一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3‑5的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3‑5的装置及方法，以两法制取的含有甲醛的气相产物作为起始原料，不经过吸收塔，即不制备成水溶液，而是自甲醇氧化反应器的出口排出，经换热、精脱水后，通入到具有气相萃取、液相催化、液相蒸馏于一体的萃取催化蒸馏塔中进行缩聚反应，一步完成缩聚反应和分馏等工艺过程，简化了原有冗长的流程。本发明专利技术方法创造了新的制备聚甲氧基二甲醚的技术路线；与现有工艺技术相比，省去了大量设备、管线、内件设施；优化了工艺流程；节省了投资、降低了生产成本；最大化的节能减排；为大型化、连续化、集约化生产打下了坚实基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的装置及方法，以铁钼法或银法(以下简称两法)制取的含有甲醛的产物作为起始原料，经换热、精脱水后通入到具有气相萃取、液相催化、液相蒸馏于一体的萃取催化蒸馏塔中进行缩聚反应。
技术介绍
由于生产聚甲氧基二甲醚的主要原料是纯净的甲醛原料，又由于甲醛原料的性质，在常温下是气体且易聚合，因此通常情况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体形式存在，因此在生产聚甲氧基二甲醚过程中，或是将其水溶液经过一系列的处理，如浓缩、萃取(从水溶液中萃取)、脱水、解析等办法，而从其水溶液中得到纯净的甲醛原料；或是由甲醛水溶液经过蒸发、浓缩、聚合、干燥而得到的多聚甲醛或三聚甲醛，再用甲缩醛将其溶解，再通入反应器来合成聚甲氧基二甲醚。以上方法或从甲醛水溶液(即液相法)或从聚甲醛(即固相法)生产DMMn(n≥1)的方法，其流程冗长、过程复杂、资源浪费。如专利CN104722249A、CN204569778u、CN10506165A、CN204874344u。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的方法，以两法制取的含有甲醛的气相产物作为起始原料，不经过吸收塔(即不制备成水溶液)，而是自甲醇氧化反应器的出口排出，经换热、精脱水后，通入到具有气相萃取、液相催化、液相蒸馏于一体的萃取催化蒸馏塔中进行缩聚反应，一步完成缩聚反应和分馏等工艺过程，简化了原有冗长的流程。本专利技术还提供一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的装置，省去了大量的设备，简化了流程。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的方法，包括以下步骤：(1)换热：甲醇和空气以传统的两法为制备方法，制得含有甲醛气体的混合气体；将制得的混合气体进行换热；(2)精脱水：将步骤(1)换热后的混合气体进行精脱水直至混合气体中的水分摩尔含量小于0.1％；(3)萃取、催化和蒸馏：用萃取剂DMM1-2对步骤(2)脱除水分后得到的混合气体进行萃取，萃取得到的混合物在催化剂存在条件下进行缩聚反应生成DMM1-10，萃取得到的混合物中还未进行缩聚反应的气相组分经蒸馏后继续进行萃取、缩聚反应；(4)分馏：将步骤(3)得到的缩聚产物DMM1-10通入到分馏系统中进行分馏，其中：目标产物DMM3-5采收，轻组分DMM1-2返回至步骤(3)中继续进行缩聚反应，重组分DMM6-10通入到分解装置中；(5)分解：将步骤(4)得到的重组分DMM6-10通入到分解装置中进行分解，其中：目标产物DMM3-5采收，轻组分DMM1-2返回至步骤(3)中继续进行缩聚反应。上述技术方案中，所述的方法具体为：(1)换热：甲醇和空气在甲醇氧化器中，以传统的两法为制备方法，制得含有甲醛气体的混合气体，该混合气体的原料组成如下表所示；该混合气体自甲醇氧化器出料口排出进入换热器中进行换热；所述的换热器为列管换热器，管程进氧化原料冷甲醇，壳程进所述的混合气体，反之亦然；所述的换热器，进口温度：100-800℃，优选为200-600℃，出口温度：100-200℃，优选100-150℃。