專利名稱：一種生產(chǎn)三聚甲醛的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三聚甲醛的合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種生產(chǎn)三聚甲醛的方法及裝置。
背景技術(shù)：
聚甲醛是世界上第三大通用型工程塑料，具有良好的著色性，較高的彈性模量，很高的剛性和硬度，比強(qiáng)度和比剛性接近于金屬，常用來代替銅、鋅、錫、鉛等有色金屬，廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械、汽車、電子電器、日用品、管道及配件、精密儀器等工業(yè)部門。聚甲醛屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，生產(chǎn)具有高額的利潤回報(bào)率，國外公司對(duì)生產(chǎn)技術(shù)嚴(yán)格控制，國內(nèi)能真正生產(chǎn)的廠家少且技術(shù)落后，能耗高，與國外相比不具有競(jìng)爭(zhēng)力。三聚甲醛是生產(chǎn)聚甲醛過程中重要的中間體，對(duì)其聚合要求的純度很高，純度一般要在99. 99%以上。國內(nèi)基本都是利用硫酸作為催化劑，對(duì)材料的抗腐蝕要求很高，一般選用鋯材制造設(shè)備，投資較大。離子液作為催化劑時(shí)的腐蝕性較小，但當(dāng)反應(yīng)釜中甲酸的積累濃度較高時(shí)，甲酸會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕仍然較大，而且甲酸的存在會(huì)降低三聚甲醛的純度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種生產(chǎn)三聚甲醛的方法及裝置，加入噴淋塔進(jìn)行除甲酸，能有效去除三聚甲醛中的甲酸，解決了以酸性離子液作為催化劑時(shí)，反應(yīng)釜中甲酸含量過高的問題，減少了甲酸對(duì)設(shè)備的腐蝕，提高了設(shè)備的使用壽命，并有效提高三聚甲醛的純度。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種生產(chǎn)三聚甲醛的方法，包括將濃甲醛和酸性離子液催化劑加入反應(yīng)釜進(jìn)行反應(yīng)、三聚甲醛的濃縮和萃取，其改進(jìn)之處在于在反應(yīng)和濃縮步驟中間加入除甲酸步驟；所述除甲酸步驟為
在噴淋塔中，用噴淋液噴淋反應(yīng)釜出來的蒸汽，除去甲酸；
其中，噴淋液為含有除酸劑的甲醛溶液；除酸劑為碳酸鈣、磷酸氫二鈉或磷酸氫二鉀中的一種或幾種。噴淋液中除酸劑的質(zhì)量濃度為5%_10%。甲醛溶液中甲醛的質(zhì)量濃度為36-40%。噴淋前將噴淋液加熱到80_90°C。噴淋塔塔底液中甲醛的質(zhì)量濃度小于65% ;當(dāng)噴淋塔塔底液中甲醛的質(zhì)量濃度大于65%時(shí)，加入500C以上的水稀釋至小于65%。本發(fā)明還提供了生產(chǎn)三聚甲醛的裝置，包括反應(yīng)釜、離子液儲(chǔ)槽、提濃塔、第一循環(huán)泵、提濃塔冷凝器、提濃塔緩沖罐、回流泵萃取塔，其特征在于還包括噴淋液儲(chǔ)槽、噴淋塔和第二循環(huán)泵；其連接關(guān)系為反應(yīng)釜的頂部蒸汽出口與噴淋塔的底部蒸汽進(jìn)口通過管道相連通；噴淋液儲(chǔ)槽與噴淋塔的進(jìn)液口通過管道相連通；噴淋塔的頂部蒸汽出口與提濃塔的進(jìn)口通過管道相連通；噴淋塔的底部出口與上部回流口通過帶有第二循環(huán)泵的管道相連通。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于
I.采用噴淋塔噴淋除甲酸劑，有效去除三聚甲醛中的甲酸，解決了以離子液為催化劑時(shí)，反應(yīng)釜中甲酸含量過高的問題，減少了甲酸對(duì)設(shè)備的腐蝕，提高了設(shè)備使用壽命。2.控制甲酸含量在一定的范圍內(nèi)，提高了三聚家醛的純度。


下面結(jié)合附圖和具體 實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明的裝置圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
