一种生产聚甲氧基二甲醚dmm3-5的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的装置及方法，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、精脱水后通入到具有气相萃 取、液相催化、液相蒸馏于一体的萃取催化蒸馏塔中进行缩聚反应。
【背景技术】
[0002] 由于生产聚甲氧基二甲醚的主要原料是纯净的甲醛原料，又由于甲醛原料的性 质，在常温下是气体且易聚合，因此通常情况下都是以其水溶液或其聚合物的形式存在。如 多聚甲醛或三聚甲醛的固体形式存在，因此在生产聚甲氧基二甲醚过程中，或是将其水溶 液经过一系列的处理，如浓缩、萃取(从水溶液中萃取）、脱水、解析等办法，而从其水溶液中 得到纯净的甲醛原料;或是由甲醛水溶液经过蒸发、浓缩、聚合、干燥而得到的多聚甲醛或 三聚甲醛，再用甲缩醛将其溶解，再通入反应器来合成聚甲氧基二甲醚。以上方法或从甲醛 水溶液（即液相法)或从聚甲醛(即固相法)生产DMMn(n 2 1)的方法，其流程冗长、过程复杂、 资源浪费。如专利 CN104722249A、CN204569778u、CN10506165A、CN204874344u。
【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，而提供一种生产聚甲 氧基二甲醚MM3-5的方法，以两法制取的含有甲醛的气相产物作为起始原料，不经过吸收 塔（即不制备成水溶液），而是自甲醇氧化反应器的出口排出，经换热、精脱水后，通入到具 有气相萃取、液相催化、液相蒸馏于一体的萃取催化蒸馏塔中进行缩聚反应，一步完成缩聚 反应和分馏等工艺过程，简化了原有冗长的流程。
[0004] 本发明还提供一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的装置，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] -种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的方法，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)萃取、催化和蒸馏:用萃取剂DMM1-2对步骤(2)脱除水分后得到的混合气体进 行萃取，萃取得到的混合物在催化剂存在条件下进行缩聚反应生成DMM1-10,萃取得到的混 合物中还未进行缩聚反应的气相组分经蒸馏后继续进行萃取、缩聚反应；
[0010] (4)分馏:将步骤(3)得到的缩聚产物DMM1-10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)中继续进行缩聚反应。
[0012]上述技术方案中，所述的方法具体为：
[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] 所述的换热器为列管换热器，管程进氧化原料冷甲醇，壳程进所述的混合气体，反 之亦然;所述的换热器，进口温度：100-800°C，优选为200-600 °C，出口温度：100-200°C，优 选100-150。。。
[0015]
[0016] (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:精脱塔进气口b处温度为40-150°C，塔顶温度为45-10(TC、 压力0 · 35-0 · 42Mpa，塔底温度75-80 °C ;
[0017] (3)萃取、催化和蒸馏:将步骤(2)精脱水后得到的混合气体通入到萃取催化蒸馏 塔的萃取段中，同时向萃取段中通入萃取剂轻组分DMM1-2，DMM1_2萃取吸收所述的精脱水 后得到的混合气体后形成含有甲醛的萃取液;所述的含有甲醛的萃取液在萃取催化蒸馏塔 的催化段中且在催化剂的作用下进行缩聚反应生成DMM1-10,部分未参加缩聚反应的含有 甲醛的萃取液流入到萃取催化蒸馏塔的蒸馏段中，经蒸馏后，气相组分（甲醛)经气相通道 返回继续与萃取剂DMM1-2和/或含有甲醛的萃取液进行萃取、缩聚；
[0018] 所述的萃取段中：所述的DMM1-2与精脱水后得到的混合气体中甲醛的摩尔比为1-10:1，优选为1-3:1，DMMl-2进入萃取段时的空速为0.1-5.51Γ 1;所述的萃取条件为:温度为 常温或不高于150°C，压力为0.1-3.0Mpa;
