一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝的製作方法
2023-06-04 12:49:21
專利名稱：一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝。
背景技術：
二乙氧基甲烷是一種性能優良的工業環保溶劑和重要的醫藥中間體，廣泛應用於有機合成、塗料油墨及燃料添加劑。其在有機合成中，如烷基化、醯基化反應中，用作反應溶劑；其作為氯丁橡膠膠粘劑的溶劑，使膠粘劑儲藏更穩定、塗刷性能好、剝離強度高；其作為甲醛的等價物，可作為甲醛的替代物，使反應更安全，且不含水易處理。傳統的二乙氧基甲烷的合成方法主要有二氯甲烷法、二甲亞碸法、氯化鈣法、酸催化間歇法、氯黴素副產品法，但這些生產方法能耗高、生產周期長、操作複雜，且產品純度低，不易分離，因此傳統的二乙氧基甲烷生產方法並不適於連續化工業生產。
發明內容
針對傳統的二乙氧基甲烷生產方法存在的問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，該二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝反應周期短、反應物的轉化率高，反應選擇性高，收率高、操作簡單、產品易於分離、得到的產品純度高，適於連續化工業生產。為解決本發明提出的技術問題，所採用的技術方案如下一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，以甲醛和乙醇為原料，其不同之處在於該工藝採用由第一段催化反應精餾塔和第二段催化反應精餾塔組裝而成的兩段式聯動催化反應精餾塔，第一段催化反應精餾塔、第二段催化反應精餾塔內均裝載固體酸催化劑；其工藝包括以下步驟A)、將甲醛送入第一段催化反應精餾塔，乙醇送入第二段催化反應精餾塔；B)、第一段催化反應精餾塔的塔釜採出物甲醛送入第二段催化反應精餾塔，與乙醇反應，第二段催化反應精餾塔的塔釜採出廢水；C)、第二段催化反應精餾塔的塔頂採出物送至第一段催化反應精餾塔，與甲醛反應，第一段催化反應精餾塔的塔頂採出目標產物二乙氧基甲烷；D)、步驟A)-C)循環進行。以上方案中，所述乙醇和甲醛的摩爾比為(1 6) 1。以上方案中，所述乙醇和甲醛的摩爾比優選為O. 0 2. 5) 1。以上方案中，所述催化反應精餾塔的塔頂操作溫度為68 85°C，塔釜操作溫度為 100 110 。以上方案中，所述催化反應精餾塔的塔頂操作溫度優選為70 74°C，塔釜操作溫度為優選為102 107°C。以上方案中，所述催化反應精餾塔的回流比為2 10。
以上方案中，所述催化反應精餾塔的回流比優選為4 6。以上方案中，第一段催化反應精餾塔塔頂餾出物組成為水2 3.5%、甲醛 98%，選擇性> 98%，純度> 99.9% ；2、本發明採用的工藝操作簡單，產品易於分離，適於連續化工業生產。
圖1為二乙氧基甲烷的連續精餾合成工藝流程圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，以下結合附圖對本發明具體實施方式
進行詳細描述，但不限於所列具體實施實施方式。一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，以甲醛和乙醇為原料，其不同之處在於該工藝採用由第一段催化反應精餾塔TlOl和第二段催化反應精餾塔T102組裝而成的兩段式聯動催化反應精餾塔，第一段催化反應精餾塔T101、第二段催化反應精餾塔T102 內均裝載固體酸催化劑；其工藝包括以下步驟A)、將甲醛送入第一段催化反應精餾塔T101，乙醇送入第二段催化反應精餾塔 T102 ；B)、第一段催化反應精餾塔TlOl的塔釜採出物甲醛送入第二段催化反應精餾塔 T102，與乙醇反應，第二段催化反應精餾塔T102的塔釜採出廢水；C)、第二段催化反應精餾塔T102的塔頂採出物送至第一段催化反應精餾塔T101， 與甲醛反應，第一段催化反應精餾塔TlOl的塔頂採出目標產物二乙氧基甲烷； D)、步驟A) -C)循環進行。