(I)預(yù)熱反應(yīng)釜至80°c，然后加入質(zhì)量濃度為60%的濃甲醛溶液，向反應(yīng)釜中加入酸性離子液催化劑，使反應(yīng)釜中酸性離子液催化劑的質(zhì)量濃度為3%。(2)稱取40kg的碳酸鈣，質(zhì)量濃度為38%的甲醛溶液560kg，配制成質(zhì)量濃度為6. 6%的碳酸鈣溶液，加入噴淋塔中，用蒸汽加熱泵打循環(huán)。保持噴噴淋塔中的甲醛質(zhì)量濃度在65%以下，如果質(zhì)量濃度高于65%，加入溫水稀釋。(3)繼續(xù)加熱反應(yīng)釜，同時(shí)向反應(yīng)釜連續(xù)加入濃甲醛，使?jié)饧兹┤芤涸诟獌?nèi)的停留時(shí)間在6小時(shí)左右，穩(wěn)定液位。(4)反應(yīng)釜出來的蒸汽進(jìn)入噴淋塔后，用噴淋液噴淋，同時(shí)加熱噴淋液，并保持塔底部液位不變。(5)經(jīng)噴淋后的蒸汽進(jìn)入進(jìn)入提濃塔中，經(jīng)過提濃后的三聚甲醛進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取分離。提濃塔底部的濃醛溶液經(jīng)過循環(huán)泵打入反應(yīng)釜中繼續(xù)反應(yīng)。測(cè)定提濃塔底部甲酸的濃度，如果甲酸的濃度超過500ppm，向噴淋塔中補(bǔ)充新的碳酸鈣溶液。實(shí)施例2
(I)預(yù)熱反應(yīng)釜至90°C，然后加入質(zhì)量濃度為50%的濃甲醛溶液，向反應(yīng)釜中加入酸性離子液催化劑，使反應(yīng)釜中酸性離子液催化劑的質(zhì)量濃度為4%。(2)稱取25kg的磷酸氫二鈉，質(zhì)量濃度為36%的甲醛溶液475kg，配制成質(zhì)量濃度為5%的碳酸鈣溶液，加入噴淋塔中，用蒸汽加熱泵打循環(huán)。保持噴噴淋塔中的甲醛質(zhì)量濃度在65%以下，如果質(zhì)量濃度高于65%，加入溫水稀釋。(3)繼續(xù)加熱反應(yīng)釜，同時(shí)向反應(yīng)釜連續(xù)加入濃甲醛，使?jié)饧兹┤芤涸诟獌?nèi)的停留時(shí)間在6小時(shí)左右，穩(wěn)定液位。(4)反應(yīng)釜出來的蒸汽進(jìn)入噴淋塔后，用噴淋液噴淋，同時(shí)加熱噴淋液，并保持塔底部液位不變。(5)經(jīng)噴淋后的蒸汽進(jìn)入進(jìn)入提濃塔中，經(jīng)過提濃后的三聚甲醛進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取分離。提濃塔底部的濃醛溶液經(jīng)過循環(huán)泵打入反應(yīng)釜中繼續(xù)反應(yīng)。測(cè)定提濃塔底部甲酸的濃度，如果甲酸的濃度超過500ppm，向噴淋塔中補(bǔ)充新的磷酸氫二鈉溶液。實(shí)施例3
(I)預(yù)熱反應(yīng)釜至85°C，然后加入質(zhì)量濃度為70%的濃甲醛溶液，向反應(yīng)釜中加入酸性離子液催化劑，使反應(yīng)釜中酸性離子液催化劑的質(zhì)量濃度為5%。
(2)稱取50kg的磷酸氫二鉀，質(zhì)量濃度為40%的甲醛溶液450kg，配制成質(zhì)量濃度為10%的碳酸鈣溶液，加入噴淋塔中，并加熱至80-90°C，并用循環(huán)泵打循環(huán)。保持噴淋塔中的甲醛質(zhì)量濃度在65%以下，如果質(zhì)量濃度高于65%，加入50°C以上水稀釋至小于65%。(3)繼續(xù)加熱反應(yīng)釜，同時(shí)向反應(yīng)釜連續(xù)加入濃甲醛，使?jié)饧兹┤芤涸诟獌?nèi)的停留時(shí)間在6小時(shí)左右，穩(wěn)定液位。(4)反應(yīng)釜出來的蒸汽進(jìn)入噴淋塔后，用噴淋液噴淋，同時(shí)加熱噴淋液，并保持塔底部液位不變。
(5)經(jīng)噴淋后的蒸汽進(jìn)入進(jìn)入提濃塔中，經(jīng)過提濃后的三聚甲醛進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取分離。提濃塔底部的濃醛溶液經(jīng)過循環(huán)泵打入反應(yīng)釜中繼續(xù)反應(yīng)。測(cè)定提濃塔底部甲酸的濃度，如果甲酸的濃度超過500ppm，向噴淋塔中補(bǔ)充新的磷酸氫二鉀溶液。實(shí)施例4
