[实用新型]一种无水纯甲醛气体的精制工艺装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工生产工艺及设备技术领域，主要涉及无水甲醛气体的精制方法和工艺设备。

背景技术

甲醛是甲醇的一个最重要的下游产品，而甲醇又是煤炭的一个重要下游产品。因此甲醛成为能源化工领域一项重要的发展分支。甲醛是多种化工产品的原料，目前市场上多以37%甲醛水溶液的形式存在。大量水的存在不但对某些化工产品质量造成影响，而且还会影响相关的反应，造成大量不必要的副产物或者导致转化率低的问题。同时脱水又带来能耗高的问题，因此水的大量存在限制了甲醛的使用面。

为获得不含水的纯气体甲醛，一般是采用甲醛水溶液的浓缩，通过甲醛水溶液减压蒸馏的办法合成固体甲醛或者合成三聚甲醛，再将三聚和多聚经过高温加热，使其解析出纯的甲醛单体。工艺复杂，成本较高。

发明内容

发明目的：针对上述存在的问题和缺陷，本实用新型提供了一种无水纯甲醛气体的精制方法及工艺装置，该甲醛气体精制方法的工艺简单、能耗低、操作简单，且对环境影响更小。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种无水纯甲醛气体精制工艺装置，包括反应分离填料塔、减压精馏塔和甲醛单体脱离塔，其中：所述反应分离填料塔包括反应段和分离段，其中反应段为填料段，填料段的上部设有甲醛溶液入口，而下部设有辅剂入口；所述分离段为直径相对填料段更大的扩大段（能够使得在反应段反应得到的半缩醛反应物上浮过程时进入扩大段的速度产生减缓，有利于沉积携带的水分），且设在反应段之上；所述反应分离填料塔分离段的顶部通过管道和液泵依次与减压精馏塔和甲醛单体脱离塔连接；所述甲醛单体脱离塔的底部出口与反应分离填料塔的辅剂入口通过管道和液泵形成循环，而顶部则设有甲醛气体采出口。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型工艺简易，能耗低，并且采用常规的精馏分离设备，操作简单。成功解决了以往多聚甲醛和三聚甲醛合成成本高，工艺复杂的缺陷。多聚甲醛与三聚甲醛均为固体，生产运输都有一定的粉尘污染，对环境和人员有一定的伤害性。

附图说明

图1为本实用新型所述无水甲醛精制工艺装置的结构示意图。

其中，反应分离填料塔1、减压精馏塔2、甲醛单体脱离塔3、反应段4、分离段5、废热回收装置6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，将37%-85%甲醛溶液经预热到50-100℃泵入萃取塔上部，新鲜辅剂和循环辅剂一起泵入萃取塔下部，进料温度控制在50-100℃，作为优选辅剂为异丁醇，4-甲基-2-戊醇和环己醇同样也能起到相同功能。两者在填料塔塔内逆流接触并发生化学反应得到半缩醛反应物，该生成物密度同样小于水。因此塔顶得到密度轻的反应物，且甲醛含量为15-30%左右，并且在经过塔顶扩大段的减速而沉积部分水的作用下，使得塔顶含水量在1-6%范围内；填料塔塔底则为5-15%的稀甲醛水溶液，可用于合成甲缩醛或者作为甲醛生产装置的补水。其中，反应分离填料塔的操作温度50℃-100℃，压力为常压-0.2MPa，辅剂与甲醛溶液的进料流量比例为1-5:1，优选为3:1。接着通过液泵将填料塔顶上层的含有少量水分的半缩醛反应物送入减压精馏塔，进一步提纯，去除残余的水分，操作温度110℃-150℃，压力为-0.06MPa-常压。最后，精制反应物进入甲醛单体脱离塔，经过高温段，半缩醛反应物发生分解反应，得到甲醛单体和辅剂，辅剂得到再生，循环使用。甲醛单体脱离塔操作温度150℃-250℃，压力为常压-0.4MPa。

本实用新型的原理在于：引入一种不溶于水且不与水反应，而只与甲醛反应的辅剂，该辅剂与甲醛溶液发生反应得到半缩醛反应物，该半缩醛反应物不溶于水，且密度比水小，重要的是半缩醛反应物是一种热敏性物质，在温度过高的环境下容易发生逆反应分解，得到纯甲醛气体和液体辅剂，而辅剂实现了循环使用，同时还可以将高温的辅剂的余热通过废热回收装置进行回收利用。

本实用新型工艺简易，能耗低，并且采用常规的精馏分离设备，操作简单。成功解决了以往多聚甲醛和三聚甲醛合成成本高，工艺复杂的缺陷。多聚甲醛与三聚甲醛均为固体，生产运输都有一定的粉尘污染，对环境和人员有一定的伤害性。