專利名稱：將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法
技術領域：
本發明涉及一種將含有雜質的低濃度甲縮醛精制的方法，具體涉及一種將含有雜質的低濃度甲縮醛，通過加入脂肪醇或其衍生物破壞氣態甲醇一甲縮醛二元共沸，通過萃取精餾的方式脫除甲酸甲酯、甲醇、水等雜質，獲得高純度甲縮醛的方法。屬有機化工技術領域。
背景技術：
甲縮醛被用做氣霧劑、聚醛樹脂的分子量調節劑、特種電子設備清洗劑以及化妝品溶劑等。眾所周知，當其中含有甲醇、水、甲酸甲酯等雜質時，在氣霧劑使用中會影響氣味；在聚醛樹脂的分子量調節劑使用中降低產品分子量并影響品質；在電子設備特種清洗劑使用中會引起不必要的腐蝕。
由于甲縮醛與水、甲醇形成共沸混合物，甲縮醛與甲醇的共沸混合物沸點為42.3℃，其中甲縮醛/甲醇的重量比為92.2/7.8，甲縮醛與水的共沸混合物沸點為42.3℃，其中甲縮醛/水的重量比為98.6/1.4，因此，在生產過程中不能通過精餾的方法從混合物中分離出任一組分，在不采取有效措施的情況下，一般只能得到92％左右的甲縮醛。
目前，將低濃度甲縮醛提純精制的研究開展比較多，主要有以下方法
日本專利JP61275239中提到將含有低濃度甲醇的粗甲縮醛利用3A或4A的沸石分子篩進行純化的方法。該方法主要采用了分子篩對醇和甲縮醛的吸附能力的差異而分離得到高純甲縮醛。不足之處在于若進行工業化規模生產，則大量的分子篩需要干燥、焙燒再生，不利于工業化生產。
中國專利CN1160392中提出了一種高度精制甲縮醛的方法。它包括將氣態甲縮醛與聚亞烷基二醇或其衍生物進行逆流氣一液接觸，由此將水和甲醇除去，通過在甲縮醛提純過程中采用具有高沸點并且與甲縮醛不形成共沸混合物的聚亞烷基二醇或其衍生物而及其簡單的生產高純度的甲縮醛。可將含有98.3％的甲縮醛提純至99.5％。其聚亞烷基二醇或其衍生物是指聚乙二醇二甲基醚(數均分子量300)。不足之處在于對原料甲縮醛的初始濃度要求高，為98.3％，消耗大量氮氣。
華東理工大學工業催化研究所在內徑25mm、高1000mm的玻璃反應精餾塔內進行甲醇與甲醛催化合成甲縮醛，優勢在于無需加入第三組分，在一定的條件下可以得到含量99.51％的甲縮醛。缺點是不能進一步提高含量。
發明內容
本發明的目的在于克服上述不足，提供一種對原料甲縮醛的初始濃度要求低、目標產物含量高、可以進行工業化生產的將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法。
本發明的目的是這樣實現的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于它是將含雜質的低濃度甲縮醛，通過加入脂肪醇或其衍生物破壞氣態甲醇-甲縮醛二元共沸，通過萃取精餾的方式脫除雜質，獲得高純度甲縮醛，其具體操作方法是將含有雜質的低濃度甲縮醛經蒸餾釜汽化后進入精餾塔塔底，將脂肪醇或其衍生物通過管線B進入塔頂分布器與經管線C回流的純甲縮醛混合后淋入塔中，使選用的脂肪醇或其衍生物從精餾塔的塔頂通過分布器均勻分布到填料中，脂肪醇或其衍生物在重力作用下沿填料表面向下流動，在此過程中，與上升過程中的含有雜質的汽化低濃度甲縮醛通過汽-液傳質，將其中的雜質萃取，并流到塔底后收集在蒸餾釜中，經管線D去進行蒸餾，進行脂肪醇或其衍生物的純化處理，脫出其中的雜質，經管線B循環使用，精制的甲縮醛從塔頂經管線A采出，管線A上引出回流管線C。
本發明萃取精餾是在精餾塔中以塔頂常壓的方式進行；待精制的低濃度甲縮醛濃度為50％～95％，優選80％～90％；水的濃度為0.01％～10％，優選0.05％～3.0％；還可能存在微量甲酸甲酯等；加入的脂肪醇或其衍生物溫度為20～50℃，優選常溫，用量為甲縮醛摩爾數的0.1～5倍；含有雜質的甲縮醛的進料溫度為10～60℃，優選在40～50℃下進料。
