[发明专利]甲醇经缩合、氧化、缩聚和醚化合成聚甲氧基二甲醚的方法

摘要

本发明公开了一种甲醇经缩合、氧化、缩聚和醚化合成聚甲氧基二甲醚的方法，该方法为：一、甲醇和稀甲醛反应制备质量纯度为85％～99.9％的甲缩醛；二、甲缩醛和空气在铁钼催化剂催化氧化下制备质量纯度不小于70％的甲醛；三、甲醛缩聚反应后精制，得到质量纯度不小于99.9％的三聚甲醛；四、甲缩醛和三聚甲醛醚化反应后反应精馏，脱水精制，得到质量纯度为99％以上的PODE_3-8。采用本发明的方法可使聚甲氧基二甲醚的单程收率由40％～50％提高到95％，其中PODE_3-8收率由20％提高到90％，产物分布更加合理，产品纯度由50％提高到99％。本发明应用前景广阔，经济、社会、环境效益显著。

主权项

一种甲醇经缩合、氧化、缩聚和醚化合成聚甲氧基二甲醚的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、甲醇缩合制备甲缩醛：按照甲醇和甲醛的摩尔比为(2.0～3.5):1的比例将甲醇和质量浓度为5％～45％的稀甲醛混合后送入装填有催化剂的反应器中进行缩合反应，然后将缩合反应后的物料送入第一反应精馏塔中，缩合反应后的物料中包括产物甲缩醛和未反应的甲醇和稀甲醛，其中甲缩醛上升至第一反应精馏塔的塔顶，未反应的甲醇和稀甲醛输送至设置于第一反应精馏塔侧线的装填有催化剂的第一侧线反应器中进行缩合反应，再从第一侧线反应器的底部输送至第一反应精馏塔中，在循环过程中转化成甲缩醛，在第一反应精馏塔塔顶采出质量纯度为85％～99.9％的甲缩醛，塔底采出甲醛质量浓度为200ppm～1500ppm的废水；所述催化剂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂；步骤二、甲缩醛氧化制备甲醛：采用蒸汽将部分步骤一中所述甲缩醛加热至完全蒸发，得到甲缩醛蒸气，然后将甲缩醛蒸气和空气混合后预热至200℃～280℃，再将预热后的甲缩醛蒸气和空气的混合气送入装填有铁钼催化剂的管式反应器中进行催化氧化反应，反应后的物料送入吸收塔中进行甲醛的吸收，得到质量纯度不小于70％的甲醛；步骤三、甲醛缩聚制备三聚甲醛：301、将步骤二中所述甲醛送入装填有催化剂的第一固定床反应器中进行预反应，然后将预反应后的物料送入筛板塔中，控制筛板塔的塔底压力为40kPa～100kPa，塔底温度为105℃～120℃，塔顶压力为5kPa～30kPa，塔顶温度为80℃～100℃，回流比为1.0～3.0，从筛板塔塔底出来的物料一部分输送至再沸器中汽化后返回筛板塔中，剩余部分输送至装填有催化剂的第二固定床反应器中进行缩聚反应，缩聚反应后的反应物料返回筛板塔中，如此循环，从筛板塔的塔顶采出气相，将采出的气相经泠凝器冷凝后输送至分相器，采用苯进行萃取分相，得到下层水相和上层油相，从筛板塔的中部采出质量浓度为5％～45％的稀甲醛；所述催化剂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂；302、将步骤301中所述下层水相返回筛板塔中，上层油相输送至第一精制塔中，从第一精制塔塔顶采出的质量浓度为5％～10％的稀甲醛与步骤301中从筛板塔的中部采出的稀甲醛合并后返回步骤一中代替步骤一中的稀甲醛，从第一精制塔塔底采出的物料输送至第二精制塔中，从第二精制塔塔顶采出PODE₂，从第二精制塔塔底采出的物料输送至第三精制塔中，从第三精制塔塔底采出PODE₃，从第三精制塔塔顶采出质量纯度不小于99.9％的三聚甲醛；所述第一精制塔的塔顶温度为52℃～62℃，第一精制塔的塔底温度为128℃～138℃，第二精制塔的塔顶温度为107℃～120℃，第二精制塔的塔底温度为128℃～138℃，第三精制塔的塔顶温度为120℃～125℃，第三精制塔的塔底温度为132℃～145℃，第一精制塔、第二精制塔和第三精制塔的塔顶压力均为5kPa～30kPa，塔底压力均为40kPa～100kPa；步骤四、醚化制备聚甲氧基二甲醚：将步骤302中所述三聚甲醛预热至50℃～140℃，然后将步骤一中剩余所述甲缩醛和预热后的三聚甲醛按照(1.0～3.5):1的摩尔比混合均匀后送入装填有催化剂的第三固定床反应器中进行醚化反应，将醚化反应后的物料送入第二反应精馏塔中，未反应完的三聚甲醛和甲缩醛通过设置于第二反应精馏塔侧线的装填有催化剂的第二侧线反应器中进行反应，从第二反应精馏塔塔顶采出的甲缩醛和甲醇输送至第二侧线反应器中进行循环利用，从第二反应精馏塔塔底采出的PODE_2‑8输送至脱水塔中，采用3A分子筛进行脱水，将脱水后的PODE_2‑8输送至第四精制塔中，从第四精制塔塔顶采出PODE₂，从第四精制塔塔底采出PODE_3‑8；所述催化剂为稀土元素改性的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂；所述第二反应精馏塔的塔顶温度为45℃～55℃，塔底温度为100℃～105℃；所述第四精制塔的塔顶温度为103℃～108℃，塔底温度为128℃～138℃。