[发明专利]一种三聚甲醛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三聚甲醛的制备方法，属于化工领域。

背景技术

现有技术甲醛浓缩塔(低浓度甲醛浓缩至高浓度甲醛的浓缩器)制备60wt％的甲醛水溶液的方法是在56℃条件下浓度为37wt％的甲醛水溶液通过甲醛进料泵送到甲醛加热器，然后到甲醛真空蒸发器中用0.1MPa(G)蒸汽加热，在甲醛加热器里甲醛水溶液首先加热到68℃，接着进入甲醛真空蒸发器，在25kPa(A)压力下部分蒸发；来自甲醛真空蒸发器的气液混和物在蒸发器的整体分离室中分离。到真空蒸发器的甲醛水溶液流量通过与比例调节器连接在一起的流量调节器控制，控制给蒸发器加热的0.1MPa(G)蒸汽流量；制得的60％wt的浓甲醛水溶液，通过浓甲醛密封槽送到浓甲醛槽。

目前，三聚甲醛合成方法为采用60wt％的甲醛水溶液做原料，硫酸做催化剂，温度范围101～106℃，经连续蒸馏后制得。三聚甲醛合成反应釜的两侧各有再沸器，加热反应并使物料循环。甲醛溶液在低温、高浓度的情况下，极易自聚结垢，堵塞换热器及排放管线，反应器内甲酸(HCOOH)长期积累易腐蚀设备。若不定期排放置换反应液(硫酸和甲酸溶液等)，亦使反应液的有效反应容积减小，影响三聚甲醛合成反应平衡，使三聚甲醛产率下降。因此必须通过定期排液排除反应液中部分有机固体杂质残渣、HCOOH和Fe²⁺、Ni²⁺等金属离子，以维持反应器内各组分含量在合理范围。然而，即使定期排放，甲醛仍会自聚导致堵塞，经常需要更换滤网、分离器，清洗管线导致装置停产，影响装置运行与产品质量。另外，装置长期运行置换液中硫酸、甲酸等酸性物质、长链或环状聚合物累积对污水处理系统造成压力。对三聚甲醛合成液置换排放没有彻底的解决方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种三聚甲醛的制备方法，本发明能高效利用甲醛，并能有效地避免三聚甲醛合成反应釜的排液管线的堵塞，有效防止反应设备被腐蚀的问题。

本发明提供的三聚甲醛的制备方法，包括如下步骤：

将甲醛水溶液输送至反应釜中，硫酸催化反应，即得到三聚甲醛；同时将所述反应釜的排液管线连接甲醛浓缩塔A的进料管线，使所述反应釜中部分液体排至所述甲醛浓缩塔A中回收甲醛；所述反应釜中液体蒸馏，分离得到所述三聚甲醛。上述的制备方法，所述甲醛水溶液的质量浓度为40～75％，具体可为60％；

所述硫酸的质量浓度为50～98％，具体可为98％；

所述硫酸与所述甲醛水溶液的体积比为1：8～60，具体可为4：96；

所述反应釜中条件为：温度为95～115℃，具体可为100℃、105℃或100～105℃，压力为0.1～0.5MPa，具体可为0.1MPa、0.15MPa或0.1～0.15MPa。

上述的制备方法，所述甲醛水溶液由所述甲醛浓缩塔A和/或甲醛浓缩塔B输送至所述反应釜中。

上述的制备方法，所述甲醛浓缩塔A与所述甲醛浓缩塔B为同一甲醛浓缩塔，所述反应釜的排液管线中排出的所述液体经所述甲醛浓缩塔蒸馏回收所述甲醛，同时将所述液体中未蒸馏分离完的三聚甲醛分解形成所述甲醛，然后所述甲醛浓缩塔中将所述甲醛制得所述甲醛水溶液，再将所述甲醛水溶液输送至所述反应釜中。

上述的制备方法，还包括将所述反应釜的排液管线与所述甲醛浓缩塔A的进料管线之间连接一稀释管线，使所述稀释管线中蒸馏水加入所述反应釜的排液管线中排出的所述液体稀释的步骤，得到稀释的液体；

所述蒸馏水用于稀释所述反应釜的排液管线中排出的所述液体，以利于所述液体进入所述甲醛浓缩塔中蒸馏出所述甲醛，并且利于所述液体在所述甲醛浓缩塔中三聚甲醛分解形成甲醛；同时能冲洗所述反应釜的排液管线，避免所述液体中物质在所述反应釜的排液管线中累积并结垢；还能稀释所述液体中硫酸或副产物甲酸，以避免硫酸或副产物甲酸对管路和设备的腐蚀。

上述的制备方法，所述蒸馏水的添加量与所述液体的排放量的体积比为1：1～10。

上述的制备方法，所述反应釜的排液管线中排出的液体与所述甲醛水溶液输送至所述反应釜的量的体积比为1：100～1000，具体可为1：400。

上述的制备方法，还包括向所述反应釜中补充所述硫酸的步骤，反应时，将部分所述液体通过所述反应釜的排液管线通入所述甲醛浓缩塔中，使得所述硫酸的量减少，补充所述硫酸，保持所述硫酸与所述甲醛水溶液的体积不变，以避免影响反应的速度。

上述的制备方法，所述反应釜的排液管线中排出的所述液体经过滤后进入所述甲醛浓缩塔的进料管线。