一種生產(chǎn)聚甲氧基二甲醚dmm3-5的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)聚甲氧基二甲醚DMM3-5的裝置及方法，以鐵鉬法或銀法（以 下簡(jiǎn)稱(chēng)兩法）制取的含有甲醛的產(chǎn)物作為起始原料，經(jīng)換熱、精脫水后通入到具有氣相萃 取、液相催化、液相蒸餾于一體的萃取催化蒸餾塔中進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于生產(chǎn)聚甲氧基二甲醚的主要原料是純凈的甲醛原料，又由于甲醛原料的性 質(zhì)，在常溫下是氣體且易聚合，因此通常情況下都是以其水溶液或其聚合物的形式存在。如 多聚甲醛或三聚甲醛的固體形式存在，因此在生產(chǎn)聚甲氧基二甲醚過(guò)程中，或是將其水溶 液經(jīng)過(guò)一系列的處理，如濃縮、萃取(從水溶液中萃?。⒚撍?、解析等辦法，而從其水溶液中 得到純凈的甲醛原料;或是由甲醛水溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、濃縮、聚合、干燥而得到的多聚甲醛或 三聚甲醛，再用甲縮醛將其溶解，再通入反應(yīng)器來(lái)合成聚甲氧基二甲醚。以上方法或從甲醛 水溶液（即液相法)或從聚甲醛(即固相法)生產(chǎn)DMMn(n 2 1)的方法，其流程冗長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜、 資源浪費(fèi)。如專(zhuān)利 CN104722249A、CN204569778u、CN10506165A、CN204874344u。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種生產(chǎn)聚甲 氧基二甲醚MM3-5的方法，以?xún)煞ㄖ迫〉暮屑兹┑臍庀喈a(chǎn)物作為起始原料，不經(jīng)過(guò)吸收 塔（即不制備成水溶液），而是自甲醇氧化反應(yīng)器的出口排出，經(jīng)換熱、精脫水后，通入到具 有氣相萃取、液相催化、液相蒸餾于一體的萃取催化蒸餾塔中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，一步完成縮聚 反應(yīng)和分餾等工藝過(guò)程，簡(jiǎn)化了原有冗長(zhǎng)的流程。
[0004] 本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)聚甲氧基二甲醚DMM3-5的裝置，省去了大量的設(shè)備，簡(jiǎn)化 了流程。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種生產(chǎn)聚甲氧基二甲醚DMM3-5的方法，包括以下步驟：
[0007] (1)換熱：甲醇和空氣以傳統(tǒng)的兩法為制備方法，制得含有甲醛氣體的混合氣體； 將制得的混合氣體進(jìn)行換熱；
[0008] (2)精脫水:將步驟（1)換熱后的混合氣體進(jìn)行精脫水直至混合氣體中的水分摩爾 含量小于〇. 1% ;
[0009] (3)萃取、催化和蒸餾:用萃取劑DMM1-2對(duì)步驟(2)脫除水分后得到的混合氣體進(jìn) 行萃取，萃取得到的混合物在催化劑存在條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)生成DMM1-10,萃取得到的混 合物中還未進(jìn)行縮聚反應(yīng)的氣相組分經(jīng)蒸餾后繼續(xù)進(jìn)行萃取、縮聚反應(yīng)；
[0010] (4)分餾:將步驟(3)得到的縮聚產(chǎn)物DMM1-10通入到分餾系統(tǒng)中進(jìn)行分餾，其中： 目標(biāo)產(chǎn)物DMM3-5采收，輕組分DMM1-2返回至步驟(3)中繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，重組分DMM6-10 通入到分解裝置中；