[0019] 所述的催化段中：缩聚温度为35-180°C，优选55-120°C，压力为0.1-3.0Mpa;所述 的含有甲醛的萃取液的质量空速为〇. 1 -5.51Γ1;
[0020] 所述的蒸馏段中：温度80-300 °C、压力0 · 1 -3 · OMpa;
[0021] 所述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凯瑞环保科技股份有限公司生产的树脂催化剂。
[0022] (4)分馏:将步骤(3)得到的产物DMM1-10通入到现有的分馏系统中按照常规方法 进行分馏;其中，分馏得到的目标产物IMM3-5采收，分馏得到的轻组分IMM1-2返回至步骤 (3)所述的萃取催化蒸馏塔中循环利用，分馏得到的重组分DMM6-10通入到分解装置中；
[0023]分馏系统为现有的常规精馏塔，精馏条件：塔顶温度为42~150°C、塔顶压力负 0.01~0.510^、塔顶回流比为0.5~5.0;塔底温度150~300°(：。
[0024] (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)所述的萃取催化蒸馏塔中循环利用；
[0025]分解装置为现有的分解塔，塔顶的温度为50~150 °C，压力为0.1~5. OMPa;塔底的 温度为80~300 °C。
[0026] 本发明还提供一种生产聚甲氧基二甲醚DMM3-5的装置，包括甲醇氧化器、换热器、 精脱塔、萃取催化蒸馏塔、分解塔和分馏系统：
[0027] 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；
[0028] 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；
[0029] 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与所述萃取催化蒸馏塔 的相连接；
[0030] 所述的萃取蒸馏塔，塔顶设有排气口 c且与所述甲醇氧化器的进料口相连接，塔底 设有排液口 c且与所述分馏系统的液相进口相连接，塔内上部为萃取段、中部为催化段、下 部为蒸馏段;所述萃取段的下部设有进气口 c且与所述精脱塔的排气口 b相连接;所述的萃 取段的上部开设有进液口 b，进液口 b分为两路，一路与分馏系统的轻组分DMM1-2出口 A相连 接，一路与分解塔的轻组分DMM1-2出口 B相连接；
[0031] 所述的分馏系统的DMM3-5出口 A与采收装置相连接，采收目标产物DMM3-5，DMM6-10出口与所述的分解塔的DMM6-10进口相连接；
[0032] 所述的分解塔的DMM3-5出口 B与采收装置相连接，采收目标产物DMM3-5。
[0033] 上述技术方案中，所述的分解塔，下部安装有调节温度用的加热器。
[0034] 上述技术方案中，所述的萃取催化蒸馏塔，塔内的萃取段相当于一个萃取塔，结构 与传统的填料萃取塔或者传统的筛板萃取塔结构相同；塔内的蒸馏段，结构与传统的填料 萃取塔或者传统的筛板萃取塔结构相同，并且最下端具有加热用的蒸馏空间，蒸馏空间配 设有调节温度用的再沸器;所述的催化段内的催化剂为模块催化剂或者散装催化剂；
[0035] 上述技术方案中，所述的催化段内的催化剂为散装催化剂时，所述的催化段由催 化剂层和塔板层自上而下间隔设置，催化剂层与催化剂层之间间隔一层塔板层构成一段催 化吸收段;所述的塔板层由两块塔板自上而下叠摞设置，上层塔板的两侧设有弓形降液管， 下层塔板的中央设有中心降液管;所述的催化剂层由一片格栅左右各固定一片不锈钢衬板 设置，所述的格栅上铺设有一层不锈钢丝网，所述的催化剂层内装填所述的散装催化剂，所 述的散装催化剂上面设有液体分布器。
[0036] 所述的催化段为η段所述的催化吸收段自上而下叠摞设置，并且，相邻的催化吸收 段之间间隔一层所述的塔板层;所述的催化吸收段，每段高度至少为1米;所述的η为正整 数，且1 100,优选10。
[0037] 所述的催化段内，最上层催化吸收段的上方设置有一块具有中心降液管的塔板， 最下层催化吸收段的下方设置有一层塔板层。
[0038] 所述的不锈钢衬板与萃取催化蒸馏塔内壁之间的空间构成气相通道;所述的降液 管和催化剂层构成液相通道。
[0039] 所述