一種生產(chǎn)三聚甲醛的裝置，包括反應(yīng)釜I、離子液儲(chǔ)槽2、提濃塔3、第一循環(huán)泵4、提濃塔冷凝器5、提濃塔緩沖罐6、回流泵7萃取塔8，其特征在于還包括噴淋液儲(chǔ)槽9、噴淋塔10和第二循環(huán)泵11 ;其連接關(guān)系為噴淋塔10的底部蒸汽進(jìn)口與反應(yīng)釜I的頂部蒸汽出口通過管道12相連通；噴淋液儲(chǔ)槽9與噴淋塔10的進(jìn)液口通過管道13相連通；噴淋塔10的頂部蒸汽出口與提濃塔3的進(jìn)口通過管道14相連通；噴淋塔10的底部出口與上部回流口通過帶有第二循環(huán)泵11的管道形成回路。工作時(shí)，濃甲醛和酸性離子液催化劑在反應(yīng)釜I中反應(yīng)，反應(yīng)釜I頂部出口的蒸汽經(jīng)管道12從噴淋塔10的底部蒸汽進(jìn)口進(jìn)入噴淋塔10 ;經(jīng)噴淋液噴淋后，從噴淋塔10的頂部蒸汽出口經(jīng)管道14進(jìn)入提濃塔3提濃。噴淋塔10的塔底液經(jīng)第二循環(huán)泵11循環(huán)使用。提濃塔3底部的濃液經(jīng)第一循環(huán)泵4打回反應(yīng)釜I重新反應(yīng)，甲醛和三聚甲醛的蒸汽經(jīng)提濃塔冷凝器5冷凝后進(jìn)入提濃塔緩沖罐6，提濃塔緩沖罐6中的三聚甲醛一部分經(jīng)回流泵7回到提濃塔3進(jìn)一步提濃，一部分進(jìn)入萃取塔8進(jìn)行萃取分離。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)三聚甲醛的方法，包括將濃甲醛和酸性離子液催化劑加入反應(yīng)釜進(jìn)行反應(yīng)、三聚甲醛的濃縮和萃取，其特征在于在反應(yīng)和濃縮步驟中間加入除甲酸步驟；所述除甲酸步驟為 在噴淋塔中，用噴淋液噴淋反應(yīng)釜出來的蒸汽，除去甲酸；所述噴淋液為含有除酸劑的甲醛溶液；所述除酸劑為碳酸鈣、磷酸氫ニ鈉或磷酸氫ニ鉀中的ー種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生產(chǎn)三聚甲醛的方法，其特征在于所述噴淋液中除酸劑的質(zhì)量濃度為5%-10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生產(chǎn)三聚甲醛的方法，其特征在于所述甲醛溶液中甲醛的質(zhì)量濃度為36-40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生產(chǎn)三聚甲醛的方法，其特征在于噴淋前將噴淋液加熱到 80-90°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生產(chǎn)三聚甲醛的方法，其特征在于噴淋塔塔底液中甲醛的質(zhì)量濃度小于65% ;當(dāng)噴淋塔塔底液中甲醛的質(zhì)量濃度大于65%時(shí)，加入500C以上的水稀釋至小于65%。
6.一種生產(chǎn)三聚甲醛的裝置，包括反應(yīng)釜(I)、離子液儲(chǔ)槽(2)、提濃塔(3)、第一循環(huán)泵(4)、提濃塔冷凝器(5)、提濃塔緩沖罐(6)、回流泵(7)萃取塔(8)，其特征在于還包括噴淋液儲(chǔ)槽(9)、噴淋塔(10)和第二循環(huán)泵(11);其連接關(guān)系為噴淋塔(10)的底部蒸汽進(jìn)ロ與反應(yīng)釜(I)的頂部蒸汽出ロ通過管道(12 )相連通；噴淋液儲(chǔ)槽(9 )與噴淋塔(10 )的進(jìn)液ロ通過管道(13)相連通；噴淋塔(10)的頂部蒸汽出口與提濃塔(3)的進(jìn)ロ通過管道(14)相連通；噴淋塔(10)的底部出口與噴淋塔(10)上部回流ロ通過帶有第二循環(huán)泵(11)的管道相連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)三聚甲醛的方法及裝置，屬于三聚甲醛的合成領(lǐng)域。生產(chǎn)三聚甲醛的方法包括將濃甲醛和酸性離子液催化劑加入反應(yīng)釜進(jìn)行反應(yīng)、三聚甲醛的濃縮和萃取，其特征在于在反應(yīng)和濃縮步驟中間加入除甲酸步驟；所述除甲酸步驟為在噴淋塔中，用噴淋液噴淋反應(yīng)釜出來的蒸汽，除去甲酸；生產(chǎn)三聚甲醛的裝置，包括反應(yīng)釜、離子液儲(chǔ)槽、提濃塔、第一循環(huán)泵、提濃塔冷凝器、提濃塔緩沖罐、回流泵萃取塔，其特征在于還包括噴淋液儲(chǔ)槽、噴淋塔和第二循環(huán)泵。本發(fā)明能有效去除三聚甲醛中的甲酸，解決了以酸性離子液作為催化劑時(shí)反應(yīng)釜中甲酸含量過高的問題，減少了甲酸對(duì)設(shè)備的腐蝕提高了設(shè)備使用壽命，并有效提高三聚甲醛的純度。
文檔編號(hào)C07D323/06GK102633769SQ20121009467
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者尹祖建, 張新志, 張英偉, 楊洪慶, 楊雪崗, 牛建波, 王成, 王靈清, 范娟娟 申請(qǐng)人:邢臺(tái)旭陽煤化工有限公司