[0011] (5)分解:將步驟(4)得到的重組分DMM6-10通入到分解裝置中進(jìn)行分解，其中：目 標(biāo)產(chǎn)物DMM3-5采收，輕組分DMM1 -2返回至步驟(3)中繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述的方法具體為：
[0013] (1)換熱：甲醇和空氣在甲醇氧化器中，以傳統(tǒng)的兩法為制備方法，制得含有甲醛 氣體的混合氣體，該混合氣體的原料組成如下表所示；該混合氣體自甲醇氧化器出料口排 出進(jìn)入換熱器中進(jìn)行換熱；
[0014] 所述的換熱器為列管換熱器，管程進(jìn)氧化原料冷甲醇，殼程進(jìn)所述的混合氣體，反 之亦然;所述的換熱器，進(jìn)口溫度：100-800°C，優(yōu)選為200-600 °C，出口溫度：100-200°C，優(yōu) 選100-150。。。
[0015]
[0016] (2)精脫水:將步驟（1)經(jīng)換熱器換熱后的混合氣體通入到精脫塔中進(jìn)行精脫水， 脫除混合氣體中的水分，直至混合氣體中的水分摩爾含量小于0.1 %，得到幾乎不含水分的 混合氣體;所述的精脫水條件為:精脫塔進(jìn)氣口b處溫度為40-150°C，塔頂溫度為45-10(TC、 壓力0 · 35-0 · 42Mpa，塔底溫度75-80 °C ;
[0017] (3)萃取、催化和蒸餾:將步驟(2)精脫水后得到的混合氣體通入到萃取催化蒸餾 塔的萃取段中，同時(shí)向萃取段中通入萃取劑輕組分DMM1-2，DMM1_2萃取吸收所述的精脫水 后得到的混合氣體后形成含有甲醛的萃取液;所述的含有甲醛的萃取液在萃取催化蒸餾塔 的催化段中且在催化劑的作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)生成DMM1-10,部分未參加縮聚反應(yīng)的含有 甲醛的萃取液流入到萃取催化蒸餾塔的蒸餾段中，經(jīng)蒸餾后，氣相組分（甲醛)經(jīng)氣相通道 返回繼續(xù)與萃取劑DMM1-2和/或含有甲醛的萃取液進(jìn)行萃取、縮聚；
[0018] 所述的萃取段中：所述的DMM1-2與精脫水后得到的混合氣體中甲醛的摩爾比為1-10:1，優(yōu)選為1-3:1，DMMl-2進(jìn)入萃取段時(shí)的空速為0.1-5.51Γ 1;所述的萃取條件為:溫度為 常溫或不高于150°C，壓力為0.1-3.0Mpa;
[0019] 所述的催化段中：縮聚溫度為35-180°C，優(yōu)選55-120°C，壓力為0.1-3.0Mpa;所述 的含有甲醛的萃取液的質(zhì)量空速為〇. 1 -5.51Γ1;
[0020] 所述的蒸餾段中：溫度80-300 °C、壓力0 · 1 -3 · OMpa;
[0021] 所述催化劑為固體酸催化劑，優(yōu)選樹(shù)脂催化劑，也可是分子篩類(lèi)、雜多酸類(lèi)、超強(qiáng) 酸類(lèi);本實(shí)施例中用的是本公司凱瑞環(huán)保科技股份有限公司生產(chǎn)的樹(shù)脂催化劑。
[0022] (4)分餾:將步驟(3)得到的產(chǎn)物DMM1-10通入到現(xiàn)有的分餾系統(tǒng)中按照常規(guī)方法 進(jìn)行分餾;其中，分餾得到的目標(biāo)產(chǎn)物IMM3-5采收，分餾得到的輕組分IMM1-2返回至步驟 (3)所述的萃取催化蒸餾塔中循環(huán)利用，分餾得到的重組分DMM6-10通入到分解裝置中；
[0023]分餾系統(tǒng)為現(xiàn)有的常規(guī)精餾塔，精餾條件：塔頂溫度為42~150°C、塔頂壓力負(fù) 0.01~0.510^、塔頂回流比為0.5~5.0;塔底溫度150~300°(：。
[0024] (5)分解:將步驟(4)得到的重組分DMM6-10通入到現(xiàn)有的分解裝置中按照常規(guī)方 法進(jìn)行分解，其中，分解得到的目標(biāo)產(chǎn)物DMM3-5采收，分解得到的輕組分DMM1 -2返回至步驟 (3)所述的萃取催化蒸餾塔中循環(huán)利用；