名称分子式mol％甲醛CH2O6-15甲醇CH3OH0-2甲酸CH2O220-500PPm氮气N250-80氧气O21-10氢气H20-5一氧化碳CO1-5二氧化碳CO20-10水分H2O10-15其他CH4+Ar+余量(2)精脱水：将步骤(1)经换热器换热后的混合气体通入到精脱塔中进行精脱水，脱除混合气体中的水分，直至混合气体中的水分摩尔含量小于0.1％，得到几乎不含水分的混合气体；所述的精脱水条件为：精脱塔进气口b处温度为40-150℃，塔顶温度为45-100℃、压力0.35-0.42Mpa，塔底温度75-80℃；(3)萃取、催化和蒸馏：将步骤(2)精脱水后得到的混合气体通入到萃取催化蒸馏塔的萃取段中，同时向萃取段中通入萃取剂轻组分DMM1-2，DMM1-2萃取吸收所述的精脱水后得到的混合气体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馏塔的催化段中且在催化剂的作用下进行缩聚反应生成DMM1-10，部分未参加缩聚反应的含有甲醛的萃取液流入到萃取催化蒸馏塔的蒸馏段中，经蒸馏后，气相组分(甲醛)经气相通道返回继续与萃取剂DMM1-2和/或含有甲醛的萃取液进行萃取、缩聚；所述的萃取段中：所述的DMM1-2与精脱水后得到的混合气体中甲醛的摩尔比为1-10:1，优选为1-3:1，DMM1-2进入萃取段时的空速为0.1-5.5h-1；所述的萃取条件为：温度为常温或不高于150℃，压力为0.1-3.0Mpa；所述的催化段中：缩聚温度为35-180℃，优选55-120℃，压力为0.1-3.0Mpa；所述的含有甲醛的萃取液的质量空速为0.1-5.5h-1；所述的蒸馏段中：温度80-300℃、压力0.1-3.0Mpa；所述催化剂为固体酸催化剂，优选树脂催化剂，也可是分子筛类、杂多酸类、超强酸类；本实施例中用的是本公司凯瑞环保科技股份有限公司生产的树脂催化剂。(4)分馏：将步骤(3)得到的产物DMM1-10通入到现有的分馏系统中按照常规方法进行分馏；其中，分馏得到的目标产物DMM3-5采收，分馏得到的轻组分DMM1-2返回至步骤(3)所述的萃取催化蒸馏塔中循环利用，分馏得到的重组分DMM6-10通入到分解装置中；分馏系统为现有的常规精馏塔，精馏条件：塔顶温度为42～150℃、塔顶压力负0.01～0.5MPa、塔顶回流比为0.5～5.0；塔底温度150～300℃。(5)分解：将步骤(4)得到的重组分DMM6-10通入到现有的分解装置中按照常规方法进行分解，其中，分解得到的目标产物DMM3-5采收，分解得到的轻组分DMM1-2返回至步骤(3)所述的萃取催化蒸馏塔中循环利用；分解装置为现有的分解塔，塔顶的温度为50～150℃，压力为0.1～5.0MPa；塔底的温度为80～300℃。本专利技术还提供一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的装置，包括甲醇氧化器、换热器、精脱塔、萃取催化蒸馏塔、分解塔和分馏系统：所述甲醇氧化器的出料口与所述换热器的进气口a相连接，进料口与所述换热器导出热甲醇用的排液口a连接；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3‑5的方法，包括以下步骤：(1)换热：甲醇和空气以传统的两法为制备方法，制得含有甲醛气体的混合气体；将制得的混合气体进行换热；(2)精脱水：将步骤(1)换热后的混合气体进行精脱水直至混合气体中的水分摩尔含量小于0.1％；(3)萃取、催化和蒸馏：用萃取剂DMM1‑2对步骤(2)脱除水分后得到的混合气体进行萃取，萃取得到的混合物在催化剂存在条件下进行缩聚反应生成DMM1‑10，萃取、催化得到的混合物中非目标产物即轻组分经蒸馏后继续作为萃取剂，再次进行萃取、缩聚反应；(4)分馏：将步骤(3)得到的缩聚产物DMM1‑10通入到分馏系统中进行分馏，其中：目标产物DMM3‑5采收，轻组分DMM1‑2返回至步骤(3)中继续进行缩聚反应，重组分DMM6‑10通入到分解装置中；(5)分解：将步骤(4)得到的重组分DMM6‑10通入到分解装置中进行分解，其中：目标产物DMM3‑5采收，轻组分DMM1‑2返回至步骤(3)中继续进行缩聚反应。

【技术特征摘要】
1.一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的方法，包括以下步骤：
(1)换热：甲醇和空气以传统的两法为制备方法，制得含有甲醛气体的混合气体；将制
得的混合气体进行换热；
(2)精脱水：将步骤(1)换热后的混合气体进行精脱水直至混合气体中的水分摩尔含
量小于0.1％；
(3)萃取、催化和蒸馏：用萃取剂DMM1-2对步骤(2)脱除水分后得到的混合气体进
