[发明专利]侧线反应萃取精馏制备电子级甲缩醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲缩醛的反应、分离工艺，特别是涉及一种侧线反应萃取精馏制备电子级甲缩醛的方法。

背景技术

甲缩醛是一种重要的化工原料，具有优良的理化性能，即良好的溶解性、低沸点、与水相溶性好，能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、工业汽车用品、杀虫剂、皮革上光剂、清洁剂、橡胶工业、油漆、油墨等产品中，也由于甲缩醛具有良好的去油污能力和挥发性，作为清洁剂可以替代F11和F113及含氯溶剂，因此是替代氟里昂，减少挥发性有机物(VOCs)排放，降低对大气污染的环保产品。

比如，在杀虫剂配方中大多采用胺菊脂、氯菊脂、高效氯氰菊脂、溴氰菊脂类拟杀虫菊脂，它们在脱臭煤油及水基中很难溶解，因此往往先用助剂溶解后再配制杀虫剂，甲缩醛对拟杀虫菊脂的溶解性较高，且成本低，可替代含氯溶剂。在彩带配方中主要采用高分子聚丙稀酸脂类固体原料，原配方中采用F11作溶剂；随着氟里昂的禁用，采用甲缩醛作溶剂，将可达到溶解性好、挥发性快的目的。在电子设备清洁剂配方中，目前生产中大多采用F11及F113作主要原料，随着氟里昂的禁用，亦将被甲缩醛所替代。甲缩醛可用于脂、蜡、硝基纤维、天然树脂、松香、妥尔油、大多数合成树脂等作定量溶解用；将少量甲缩醛与乙醇、酯或酮混合可使溶剂得到增效作用。甲缩醛的这些特点使它特别适于作为油漆及清漆配方、胶水与黏合剂、油墨及各种气雾剂产品中的添加剂，使产品获得优良的均匀相。

传统的甲缩醛生产方法主要有二氯甲烷法、二甲亚砜法、氯化钙法和酸催化间歇法。生产中常用的酸催化法是在浓硫酸催化下，甲醇和甲醛在合成塔中反应。生成的甲缩醛从塔顶馏出，塔顶温度控制在41.5-42℃，从产物中分离未反应的甲醇供循环使用，经过共沸精馏、干燥及精密精馏之后甲缩醛含量可达到99％左右。这些方法的不足是反应产物纯度低、提纯过程复杂、干燥生成副产物利用成本高，而且很难得到高纯度，特别是纯度达到99.70%以上的电子级甲缩醛产品。

中国专利ZL200610038068.4披露了一种连续反应精馏和液液萃取结合制备甲缩醛工艺，包括以下步骤：酸催化剂一次性加入反应釜中，甲醛连续加入反应釜中，甲醇从精馏柱加入，反应精馏装置釜、顶温度分别控制在50～55℃、35～42℃，反应精馏后，塔顶得馏出液较高的甲缩醛及甲醇和水，以丙三醇或二甲醇胺为萃取剂，经液液萃取塔萃取，萃取塔顶得到甲缩醛，萃取剂及甲醇水混合液再经再生塔回收循环使用。反应精馏装置塔顶馏出液含甲缩醛、甲醇及水的质量含量分别为92％、6％、2％，甲缩醛得率达97％以上。该发明的连续反应精馏和液液萃取结合工艺，反应周期短、速率快、收率高。然而该方法反应精馏装置塔顶甲缩醛含量为92％，要得到高纯度的甲缩醛产品，还需再经液液萃取塔萃取分离；萃取剂经再生塔回收后，塔顶馏出的甲醇和水还需进一步回收处理。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种侧线反应萃取精馏制备电子级甲缩醛的方法，该方法甲醇和甲醛经反应萃取精馏过程可直接得到含量99.70%以上的电子级甲缩醛，过量的甲醇和萃取剂采用侧线精馏，经分离后可循环使用，反应过程中生成的水完全达到排放标准，无废水排放。该工艺方法生产的甲缩醛纯度和收率进一步提高，工艺过程简单，能耗明显降低。

本发明采用如下技术方案：

一种侧线反应萃取精馏制备电子级甲缩醛的方法，包括如下步骤：

在反应萃取精馏塔塔釜中一次加入酸催化剂，甲醛水溶液和甲醇从反应萃取精馏塔中下部连续加入，丙三醇由反应萃取精馏塔中上部连续加入，反应萃取精馏塔塔釜温度控制在81.0~83.0℃，塔顶温度控制在39.0~42.0℃；

反应萃取精馏塔塔顶得到纯度99.70%以上的甲缩醛，反应萃取精馏塔塔釜馏出液为甲醇、甲缩醛、水及丙三醇的混合液；

反应萃取精馏塔塔釜馏出液打入侧线精馏塔，侧线精馏塔控制塔顶温度为61.0~64.5℃，控制塔釜温度为165.0~169.0℃，经精馏处理后，侧线精馏塔塔顶得到99.0 %以上的甲醇，可作为反应原料再次使用，侧线精馏塔侧线处得到水，其中甲醇含量小于等0.02%，侧线精馏塔塔釜得到99.90%以上的萃取剂丙三醇，萃取剂丙三醇可循环使用。

上述方法中，所述的甲醇和甲醛的加入质量比为1.2~1.3:1.0。

所述酸催化剂为盐酸、硫酸、苯磺酸或甲基苯磺酸。优选酸催化剂为甲基苯磺酸，加入量占甲醇和甲醛加料总量的5.0~6.0%（wt%）。

所述萃取剂采用丙三醇（甘油），萃取剂丙三醇经侧线精馏塔处理后，可循环使用。