具體的，所述乙醇和甲醛的摩爾比為(1 6) 1。優選的，所述乙醇和甲醛的摩爾比為(2. 0 2. 5) 1。具體的，所述催化反應精餾塔的塔頂操作溫度為68 85°C，塔釜操作溫度為 100 110°C。所述催化反應精餾塔的塔頂操作溫度優選為70 74°C，塔釜操作溫度為優選為102 107°C。具體的，所述催化反應精餾塔的回流比為2 10。優選的，所述催化反應精餾塔的回流比優選為4 6。
具體的，第一段催化反應精餾塔TlOl的塔頂餾出物組成為水2 3.5%、甲醛 < 0. 002 %、乙醇1 8 %、二乙氧基甲烷90 97 %，第二段催化反應精餾塔T102的塔底廢水含甲醛0. 04 0. 06%。具體的，還包括以下步驟所述步驟C)的二乙氧基甲烷產物進入萃取塔中進行萃取分離，然後將萃取塔的塔釜採出物經脫輕塔分別回收利用，塔頂採出物經精餾塔進一步精餾，得到純度更高的二乙氧基甲烷。優選的，所述萃取塔採用的萃取劑選自乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇或丁四醇中的任一種。以下結合幾個實施例進一步說明本發明的具體實施方式
。實施例1 二乙氧基甲烷的連續精餾合成工藝流程圖如圖1所示。催化反應精餾塔分為第一段催化反應精餾塔TlOl和第二段催化反應精餾塔T102，在兩段催化反應精餾塔反應段均裝填固體酸催化劑，30%甲醛經管線1進到TlOl的上部，流量為2. 12g/min,乙醇經管線6進到T102的下部，流量為2. 00g/min,乙醇和甲醛的摩爾比為2. 051，TlOl塔頂採出物(二乙氧基甲烷、未反應的乙醇和水)經冷凝器4冷凝，進入回流罐，部分經管線3返回TlOl塔，作為該反應的回流，回流量為17ml/min，部分經管線10作為產品排出，其組成為水2. 835%、乙醇1.490%、二乙氧基甲烷95. 675%，沒有檢測出甲醛，產品的採出流量為2. ^g/min，回流採出比為7. 52，塔釜採出物(含有一定量未反應的甲醛)經管線5進到 T102塔的上部，繼續與乙醇反應，催化反應精餾塔T102塔頂採出物(含有大量未反應的乙醇)經冷凝器4冷凝，進入冷凝罐，部分經管線7返回T102塔中，作為該反應塔的回流，回流採出比為8左右，部分經管線2進入TlOl塔的下部，繼續與甲醛反應，塔釜採出物經管線 9採出廢水，其中甲醛含量0. 051%、沒有檢測到乙醇與目標產物二乙氧基甲烷，採出廢水流量為1. 86g/min，催化反應精餾塔T102與TlOl塔釜操作溫度與塔頂操作溫度分別控制在 107°C與75°C。經兩段精餾塔聯動反應分離後，甲醛轉化率98. 47%、乙醇轉化率96. 03%、 選擇性100%。將TlOl的塔頂採出物從萃取塔下部進料，流量為20ml/min，萃取劑乙二醇從萃取塔的上部進入，流量控制在20ml/min，在常溫下進行逆流萃取分離，然後將塔釜採出物 (乙二醇、水、乙醇、少量二乙氧基甲烷)送至脫輕塔分別回收乙二醇和乙醇、水與二乙氧基甲烷的混合物，並循環利用。將塔頂採出物(乙二醇、二乙氧基甲烷)經精餾塔進一步分離，塔釜回收乙二醇，塔頂收集產品二乙氧基甲烷，該產品中二乙氧基甲烷>99.9%、水彡0. 05%、乙醇彡0. 08%。實施例2:二乙氧基甲烷的連續精餾合成工藝流程圖如圖1所示。催化反應精餾塔分為第一段催化反應精餾塔TlOl和第二段催化反應精餾塔T102，在兩段催化反應精餾塔反應段均裝填固體酸催化劑，30%甲醛經管線1進到TlOl的上部，流量為2. 12g/min,乙醇經管線6 進到T102的下部，流量為2. 14g/min,乙醇和甲醛的摩爾比為2. 