一种制备聚甲氧基二甲醚dmm3-5的气相耦合方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制备聚甲氧基二甲醚DMM3-5的气相耦合方法，具体涉及：以铁钼 法或银法（以下简称两法)制取的含有甲醛的产物作为起始原料，经换热、精脱水后直接进 入气相法满室床反应器中与分馏轻组分DMM1-2进行逆流缩聚反应，或者精脱水后进过萃取 剂DMM1-2萃取后再通入气相法满室床反应器中进行顺流缩聚反应。
【背景技术】
[0002] 目前，采用两法制取甲醛水溶液的生产技术，其有效成分含量高，工艺简单、投资 少、见效快。是目前制取甲醛水溶液的基本方法。以甲醛水溶液作为起始原料制备聚甲氧基 二甲醚，通常有两种方法，一是液相法：以甲醛水溶液作为起始原料，经过浓缩、萃取、脱水、 解析后变成气相纯甲醛，再与甲缩醛或分馏轻组分(DMM1-2)进行缩聚反应而得到目标产物 DMM3-5;另一种是固相法:也是以甲醛水溶液作为起始原料，经蒸馏浓缩、聚合、喷雾甩干、 烘干、造粒后制成多聚甲醛或三聚甲醛，再与甲缩醛或分馏组分(DMM1-2)混合溶化后进行 缩聚反应;上述两种制备聚甲氧基二甲醚的工艺流程，都是以甲醛水溶液作为起始原料，或 经浓缩、萃取、解析而得其气相甲醛，或经浓缩、聚合、喷雾、干燥得其固体甲醛如三聚甲醛 和多聚甲醛，而后气相甲醛或固体甲醛再与甲缩醛进行反应。但这个反应是缩聚反应，水是 不利因素必须先除掉，因此才有上述的或是萃取脱水或是聚合干燥脱水的工艺设计流程， 如专利 CN104722249A、CN204569778u、CN10506165A、CN204874344u，但都存在着流程冗长、 工艺重复、原材料浪费等缺陷。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种制备聚甲 氧基二甲醚DMM3-5的气相耦合方法，以两法制取的含有甲醛的气相产物作为起始原料，起 始原料自甲醇氧化反应器的出口经换热、精脱水后，直接进入气相法制备聚甲氧基二甲醚 的满室床反应器中，与分馏得到的轻组分DMMl-2(也可用甲缩醛)进行逆流(或叫错流)缩聚 反应，或者经换热、精脱水后，再经过轻组分DMM1-2萃取吸收后进入气相法制备聚甲氧基二 甲醚的满室床反应器中进行顺流缩聚反应。
[0004] 本发明还提供一种制备聚甲氧基二甲醚DMM3-5的气相耦合装置，省去了大量的设 备，简化了流程。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种制备聚甲氧基二甲醚DMM3-5的气相耦合方法，包括以下步骤：
[0007] (1)换热：甲醇和空气以传统的两法为制备方法，制得含有甲醛气体的混合气体； 将制得的混合气体进行换热；
[0008] (2)精脱水:将步骤（1)换热后的混合气体进行精脱水直至混合气体中的水分摩尔 含量小于〇. 1% ;
[0009] (3)缩聚反应:将步骤(2)脱除水分后得到的混合气体直接与轻组分DMM1 -2 (也可 用甲缩醛)进行逆流接触进行逆流缩聚反应;或者将步骤(2)脱除水分后得到的混合气体进 行萃取，经过萃取剂DMM1-2萃取吸收后再进行顺流缩聚反应；
[0010] (4)分馏:将步骤(3)得到的缩聚产物通入到分馏系统中进行分馏，其中：目标产物 DMM3-5采收，轻组分DMM1-2返回至步骤(3)中继续进行逆流缩聚反应或顺流缩聚反应，重组 分DMM6-10通入到分解装置中；
[0011] (5)分解:将步骤(4)得到的重组分DMM6-10通入到分解装置中进行分解，其中：目 标产物DMM3-5采收，轻组分DMM1-2返回至步骤(3)中继续进行逆流缩聚反应或顺流缩聚反 应。
[0012] 上述技术方案中，所述的气相耦合方法具体为：
[0013] (1)换热：甲醇和空气在甲醇氧化器中，以传统的两法为制备方法，制得含有甲醛 气体的混合气体，该混合气体的原料组成如下表所示；该混合气体自甲醇氧化器出料口排 出进入换热器中进行换热；
[0014] 所述换热器为列管换热器，壳程进氧化原料冷甲醇，管程进所述的混合气体，反之 亦然；所述换热器：进口温度为100-800 °C，优选200-600°C，出口温度为100-200°C，优选 100-150。。。
[0015]
[0016]
[0017] (2)精脱水:将步骤（1)经换热器换热后的混合气体通入到精脱塔中进行精脱水， 脱除混合气体中的水分，直至混合气体中的水分摩尔含量小于0.1 %，得到几乎不含水分的 混合气体;所述的精脱水条件为:温度为40-150°(：、压力为0.1-2.01^&。
[0018] (3)缩聚反应:将步骤(2)精脱水后得到的混合气体直接通入模块催化剂满室床反 应装置A中进行逆流缩聚反应，或者通入萃取塔中进行萃取后再通入满模块催化剂满室床 反应装置B中进行顺流缩聚反应：