[0025]分解裝置為現(xiàn)有的分解塔，塔頂?shù)臏囟葹?0~150 °C，壓力為0.1~5. OMPa;塔底的 溫度為80~300 °C。
[0026] 本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)聚甲氧基二甲醚DMM3-5的裝置，包括甲醇氧化器、換熱器、 精脫塔、萃取催化蒸餾塔、分解塔和分餾系統(tǒng)：
[0027] 所述甲醇氧化器的出料口與所述換熱器的進(jìn)氣口a相連接，進(jìn)料口與所述換熱器 導(dǎo)出熱甲醇用的排液口 a連接；
[0028] 所述換熱器的進(jìn)液口 a與盛放有冷甲醇的容器相連接，排氣口 a與所述精脫塔的進(jìn) 氣口 b相連接；
[0029] 所述精脫塔的排液口 b與盛放有水的容器相連接，排氣口 b與所述萃取催化蒸餾塔 的相連接；
[0030] 所述的萃取蒸餾塔，塔頂設(shè)有排氣口 c且與所述甲醇氧化器的進(jìn)料口相連接，塔底 設(shè)有排液口 c且與所述分餾系統(tǒng)的液相進(jìn)口相連接，塔內(nèi)上部為萃取段、中部為催化段、下 部為蒸餾段;所述萃取段的下部設(shè)有進(jìn)氣口 c且與所述精脫塔的排氣口 b相連接;所述的萃 取段的上部開(kāi)設(shè)有進(jìn)液口 b，進(jìn)液口 b分為兩路，一路與分餾系統(tǒng)的輕組分DMM1-2出口 A相連 接，一路與分解塔的輕組分DMM1-2出口 B相連接；
[0031] 所述的分餾系統(tǒng)的DMM3-5出口 A與采收裝置相連接，采收目標(biāo)產(chǎn)物DMM3-5，DMM6-10出口與所述的分解塔的DMM6-10進(jìn)口相連接；
[0032] 所述的分解塔的DMM3-5出口 B與采收裝置相連接，采收目標(biāo)產(chǎn)物DMM3-5。
[0033] 上述技術(shù)方案中，所述的分解塔，下部安裝有調(diào)節(jié)溫度用的加熱器。
[0034] 上述技術(shù)方案中，所述的萃取催化蒸餾塔，塔內(nèi)的萃取段相當(dāng)于一個(gè)萃取塔，結(jié)構(gòu) 與傳統(tǒng)的填料萃取塔或者傳統(tǒng)的篩板萃取塔結(jié)構(gòu)相同；塔內(nèi)的蒸餾段，結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的填料 萃取塔或者傳統(tǒng)的篩板萃取塔結(jié)構(gòu)相同，并且最下端具有加熱用的蒸餾空間，蒸餾空間配 設(shè)有調(diào)節(jié)溫度用的再沸器;所述的催化段內(nèi)的催化劑為模塊催化劑或者散裝催化劑；
[0035] 上述技術(shù)方案中，所述的催化段內(nèi)的催化劑為散裝催化劑時(shí)，所述的催化段由催 化劑層和塔板層自上而下間隔設(shè)置，催化劑層與催化劑層之間間隔一層塔板層構(gòu)成一段催 化吸收段;所述的塔板層由兩塊塔板自上而下疊摞設(shè)置，上層塔板的兩側(cè)設(shè)有弓形降液管， 下層塔板的中央設(shè)有中心降液管;所述的催化劑層由一片格柵左右各固定一片不銹鋼襯板 設(shè)置，所述的格柵上鋪設(shè)有一層不銹鋼絲網(wǎng)，所述的催化劑層內(nèi)裝填所述的散裝催化劑，所 述的散裝催化劑上面設(shè)有液體分布器。
[0036] 所述的催化段為η段所述的催化吸收段自上而下疊摞設(shè)置，并且，相鄰的催化吸收 段之間間隔一層所述的塔板層;所述的催化吸收段，每段高度至少為1米;所述的η為正整 數(shù)，且1 100,優(yōu)選10。
[0037] 所述的催化段內(nèi)，最上層催化吸收段的上方設(shè)置有一塊具有中心降液管的塔板， 最下層催化吸收段的下方設(shè)置有一層塔板層。
[0038] 所述的不銹鋼襯板與萃取催化蒸餾塔內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成氣相通道;所述的降液 管和催化劑層構(gòu)成液相通道。
[0039] 所述