194，TlOl塔頂採出物(二乙氧基甲烷、未反應的乙醇和水)經冷凝器4冷凝，進入回流罐，部分經管線3返回TlOl 塔，部分經管線10作為產品排出，排出物組成為水2. 670%、乙醇7. 236%、二乙氧基甲烷 90. 094%，沒有檢測出甲醛，採出流量為2.40g/min，回流採出比為7. 08，塔釜採出物(含有一定量未反應的甲醛)經管線5進到T102塔的上部，繼續與乙醇反應，催化反應精餾塔T102塔頂採出物(含有大量未反應的乙醇)經冷凝器4冷凝，進入冷凝罐，部分經管線7返回T102塔中，作為該反應塔的回流，回流採出比為8左右，部分經管線2進入TlOl塔的下部，繼續與甲醛反應，塔釜採出物經管線9採出廢水，其中甲醛含量0. 051%、沒有檢測到乙醇與目標產物二乙氧基甲烷，採出廢水流量為1. 86g/min，催化反應精餾塔T102與TlOl塔釜操作溫度與塔頂操作溫度分別控制在107°C與75°C。經兩段精餾塔聯動反應分離後，甲醛轉化率98. 47 %、乙醇轉化率89. 75 %、選擇性100 %。將TlOl的塔頂採出物從萃取塔下部進料，流量為20ml/min，萃取劑丙三醇從萃取塔的上部進入，流量控制在20ml/min，在常溫下進行逆流萃取分離，然後將塔釜採出物 (乙二醇、水、乙醇、少量二乙氧基甲烷)送至脫輕塔分別回收乙二醇和乙醇、水與二乙氧基甲烷的混合物，並循環利用。將塔頂採出物(乙二醇、二乙氧基甲烷)經精餾塔進一步分離，塔釜回收乙二醇，塔頂收集產品二乙氧基甲烷，該產品中二乙氧基甲烷>99.9%、水彡0. 05%、乙醇彡0. 08%。實施例3 二乙氧基甲烷的連續精餾合成工藝流程圖如圖1所示。催化反應精餾塔分為第一段催化反應精餾塔TlOl和第二段催化反應精餾塔T102，在兩段催化反應精餾塔反應段均裝填固體酸催化劑，30%甲醛經管線1進到TlOl的上部，流量為2. 12g/min,乙醇經管線6進到T102的下部，流量為2. 00g/min,乙醇和甲醛的摩爾比為2. 051，TlOl塔頂採出物(二乙氧基甲烷、未反應的乙醇和水)經冷凝器4冷凝，進入回流罐，部分經管線3返回TlOl塔，作為該反應的回流，回流量為17ml/min，部分經管線10作為產品排出，其組成為水2. 835 %、乙醇1. 490 %、二乙氧基甲烷95. 675 %，沒有檢測出甲醛，產品的採出流量為2. ^g/min，回流採出比為7. 52，塔釜採出物(含有一定量未反應的甲醛)經管線5進到 T102塔的上部，繼續與乙醇反應，催化反應精餾塔T102塔頂採出物(含有大量未反應的乙醇)經冷凝器4冷凝，進入冷凝罐，部分經管線7返回T102塔中，作為該反應塔的回流，回流採出比為8左右，部分經管線2進入TlOl塔的下部，繼續與甲醛反應，塔釜採出物經管線 9採出廢水，其中甲醛含量0. 051%、沒有檢測到乙醇與目標產物二乙氧基甲烷，採出廢水流量為1. 86g/min，催化反應精餾塔T102與TlOl塔釜操作溫度與塔頂操作溫度分別控制在 107°C與75°C。經兩段精餾塔聯動反應分離後，甲醛轉化率98. 47%、乙醇轉化率96. 03%、 選擇性100%。將TlOl的塔頂採出物從萃取塔下部進料，流量為20ml/min，萃取劑丙三醇從萃取塔的上部進入，流量控制在20ml/min，在常溫下進行逆流萃取分離，然後將塔釜採出物 (丙三醇、水、乙醇、少量二乙氧基甲烷)送至脫輕塔分別回收丙三醇和乙醇、水與二乙氧基甲烷的混合物，並循環利用。將塔頂採出物(丙三醇、二乙氧基甲烷)經精餾塔進一步分離，塔釜回收丙三醇，塔頂收集產品二乙氧基甲烷，該產品中二乙氧基甲烷>99.9%、水彡0. 05%、乙醇彡0. 08%。
權利要求
