[发明专利]二甲醚和氯甲烷混合物的制备及用水作萃取剂的分馏方法

说明书

本发明涉及一种二甲醚和氯甲烷混合物的制备方法，以及涉及用水作萃取剂进行萃取蒸馏来分馏这一混合物的方法。

氯甲烷在工业上是制备氯氟碳的重要原料，后者用作气喷包装中的喷射剂。二甲醚越来越多地用作气喷包装中的喷射剂，因为它们不含卤素，因此对减少臭氧有较小的潜在影响。

正如反应方程式(I)和(II)所示，在甲醇与HCl的反应中生成这两种化合物，反应在工业上常常在γ-Al₂O₃催化剂上进行，以提高反应速率：

在先有技术中，通常把氯甲烷制备中得到的二甲醚作为废料，并用硫酸水解的方法来处理它。但是，由于二甲醚可用作喷射剂，它是有价值的，因此需要有一种方法，使得有可能在工业上利用这些不可避免产生的二甲醚。

二甲醚和氯甲烷的混合物不能用先有技术的蒸馏法分离，因为两组分的沸点彼此很接近(二甲醚的沸点为-24．9℃，氯甲烷的沸点为-23．7℃)，而且两组分还形成共沸物。

因此，本发明的目的是开发一种得到纯二甲醚和纯氯甲烷的制备和分馏的方法。

根据本发明，这一目的通过一种两段合成法随后三段处理法来实现，该法包括用水的萃取蒸馏。

因此本发明涉及一种二甲醚和氯甲烷混合物的制备和分馏方法，该法包括

a)甲醇与过量的HCl反应，

b)步骤a)得到的混合物与过量甲醇反应，

c)将步骤b)得到的混合物送到萃取蒸馏塔；

d)水作为萃取剂从萃取蒸馏塔的上部加入，

e)从萃取蒸馏塔塔顶取出氯甲烷，

f)从萃取蒸馏塔塔底取出水、甲醇和二甲醚的混合物，并将它送到第一蒸馏塔，

g)从第一蒸馏塔塔顶取出二甲醚，

h)从第一蒸馏塔塔底取出水和甲醇的混合物，

i)将步骤h)中得到的混合物送到第二蒸馏塔，

k)从第二蒸馏塔塔顶取出纯甲醇，   l)从第二蒸馏塔塔底取出水，

m)将步骤k)中得到的甲醇送入步骤a)和b)中提到的反应。

对于步骤a)和b)中描述的酯化反应来说，使用催化剂是优选的。适合的例子是γ-Al₂O₃催化剂。

步骤c)中描述的混合物的输送优选通过以下步骤进行：在冷凝器中使气体混合物液化；用泵将冷凝物输送；在进入第一蒸馏塔以前再将它汽化。

萃取蒸馏优选在l～25巴压力下进行。所用的所有塔都可有任何适合的设计，优选使用填料塔。

在本发明一实施方案中，萃取蒸馏塔这样操作，以致二甲醚和甲醇在步骤g)中可从塔顶取出。用这一方法得到的产物物流部分取出并送到步骤a)和b)中所述的反应中。这一实施方案可通过改变平衡来影响氯甲烷和二甲醚的数量比。

图1说明本发明一优选实施方案的流程图，说明如下。

将甲醇(1)蒸汽通过管线(3)送入两段酯化反应器(6)。另外，气态HCl(2)通过管线(5)送入反应器。两段酯化反应器可设计成两段管式反应器的形式。在第一段中，将HCl和甲醇加到反应器中。反应物的数量是这样的，以HCl的物质量超过与甲醇反应所需的化学计量物质量的至多20％。HCl和甲醇的混合物流过反应器的第一段，第一段装有催化剂。在气相反应的情况下，反应是放热的，以致应对反应器的两段提供冷却。离开反应器第一段的氯甲烷、水和HCl的混合物与这样一数量的甲醇混合，甲醇的数量超过与混合物中存在的HCl反应所需的化学计量物质量的至多20％。混合物流过反应器的第二段，它也可装有催化剂。反应可用液态反应物或气态反应物进行。在反应方程式(I)和(II)中所述的反应在反应器(6)中进行。