[发明专利]甲缩醛和甲醇氧化生产浓甲醛的工艺方法

说明书

本发明提供一种甲缩醛和甲醇氧化生产浓甲醛的工艺方法，属于化工生产工艺领域，目的是提供一种以甲缩醛和甲醇为原料，经空气氧化制备浓甲醛的工艺方法。该工艺方法的原料为任意比例的甲缩醛与甲醇，对原料质量要求低；不需要引入外部水，通过原料甲缩醛与甲醇氧化反应产生的不同比例的水实现对目标产物浓度的调节；不需要吸收塔，进一步减少成本、简化工艺；可获得高浓度且浓度范围可调(62‑83wt％)的浓甲醛溶液，满足下游产品对浓甲醛原料的不同浓度需求。

技术领域

本发明涉及化工生产工艺技术领域，尤其涉及一种甲缩醛和甲醇氧化生产浓甲醛的工艺方法。

背景技术

浓甲醛是生产三聚甲醛的主要原料，可进一步生产工程塑料聚甲醛及柴油添加剂聚甲氧基二甲醚等新材料。高纯度的三聚甲醛由甲醛在酸性催化剂存在下合成，工艺要求原料采用65wt％以上浓度的甲醛。目前基本采用传统的甲醇铁钼法或银法经空气氧化制甲醛路线，通常得到37％浓度的甲醛溶液，再通过浓缩精制后得到60wt％～70wt％的浓甲醛，甲醛浓缩过程存在能耗较高、设备腐蚀和大量稀甲醛的回收利用等问题。

目前有公司开发了由甲缩醛空气氧化和吸收制备浓甲醛的工艺路线，该工艺可直接得到70％的浓甲醛溶液，减少了甲醇氧化法的甲醛浓缩单元，大幅度降低生产能耗。现有技术中，也有以甲缩醛氧化制备浓甲醛的工艺方法。如专利CN107488109A提供了一种甲缩醛直接制备浓甲醛的方法，其工艺路线以甲缩醛和工艺水为原料，在酸性树脂催化剂作用下经过预反应合成甲醛，再反应精馏吸收单元得到50％以上浓甲醛目标产品。专利CN20852196U提供了一种生产浓甲醛的装置，其装置工作流程是将加压后空气与汽化的甲缩醛混合进入催化单元，反应后的物料进行热量回收降温处理，最后经过吸收单元采出55％以上浓甲醛。可以看出，上述这些方法均需要引入外部水，并通过吸收塔这个关键设备洗涤出浓甲醛。因此，寻找一种不需要外部水即可有效生产浓度可控浓甲醛的高普适性的低成本生产工艺具有重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种以甲缩醛和甲醇为原料，经空气氧化制备浓甲醛的工艺方法，该工艺方法通过调节甲缩醛和甲醇的进料配比获得高浓度且浓度范围可调(62％-83％)的浓甲醛溶液，不需要引入外部水，减少了传统工艺的吸收单元，具有减少成本、简化工艺等特点。

本发明采用的技术方案是：

一种甲缩醛和甲醇氧化生产浓甲醛的工艺方法，其包括如下步骤：

S1，将甲缩醛和甲醇分别送入甲缩醛气化器和甲醇气化器中加热气化，气化后的甲缩醛和甲醇送入混合器；将新鲜空气送入加压风机进行加压，与来自气液分离器顶部的循环尾气混合，再经过循环风机进一步加压后与氧化反应器的底部物料在热交换器中换热，最后送入混合器中与气化后的甲缩醛和甲醇充分混合形成混合气；

S2，来自混合器的混合气进入并在中部装填有催化剂的氧化反应器的催化反应床层上方进料，在催化反应床层中甲缩醛和甲醇经过空气氧化生成甲醛和水，反应产物及过量的空气由氧化反应器下部导出，与来自循环压缩机的物料在热交换器中进行换热以回收热量后，再经过冷却器降温后送至气液分离器；

S3，降温后的物料在气液分离器中进行气液分离闪蒸，气液分离器顶部是未反应的空气及甲醛尾气，未反应的空气及甲醛尾气中的一部分作为循环尾气经过循环风机返回氧化反应器循环利用，另一部分送至尾气洗涤设备，气液分离器底部得到浓度范围可调的浓甲醛溶液。

可选地，所述S1中甲缩醛和甲醇的加入量任意比例可调，甲缩醛和甲醇的摩尔和与来自循环风机的物料中的氧气的摩尔比范围为：1:0.9～1:2.2。

可选地，所述S2中氧化反应器中的反应温度为100-350℃，反应压力为0.05-0.4Mpa。

可选地，所述S3中所述浓度范围可调的浓甲醛溶液通过调节S1中甲缩醛和甲醇的进料配比来实现，浓甲醛溶液的浓度范围为62-83wt％。