用于本發明的是C2～C8的脂肪醇或其衍生物，包括單官能團、多官能團的醇、醚、酯等的其中一種或多種。優選采用親水性、低分子量、高沸點、低毒或無毒的脂肪醇或其衍生物。
本發明萃取精餾在本專業人員已知的填料塔、板式塔、噴淋塔、泡罩塔或類似設備中進行，優選采用填料塔。填料塔中的填料包括規整填料、散堆填料，優選采用高效規整填料(小型實驗采用散堆填料)。填料塔和填料的高度由實驗來確定。
萃取使用后的脂肪醇或其衍生物可通過普通蒸餾的方法，分離出甲縮醛、水、甲酸甲酯等雜質，從而將脂肪醇或其衍生物再生，可直接循環使用。
本發明具體如下優點1、對原料甲縮醛的初始濃度要求低，為50％～95％；2、精制的甲縮醛含量高，可高達99.99％；3、可以進行工業化生產。
圖1為本發明甲縮醛提純工藝流程簡圖。
具體實施例方式根據本發明低濃度甲縮醛精制方法，間歇工藝流程圖示意于圖1。圖中低濃度甲縮醛經蒸餾釜1汽化后進入塔底，脂肪醇或其衍生物按比例通過管線B進入塔頂分布器與經管線C回流的純甲縮醛混合后淋入塔中，使選用的脂肪醇或其衍生物從精餾塔2的塔頂通過分布器均勻分布到填料中，脂肪醇或其衍生物在重力作用下沿填料表面向下流動，在此過程中，與上升過程中的汽化低濃度甲縮醛通過汽-液傳質，將其中的雜質萃取，并流到塔底后收集在蒸餾釜中，經管線D去進行簡單蒸餾，進行脂肪醇或其衍生物的純化處理，脫出其中的水、甲醇等雜質，經管線B循環使用。精制的甲縮醛從塔頂經管線A采出，管線A上引出管線C。而脫出其中的水、甲醇等雜質用本行業技術人員已知的方法處理。
現由實施例對本發明進行說明。但這些實施例不應視為對本發明的限制。
實施例1含有81.0％(重量比)甲縮醛、0.8％(重量比)水、18.19％(重量比)甲醇、0.01％(重量比)甲酸甲酯的低濃度甲縮醛2000mL，經加熱汽化進入玻璃精餾塔，精餾塔散堆填料自制(用60目不銹鋼網裁成0.6×0.6mm，經壓制而成)，塔徑50mm，塔高2000mm。體系穩定后以0.5滴/秒的流速采出初餾，通過精密雙柱塞恒流計量泵以1mL/min的流速將丙三醇從塔頂滴入到填料表面，此時甲縮醛與丙三醇的摩爾比為1.37，出餾溫度44℃。體系再次穩定后從塔頂取樣，用氣相色譜分析各種組分含量為99.95％(重量比)甲縮醛、0.016％(重量比)水、0.034％(重量比)甲醇、甲酸甲酯未檢出。
實施例2含有81.0％(重量比)甲縮醛、0.8％(重量比)水、18.19％(重量比)甲醇、0.01％(重量比)甲酸甲酯的低濃度甲縮醛1500mL，經加熱汽化進入玻璃精餾塔，精餾塔散堆填料自制(用60目不銹鋼網裁成0.6×0.6mm，經壓制而成)，塔徑50mm，塔高2000mm。體系穩定后以0.5滴/秒的流速采出初餾，通過精密雙柱塞恒流計量泵以1.5mL/min的流速將丙三醇從塔頂滴入到填料表面，此時甲縮醛與丙三醇的摩爾比為0.82，出餾溫度44℃。體系再次穩定后從塔頂取樣，用氣相色譜分析各種組分含量為99.99％(重量比)甲縮醛、0.009％(重量比)水、0.001％(重量比)甲醇、甲酸甲酯未檢出。
權利要求
1.一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于它是將含雜質的低濃度甲縮醛，通過加入脂肪醇或其衍生物破壞氣態甲醇—甲縮醛二元共沸，通過萃取精餾的方式脫除雜質，獲得高純度甲縮醛，其具體操作方法是將含有雜質的低濃度甲縮醛經蒸餾釜汽化后進入精餾塔塔底，將脂肪醇或其衍生物通過管線B進入塔頂分布器與經管線C回流的純甲縮醛混合后淋入塔中，使選用的脂肪醇或其衍生物從精餾塔的塔頂通過分布器均勻分布到填料中，脂肪醇或其衍生物在重力作用下沿填料表面向下流動，在此過程中，與上升過程中的含有雜質的汽化低濃度甲縮醛通過汽—液傳質，將其中的雜質萃取，并流到塔底后收集在蒸餾釜中，經管線D去進行蒸餾進行脂肪醇或其衍生物的純化處理，脫出其中的雜質，經管線B循環使用，精制的甲縮醛從塔頂經管線A采出，管線A上引出回流管線C。
