80℃、65℃左右，鹽酸(36～38％)加入量控制在加料總量的5.5％，乙醇(95％，V/V)/甲醛(37％，V/V)體積流量比增加時(shí)，DEM得率見(jiàn)圖4所示，故取加入流量比為1.5較為合適。
(3).選擇乙醇/甲醛的流量比為1.5在反應(yīng)溫度條件不變的條件下，加入鹽酸(37～40％)量對(duì)餾出液DEM得率影響見(jiàn)圖5所示。從結(jié)果看鹽酸加入量控制在加料總量的5.5％較為合適。
(4).反應(yīng)可用其它酸代替鹽酸作催化劑，但得率有所降低。
本發(fā)明的連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷流程。反應(yīng)周期短、速率快、收率高，在反應(yīng)精餾塔溫度、攪拌速度、濃鹽酸用量及乙醇/甲醛流量比一定條件下，塔頂一次可得61.8％(wt％)以上的二乙氧基甲烷，反應(yīng)收率可達(dá)77％以上，反應(yīng)精餾塔頂餾出液經(jīng)液液萃取可得99.6％(wt％)以上二乙氧基甲烷。


圖1為反應(yīng)精餾工藝流程圖；圖2、圖3、圖4、圖5、圖6分別為溫度、反應(yīng)時(shí)間、乙醇/甲醛流量比及加入鹽酸量對(duì)DEM得率的影響曲線圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝參照?qǐng)D137～40％的甲醛按V/V68ml/min的速率、36～38％的鹽酸催化劑按V/V8.4ml/min速率連續(xù)加入反應(yīng)釜1中，95％的乙醇從精餾柱4第5塊(進(jìn)料位置可調(diào)整)加入，加入V/V為101ml/min，反應(yīng)精餾后，塔頂?shù)灭s出液較高的DEM及乙醇和水，以丙三醇為萃取劑，經(jīng)液液萃取塔5萃取，萃取塔頂DEM含量可達(dá)99.6％以上。萃取劑及乙醇水混合液再經(jīng)再生塔6回收循環(huán)使用。再生塔頂乙醇和水可進(jìn)一步回收加工。反應(yīng)精餾裝置釜、頂溫度分別控制在80℃、65℃。塔頂餾出液含DEM、乙醇及水分別為61.8％、27.1％、11.1％(均為質(zhì)量含量)，DEM得率達(dá)76％以上。圖中2為電動(dòng)攪拌器，3為夾套。
實(shí)施例2，與實(shí)施例1基本相同，但催化劑改用硫酸，萃取劑改用二乙醇胺。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝，包括以下步驟甲醛和酸催化劑連續(xù)加入反應(yīng)釜中，乙醇從精餾柱加入，反應(yīng)精餾裝置釜、頂溫度分別控制在80℃、65℃，反應(yīng)精餾后，塔頂?shù)灭s出液較高的DEM及乙醇和水，以丙三醇或二乙醇胺為萃取劑，經(jīng)液液萃取塔萃取，萃取塔頂?shù)玫蕉已趸淄椋腿┘耙掖妓旌弦涸俳?jīng)再生塔回收循環(huán)使用。
2.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝，其特征在于所說(shuō)的酸催化劑采用鹽酸。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝，其特征在于甲醛的加入速率為V/V68ml/min、鹽酸催化劑的濃度為36～38％，加入速率為V/V8.4ml/min，乙醇的加入速率V/V為101ml/min。
全文摘要
連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷工藝，包括以下步驟甲醛和酸催化劑連續(xù)加入反應(yīng)釜中，乙醇從精餾柱加入，反應(yīng)精餾裝置釜、頂溫度分別控制在80℃、65℃，反應(yīng)精餾后，塔頂?shù)灭s出液較高的DEM及乙醇和水，以丙三醇或二乙醇胺為萃取劑，經(jīng)液液萃取塔萃取，萃取塔頂?shù)玫蕉已趸淄椋腿┘耙掖妓旌弦涸俳?jīng)再生塔回收循環(huán)使用。優(yōu)化方案中，所說(shuō)的酸催化劑采用鹽酸。塔頂餾出液含DEM、乙醇及水分別為61.8％、27.1％、11.1％(均為質(zhì)量含量)，DEM得率達(dá)76％以上。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)工藝反應(yīng)周期較長(zhǎng)、收率不夠理想的不足，新的連續(xù)反應(yīng)精餾合成二乙氧基甲烷流程反應(yīng)周期短、速率快、收率高。
文檔編號(hào)C07C43/00GK1537839SQ03132130
公開(kāi)日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者顧正桂, 職慧珍 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)