[发明专利]一种甲醇制备无水甲醛的系统及方法

说明书

本发明公开了一种甲醇制备无水甲醛的系统，包括脱氢反应器，以及与所述脱氢反应器连接的熔盐循环单元、甲醇预处理单元和产物冷却单元；所述产物冷却单元分别与所述熔岩循环单元和所述甲醇预处理单元连接。本发明还提供的一种甲醇制备无水甲醛的方法，甲醇直接脱氢制备无水甲醛是一种具有明显工艺优势和经济效益的新方法，能够有效解决聚甲氧基二甲醚工业合成过程流程长投资大的问题，弥补甲醛行业技术空白及短板，促进煤化工、石油化工向高效节能绿色化学发展。

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，更具体的说是涉及一种甲醇制备无水甲醛的系统及方法。

背景技术

聚甲氧基二甲醚(PODE)是能降低油耗和减少尾气污染的新型环保型柴油含氧组分，与柴油的互溶性极好，能够改善柴油燃烧性能，使汽车尾气污染减排50％以上。但是，聚甲氧基二甲醚合成过程对原材料要求苛刻，需要75％浓度以上的甲醛或无水甲醛。同时，甲醛化学性质活泼,能与许多物质进行反应,合成性能优良的工程塑料和乌洛托品等药品对75％浓度以上甲醛及无水甲醛的需求也日益增多。但是，目前75％浓度以上甲醛、无水甲醛都是由工业甲醛水溶液经过各种方法除去水分而得到，直接制备75％浓度以上甲醛，及无水甲醛十分必要。

但是，目前成熟的甲醛合成方法包括甲醇银催化法、甲醇铁钼催化法等，所产出的甲醛中含有大量的水，而且甲醛水溶液的蒸汽压较低，甲醛和水很容易形成共沸物，因此分离和提纯甲醛十分困难，导致能耗大，成本高。

因此，如何制备无水甲醛是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种甲醇制备无水甲醛的系统及方法，得到的甲醛和副产物氢气容易分离，且无水生成，避免进行甲醛水溶液分离，有效地节省精馏设备的投资及其操作的费用，而且副产物为氢气；同时，该反应不会腐蚀设备，有利于甲醛溶液的稳定和净化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种甲醇制备无水甲醛的系统，其特征在于，包括脱氢反应器，以及与所述脱氢反应器连接的熔盐循环单元、甲醇预处理单元和产物冷却单元；所述产物冷却单元分别与所述熔岩循环单元和所述甲醇预处理单元连接。

上述优选技术方案的有益效果是：本发明公开的甲醇制备无水甲醛的系统相比于银催化甲醇过量法或，铁钼催化空气过量法工艺流程短，设备投资少，运行维护成本低、能耗低，反应产物中不含水或极微量水更有利产品应用。

优选的，所述熔盐循环单元包括熔盐釜、熔盐泵、熔盐导热油热交换器和熔盐炉；所述熔盐釜上游连接所述脱氢反应器，下游通过所述熔盐泵与所述熔盐导热油交换器连接；所述熔盐导热油交换器下游连接所述熔盐炉，所述熔盐炉与所述脱氢反应器连接。

上述优选技术方案的有益效果是：本发明利用熔盐循环单元，完全实现热交换过程的闭路循环，使能量充分利用，有益于精准控制反应温度。

优选的，所述甲醇预处理单元包括甲醇汽化器和甲醇导热油热交换器，所述甲醇汽化器将甲醇汽化，通过所述甲醇导热油交换器与所述脱氢反应器连接。

上述优选技术方案的有益效果是：其中，反应热通过导热油热交换移走热量的同时完成甲醇汽化，既能完成反应热的移走，又完成甲醇汽化需要的能量，充分利用能量。

优选的，所述产物冷却单元包括急冷器、冷凝器、蒸汽发生器、真空泵和导热油储罐；所述急冷器上游连接所述脱氢反应器，下游连接所述冷凝器；所述冷凝器与所述蒸汽发生器循环连接，所述冷凝器下游连接所述真空泵；所述导热油储罐分别与所述急冷器、所述熔盐导热油热交换器和所述甲醇导热油热交换器循环连接。