行萃取，萃取得到的混合物在催化剂存在条件下进行缩聚反应生成DMM1-10，萃取、催化得
到的混合物中非目标产物即轻组分经蒸馏后继续作为萃取剂，再次进行萃取、缩聚反应；
(4)分馏：将步骤(3)得到的缩聚产物DMM1-10通入到分馏系统中进行分馏，其中：
目标产物DMM3-5采收，轻组分DMM1-2返回至步骤(3)中继续进行缩聚反应，重组分
DMM6-10通入到分解装置中；
(5)分解：将步骤(4)得到的重组分DMM6-10通入到分解装置中进行分解，其中：目
标产物DMM3-5采收，轻组分DMM1-2返回至步骤(3)中继续进行缩聚反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法具体为：
(1)换热：将甲醇和空气在甲醇氧化器(1)中以传统的两法为制备方法，制得含有甲
醛气体的混合气体；所述的混合气体自甲醇氧化器排出至换热器(2)中进行换热；
所述的换热器的进口温度为100-800℃，出口温度为100-200℃；
(2)精脱水：将步骤(1)经换热器换热后的混合气体通入到精脱塔(3)中进行精脱水，
至混合气体中的水分摩尔含量小于0.1％；
所述的精脱水条件为：精脱塔进气口b处温度为40-150℃，塔顶温度为45-100℃、压力
0.35-0.42Mpa，塔底温度75-80℃；
(3)萃取、催化和蒸馏：将步骤(2)精脱水后得到的混合气体通入到萃取催化蒸馏塔(5)
的萃取段(9)中，同时向萃取段中通入萃取剂DMM1-2，DMM1-2萃取吸收所述的混合气
体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馏塔的催化段(10)中
且在催化剂的作用下进行缩聚反应生成DMM1-10，部分未参加缩聚反应的含有甲醛的萃取液
流入到萃取催化蒸馏塔的蒸馏段(11)中，经蒸馏后，气相组分经气相通道(18)返回继续
与萃取剂DMM1-2和/或含有甲醛的萃取液接触进行萃取、缩聚反应；
所述的萃取段中：所述的DMM1-2与精脱水后得到的混合气体中甲醛的摩尔比为1-10:1；
DMM1-2进入萃取段时的空速为0.1-5.5h-1；所述的萃取条件为：温度为常温或不高于150℃，
压力为0.1-3.0Mpa；
所述的催化段中：缩聚温度为35-180℃，压力为0.1-3.0Mpa；所述的含有甲醛的萃取液的
质量空速为0.1-5.5h-1；所述的催化剂为固体酸性树脂催化剂；
所述的蒸馏段中：温度80-300℃、压力0.1-3.0Mpa。
(4)分馏：将步骤(3)得到的产物DMM1-10通入到分馏系统(8)中进行分馏；其中，
分馏得到的目标产物DMM3-5采收，分馏得到的轻组分DMM1-2返回至步骤(3)所述的萃
取催化蒸馏塔(5)中循环利用，分馏得到的重组分DMM6-10通入到分解装置(6)中；
(5)分解：将步骤(4)得到的重组分DMM6-10通入到分解装置(6)中进行分解，其
中，分解得到的目标产物DMM3-5采收，分解得到的轻组分DMM1-2返回至步骤(3)所述
的萃取催化蒸馏塔(5)中循环利用。
3.一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的装置，包括甲醇氧化器(1)、换热器(2)、精脱
塔(3)、萃取催化蒸馏塔(5)、分解塔(6)和分馏系统(8)：
所述甲醇氧化器(1)的出料口与所述换热器的进气口a相连接，进料口与所述换热器导
出热甲醇用的排液口a连接；
所述换热器(2)的进液口a与盛放有冷甲醇的容器相连接，排气口a与所述精脱塔的进
气口b相连接；
所述精脱塔(3)的排液口b与盛放有水的容器相连接，排气口b与所述萃取催化蒸馏塔
的相连接；
所述的萃取蒸馏塔(5)，塔顶设有排气口c且与所述甲醇氧化器的进料口相连接，塔底
设有排液口c且与所述分馏系统的液相进口相连接，塔内上部为萃取段(9)、中部为催化段
(10)、下部为蒸馏段(11)；所述萃取段的下部设有进气口c且与所述精脱塔(3)的排气口
b相连接；所述的萃取段的上部开设有进液口b，进液口b分为两路，一路与分馏系统(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛进池，刘文飞，郭为磊，王文学，
申请(专利权)人：凯瑞环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13