一種三聚甲醛的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三聚甲醛的制備方法，屬于化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)甲醛濃縮塔(低濃度甲醛濃縮至高濃度甲醛的濃縮器)制備60wt%的甲醛水溶液的方法是在56°C條件下濃度為37wt%的甲醛水溶液通過甲醛進料泵送到甲醛加熱器，然后到甲醛真空蒸發(fā)器中用0.1MPa(G)蒸汽加熱，在甲醛加熱器里甲醛水溶液首先加熱到68°C，接著進入甲醛真空蒸發(fā)器，在25kPa(A)壓力下部分蒸發(fā)；來自甲醛真空蒸發(fā)器的氣液混和物在蒸發(fā)器的整體分離室中分離。到真空蒸發(fā)器的甲醛水溶液流量通過與比例調(diào)節(jié)器連接在一起的流量調(diào)節(jié)器控制，控制給蒸發(fā)器加熱的0.1MPa(G)蒸汽流量；制得的60% wt的濃甲醛水溶液，通過濃甲醛密封槽送到濃甲醛槽。
[0003]目前，三聚甲醛合成方法為采用60wt %的甲醛水溶液做原料，硫酸做催化劑，溫度范圍101?106°C，經(jīng)連續(xù)蒸餾后制得。三聚甲醛合成反應釜的兩側(cè)各有再沸器，加熱反應并使物料循環(huán)。甲醛溶液在低溫、高濃度的情況下，極易自聚結(jié)垢，堵塞換熱器及排放管線，反應器內(nèi)甲酸(HCOOH)長期積累易腐蝕設備。若不定期排放置換反應液(硫酸和甲酸溶液等)，亦使反應液的有效反應容積減小，影響三聚甲醛合成反應平衡，使三聚甲醛產(chǎn)率下降。因此必須通過定期排液排除反應液中部分有機固體雜質(zhì)殘渣、HCOOH和Fe2+、Ni2+等金屬離子，以維持反應器內(nèi)各組分含量在合理范圍。然而，即使定期排放，甲醛仍會自聚導致堵塞，經(jīng)常需要更換濾網(wǎng)、分離器，清洗管線導致裝置停產(chǎn)，影響裝置運行與產(chǎn)品質(zhì)量。另外，裝置長期運行置換液中硫酸、甲酸等酸性物質(zhì)、長鏈或環(huán)狀聚合物累積對污水處理系統(tǒng)造成壓力。對三聚甲醛合成液置換排放沒有徹底的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種三聚甲醛的制備方法，本發(fā)明能高效利用甲醛，并能有效地避免三聚甲醛合成反應釜的排液管線的堵塞，有效防止反應設備被腐蝕的問題。
[0005]本發(fā)明提供的三聚甲醛的制備方法，包括如下步驟:
[0006]將甲醛水溶液輸送至反應釜中，硫酸催化反應，即得到三聚甲醛；同時將所述反應釜的排液管線連接甲醛濃縮塔A的進料管線，使所述反應釜中部分液體排至所述甲醛濃縮塔A中回收甲醛；所述反應釜中液體蒸餾，分離得到所述三聚甲醛。上述的制備方法，所述甲醛水溶液的質(zhì)量濃度為40?75%，具體可為60% ；
[0007]所述硫酸的質(zhì)量濃度為50?98%，具體可為98% ；
[0008]所述硫酸與所述甲醛水溶液的體積比為1:8?60，具體可為4:96 ;
[0009]所述反應釜中條件為:溫度為95?115°C，具體可為100 °C、105 °C或100?105 °C，壓力為 0.1 ?0.5MPa，具體可為 0.1MPa,0.15MPa 或 0.1 ?0.15MPa。
[0010]上述的制備方法，所述甲醛水溶液由所述甲醛濃縮塔A和/或甲醛濃縮塔B輸送至所述反應釜中。
[0011]上述的制備方法，所述甲醛濃縮塔A與所述甲醛濃縮塔B為同一甲醛濃縮塔，所述反應釜的排液管線中排出的所述液體經(jīng)所述甲醛濃縮塔蒸餾回收所述甲醛，同時將所述液體中未蒸餾分離完的三聚甲醛分解形成所述甲醛，然后所述甲醛濃縮塔中將所述甲醛制得所述甲醛水溶液，再將所述甲醛水溶液輸送至所述反應釜中。
[0012]上述的制備方法，還包括將所述反應釜的排液管線與所述甲醛濃縮塔A的進料管線之間連接一稀釋管線，使所述稀釋管線中蒸餾水加入所述反應釜的排液管線中排出的所述液體稀釋的步驟，得到稀釋的液體；
[0013]所述蒸餾水用于稀釋所述反應釜的排液管線中排出的所述液體，以利于所述液體進入所述甲醛濃縮塔中蒸餾出所述甲醛，并且利于所述液體在所述甲醛濃縮塔中三聚甲醛分解形成甲醛；同時能沖洗所述反應釜的排液管線，避免所述液體中物質(zhì)在所述反應釜的排液管線中累積并結(jié)垢；還能稀釋所述液體中硫酸或副產(chǎn)物甲酸，以避免硫酸或副產(chǎn)物甲酸對管路和設備的腐蝕。
[0014]上述的制備方法，所述蒸餾水的添加量與所述液體的排放量的體積比為1:1?10。
[0015]上述的制備方法，所述反應釜的排液管線中排出的液體與所述甲醛水溶液輸送至所述反應釜的量的體積比為1:100?1000，具體可為1:400。
[0016]上述的制備方法，還包括向所述反應釜中補充所述硫酸的步驟，反應時，將部分所述液體通過所述反應釜的排液管線通入所述甲醛濃縮塔中，使得所述硫酸的量減少，補充所述硫酸，保持所述硫酸與所述甲醛水溶液的體積不變，以避免影響反應的速度。
[0017]上述的制備方法，所述反應釜的排液管線中排出的所述液體經(jīng)過濾后進入所述甲醛濃縮塔的進料管線。
[0018]上述的制備方法，過濾所述液體的過濾網(wǎng)的孔徑為50?500目，具體可為200目。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0020](I)能回收利用三聚甲醛反應液的中濃度過高的甲醛溶液，提高、穩(wěn)定了三聚甲醛合成反應的平衡與轉(zhuǎn)化率。
[0021](2)有效避免了三聚甲醛合成反應釜內(nèi)的固體、殘渣的形成，解決了管線和再沸器的堵塞問題。
[0022](3)有效地避免了三聚甲醛合成反應釜內(nèi)硫酸、甲酸等酸性物質(zhì)的累積，防止了三聚甲醛生產(chǎn)設備的腐蝕問題。
[0023](4)實現(xiàn)三聚甲醛合成反應液的零排放，提高了原料的利用率，節(jié)約了反應成本。
[0024](5)本發(fā)明簡單、環(huán)保，易操作控制，解決污水處理系統(tǒng)的壓力。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例1中三聚甲醛的制備方法的流程示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明實施例2中三聚甲醛的制備方法的流程示意圖。
[0027]圖3為對比例I的制備方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0029]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0030]實施例1、三聚甲醛的制備
[0031]按照圖1所示的流程，將合成三聚甲醛的反應釜的排液管線連接甲醛濃縮塔的進料管線，并在反應釜的排液管線和甲醛濃縮塔的進料管線之間連接稀釋管線，進行三聚甲醛的制備。具體步驟如下:
[0032]將甲醛濃縮塔中60被％的甲醛水溶液輸送至反應釜中，在