1.一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，以甲醛和乙醇為原料，其特徵在於 該工藝採用由第一段催化反應精餾塔和第二段催化反應精餾塔組裝而成的兩段式聯動催化反應精餾塔，第一段催化反應精餾塔、第二段催化反應精餾塔內均裝載固體酸催化劑；其工藝包括以下步驟A)、將甲醛送入第一段催化反應精餾塔，乙醇送入第二段催化反應精餾塔；B)、第一段催化反應精餾塔的塔釜採出物甲醛送入第二段催化反應精餾塔，與乙醇反應，第二段催化反應精餾塔的塔釜採出廢水；C)、第二段催化反應精餾塔的塔頂採出物送至第一段催化反應精餾塔，與甲醛反應，第一段催化反應精餾塔的塔頂採出目標產物二乙氧基甲烷；0)、步驟幻-0循環進行。
2.根據權利要求1所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於所述乙醇和甲醛的摩爾比為(1 6) 1。
3.根據權利要求2所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於所述乙醇和甲醛的摩爾比為(2.0 2. 5) 1。
4.根據權利要求1所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於所述催化反應精餾塔的塔頂操作溫度為68 85°C，塔釜操作溫度為100 110°C。
5.根據權利要求4所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於所述催化反應精餾塔的塔頂操作溫度為70 74°C，塔釜操作溫度為102 107°C。
6.根據權利要求1所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於所述催化反應精餾塔的回流比為2 10。
7.根據權利要求6所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於所述催化反應精餾塔的回流比為4 6。
8.根據權利要求1所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於第一段催化反應精餾塔塔頂餾出物組成為水2 3. 5%、甲醛< 0. 002%、乙醇1 8%、二乙氧基甲烷90 97%，第二段催化反應精餾塔塔底廢水含甲醛0. 04 0. 06%。
9.根據權利要求1所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於還包括以下步驟所述步驟C)的二乙氧基甲烷產物進入萃取塔中進行萃取分離，然後將萃取塔的塔釜採出物經脫輕塔分別回收利用，塔頂採出物經精餾塔進一步精餾，得到純度更高的二乙氧基甲烷。
10.根據權利要求9所述的二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，其特徵在於所述萃取塔採用的萃取劑選自乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇或丁四醇中的任一種。
全文摘要
一種二乙氧基甲烷的連續催化精餾合成工藝，以甲醛和乙醇為原料，採用由第一段反應精餾塔和第二段反應精餾塔組裝而成的兩段式聯動催化反應精餾塔，第一段反應精餾塔、第二段反應精餾塔內均裝載固體酸催化劑；其工藝包括以下步驟A)將甲醛送入第一段反應精餾塔，乙醇送入第二段反應精餾塔；B)第一段反應精餾塔的塔釜採出物甲醛送入第二段反應精餾塔，與乙醇反應，第二段反應精餾塔的塔釜採出廢水；C)第二段反應精餾塔的塔頂採出物送至第一段反應精餾塔，與甲醛反應，第一段反應精餾塔的塔頂採出目標產物二乙氧基甲烷；D)步驟A)至C)循環進行。該工藝周期短、選擇性高、收率高、產品純度高、操作簡單、適於連續化工業生產。
文檔編號C07C41/50GK102206145SQ20101014036
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者劉新泰, 司君華, 王綱, 黃勝飄 申請人:東莞市同舟化工有限公司