[0019] ①逆流缩聚反应:将步骤(2)精脱水后得到的混合气体从精脱塔顶部的排气口 b导 入到模块催化剂满室床反应装置A下部的进气口 d，从而进入模块催化剂满室床反应装置A 的气相通道中；分馏轻组分DMM1-2由模块催化剂满室床反应装置A上部的进液口 c导入，从 而进入到模块催化剂满室床反应装置A的液相通道中；气体自下而上，液体自上而下，气液 两相在装满模块催化剂的满室床内，通过气液逆流接触、传质传热进行缩聚反应生成DMM1-10，DMM1-10进入分馏系统，未反应的残余气体经顶部的排气口 d排出至甲醇氧化器中；
[0020] 所述的模块催化剂满室床反应装置A，顶部温度40-150°C，优选50-70°C，顶部压力 0 · 1 -2 · OMPa;底部温度为35-200 °C，优选55-120 °C ;
[0021] 所述的分馏轻组分DMM1-2的质量空速为0.1-5.51Γ1;
[0022] 分馏轻组分DMM1-2的摩尔量为精脱水后得到的混合气体（即几乎不含水分的混合 气体)中甲醛摩尔量的1~1 〇倍，优选为1~3倍；
[0023] 所述模块催化剂中的活性催化剂为固体酸催化剂，优选树脂催化剂，也可是分子 筛类、杂多酸类、超强酸类;本实施例中用的是本公司一凯瑞环保科技股份有限公司生产 的、具有自主知识产权的树脂催化剂。
[0024] ②顺流缩聚反应:将步骤(2)精脱水后得到的混合气体从精脱塔顶部的排气口 b导 入到萃取塔下部的进气口c，从而进入到萃取塔内部的气体分布器中，气体自下而上;萃取 剂由萃取塔上部的进液口 b导入，从而进入萃取塔的上部液体分布器，自上而下；所述的萃 取剂和脱除水分后的几乎不含水分的混合气体相互接触进行萃取吸收，其中，萃取塔顶部 得到萃余气体由排气口 c返回到甲醇氧化器中循环利用，萃取塔底部得到含有甲醛的萃取 液;所述的含有甲醛的萃取液由萃取塔底部的排液口 c导入到模块催化剂满室床反应装置B 上部的进液口d中，从而进入到模块催化剂满室床反应装置B的液相通道中、且顺流而下，在 模块催化剂的作用下进行顺流缩聚反应生成DMM1-10，DMM1-10通入分馏系统中，产物中气 相组分从模块催化剂满室床反应装置B顶部的排气口 e导出后经常规冷凝系统冷凝后导入 到分馏系统中进行分馏。
[0025] 所述的萃取剂为DMM1_2(也可用甲缩醛），萃取剂的摩尔量为精脱水后得到的混合 气体(即几乎不含水分的混合气体)中甲醛摩尔量的1~10倍，优选为1~3倍；
[0026] 所述的萃取条件为:温度为常温或不高于150°C，压力为0.1-3.OMPa;
[0027]所述的模块催化剂满室床反应装置B，顶部温度40_150°C，优选50_70°C，顶部压力 为0.1-2.010^;底部温度为35-180°(：，优选55-120°(：;
[0028]所述的含有甲醛的萃取液的质量空速为0.1-5.51Γ1;
[0029] 所述模块催化剂中的催化剂为固体酸催化剂，优选树脂催化剂，也可是分子筛类、 杂多酸类、超强酸类;本实施例中用的是本公司一凯瑞环保科技股份有限公司生产的、具有 自主知识产权的树脂催化剂。
[0030] (4)分馏:将步骤(3)的模块催化剂满室床反应装置A中得到的产物DMM1 -10通入到 分馏系统中进行分馏，或者将满模块催化剂满室床反应装置B中得到的产物DMM1-10和冷凝 后的气相组分通入到分馏系统中进行分馏;其中，分馏得到的目标产物DMM3-5采收，分馏得 到的轻组分DMM1-2返回至步骤(3)所述的模块催化剂满室床反应装置A或者萃取塔中循环 利用，分馏得到的重组分DMM6-10通入到分解装置中；
[0031] 分馏系统为现有的精馏塔，精馏条件：塔顶温度为42~105 °C、塔顶压力0~ 0.5MPa、塔顶回流比为0.5~5.0;塔底温度150~300 °C ;
[0032] (5)分解:将步骤(4)得到的重组分DMM6-10通入到现有的分解装置中按照常规方 法进行分解，其中，分解得到的目标产物DMM3-5采收，分解得到的轻组分DMM1 -2返回至步骤 (3)所述的模块催化剂满室床反应装置A或者萃取塔中循环利用。
[0033]分解装置为现有的降解反应器，塔顶的温度为50~150 °C，压力为0.1~1. OMPa;塔 底的温度为120~300°C。
[0034] 本发明还提供一种制备聚甲氧基二甲醚DMM3-5的气相耦合装置，包括甲醇氧化 器、换热器、精脱塔、萃取塔、模块催化剂满室床反应装置A、模块催化剂满室床反应装置B、 分馏系统、分解装置：
[0035] 所述甲醇氧化器的出料口与所述换热器的进气口a相连接，进料口与所述换热器 导出热甲醇用的排液口 a连接；
[0036] 所述换热器的进液口 a与盛放有冷甲醇的容器相连接，排气口 a与所述精脱塔的进 气口 b相连接；
[0037] 所述精脱塔的排液口 b与盛放有水的容器相连接，排气口 b分为两路，一路与所述 萃