2.根據權利要求1所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于萃取精餾是在精餾塔中以塔頂常壓的方式進行，待精制的含雜質的低濃度甲縮醛濃度為50％～95％，加入的脂肪醇或其衍生物溫度為15～50℃，用量為甲縮醛摩爾數的0.1～5倍，含有雜質的甲縮醛的進料溫度為40～60℃。
3.根據權利要求2所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于加入的脂肪醇或其衍生物溫度為常溫。
4.根據權利要求2所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于含有雜質的甲縮醛的進料溫度為40～50℃。
5.根據權利要求1或2、3、4所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于加入的脂肪醇或其衍生物是C2～C8的脂肪醇或其衍生物，包括單官能團、多官能團的醇、醚、酯等的其中一種或多種。
6.根據權利要求5所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于采用親水性、低分子量、高沸點、低毒或無毒的脂肪醇或其衍生物。
7.根據權利要求1或2、3、4所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于萃取精餾在填料塔、板式塔、噴淋塔、泡罩塔或類似設備中進行。
8.根據權利要求7所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于填料塔中的填料包括規整填料、散堆填料。
9.根據權利要求1或2、3、4所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于萃取使用后的脂肪醇或其衍生物通過蒸餾的方法，按沸點分離出甲縮醛、水、甲酸甲酯等雜質，從而將脂肪醇或其衍生物再生，直接循環使用。
10.根據權利要求2所述的一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，其特征在于待精制的低濃度甲縮醛濃度為80％～90％。
全文摘要
本發明涉及一種將低濃度甲縮醛脫除雜質獲得高純度甲縮醛的方法，它是將含有雜質的低濃度甲縮醛經蒸餾釜汽化后進入精餾塔塔底，將脂肪醇或其衍生物通過管線B進入塔頂分布器與經管線C回流的純甲縮醛混合后淋入塔中，使選用的脂肪醇或其衍生物從精餾塔的塔頂通過分布器均勻分布到填料中，脂肪醇或其衍生物在重力作用下沿填料表面向下流動，在此過程中，與上升過程中的含有雜質的汽化低濃度甲縮醛通過汽—液傳質，將其中的雜質萃取，并流到塔底后收集在蒸餾釜中，經管線D去進行蒸餾進行脂肪醇或其衍生物的純化處理，脫出其中的雜質，經管線B循環使用，精制的甲縮醛從塔頂經管線A采出，管線A上引出回流管線C。本發明對原料甲縮醛的初始濃度要求低、目標產物含量高、可以進行工業化生產。
文檔編號C07C43/00GK1807379SQ20061003829
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月15日 優先權日2006年2月15日
發明者陳亞洲, 趙厚鋒 申請人:江陰市華鳳化工植絨有限公司