一種制備甲醛醇溶液的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及由甲醛水溶液制備一種甲醛無水醇溶液的方法。
【背景技術】
[0002]甲醛是有機化學工業中一種重要的基本材料,被廣泛應用于化工、醫藥、紡織、木材加工等各個行業中，同時還可用于制備酚醛樹脂、烏洛托品、季戊四醇等，且其用量每年都在增加。甲醛一般以水溶液的形式存貯和運輸，濃度一般在37%?55%之間，市售以37%為主。工業上一般使用的都是甲醛的水溶液，但隨著近幾年的發展，有些工業上僅僅需要甲醛或甲醛及醇溶液的結合，與此同時還需要除去大量的水，這就使甲醛水溶液的應用，帶來了限制。
[0003]甲醛醇溶液，是一種目前世界上還應用較少的一種新型開發試劑，但其卻有很大應用價值及發展前景。例如甲醛甲醇溶液可主要作為“甲基化”尿素或三聚氰胺甲醛樹脂的原料。使用甲醛甲醇樹脂不僅令樹脂生產商不再需要分開處理甲醇，也減少了幾倍必須從樹脂反應器產品中分離水的目的。德國專利DE10004562(2001)，介紹由德國BASF公司研究的一種聚乙烯醇作成的脫水薄膜，可將含有20% -65%甲醛，15% -60% CfC5醇類及20% -65%水濃縮成含有49% -70%甲醛，20% -54% CfC5醇類及1% -35%水的甲醛醇溶液。同時我們考慮到甲醛是一種極易發生各種聚合的最簡單的羰基化合物，故其貯運條件具有自身的特點和要求，尤其是在低溫下，甲醛水溶液有聚合的傾向，極易形成結晶沉淀，進而使甲醛水溶液變質而無法使用。而人們發現甲醛在甲醇中的溶解度更大，含55%甲醛的甲醇溶液在室溫放置也不會產生沉淀，其實質就是起到一種阻聚劑的作用。
[0004]而目前世界范圍內，生產制備甲醛醇溶液的廠家很少，美國德克薩斯州是唯一為數不多的生產廠家之一。其生產的甲醛甲醇溶液中，甲醛占55%，甲醇占35%，還有10%的水。因此，這就為我們生產研發制備甲醛醇溶液帶來了契機。
[0005]以上背景分析表明，甲醛醇溶液不僅可以帶來很大經濟價值，同時可以解決化工以及各行業甲醛醇溶液的需求同時不引入水，避免了后續復雜工序的脫水操作。同時還起到保存甲醛，防止變質發生聚合反應的目的。
【發明內容】
[0006]本發明目的在于提供以甲醛水溶液和醇為初始原料，經各種分離過程連續的制備出甲醛無水醇溶液的方法。所述的醇為所述的醇可以指代CfCu的一元醇，其由通式R0H表示，其中R表示被一個或多個取代基任選取代的基團，所述基團選自直鏈、支鏈的烷基。
[0007]本發明其具體包括三個步驟:首先，是甲醛水溶液(質量分數0.1%?60%)與c3-c8任意一種醇在精餾塔中精餾制備出無水甲醛醇溶液的過程；其次，無水甲醛醇溶液在閃蒸罐的氣液分離；最后，吸收塔中，C!-C12醇中任意一種對甲醛的吸收過程。
[0008]本發明首先以甲醛水溶液(質量分數0.1%?60% )與醇為原料，在一定的壓力、溫度、回流比等操作參數條件下，在精餾裝置中進行精餾分離過程得到甲醛無水醇溶液；然后由制備出的甲醛無水醇溶液為原料，在一定的壓力、溫度等操作參數條件下，在閃蒸罐或蒸餾釜內中進行氣液兩相分離，蒸出的甲醛氣體通入到吸收塔中，在一定的壓力、溫度等操作條件下，用第二醇進行吸收的過程。
[0009]本發明的詳細說明
[0010]如上所述，本發明制備的甲醛無水醇溶液及由甲醛無水醇溶液制備新的甲醛醇溶液，其具體包括以下幾個步驟:
[0011]第一步，制備甲醛無水醇溶液。將一定比例的甲醛水溶液與醇先進行混合后，通過泵打入到精餾塔中，其中醇起到了共沸劑的作用。由于加入的醇可與水形成二元共沸物，且共沸點一般都低于甲醛水溶液(質量分數0.1%?60%)的沸點，控制一定的溫度及壓力，就可將共沸物從塔頂蒸出，且通過冷凝器、分相器分離后，富含醇的液層回流入塔，另一水層采出，最終由塔釜可得到甲醛無水醇溶液。如果塔頂共沸物冷凝后不分相，則安一定回流比進行回流，采出的塔頂餾分可以進一步分離回收醇。
[0012]第二步，甲醛無水醇溶液的分離。由第一步制備出的甲醛無水醇溶液，進入到蒸餾釜中，控制一定的壓力及溫度，甲醛醇溶液中甲醛汽化，就可實現將甲醛與醇的兩相氣液分離，罐頂得到甲醛氣體，罐底得到無水醇液體。甲醛氣體通入到后序流程部分，而醇可回到第一步精餾塔中，實現溶劑的循環操作并合理利用。
[0013]第三步，制備新的甲醛第二種醇溶液。由蒸餾釜蒸出的甲醛氣體，進入到吸收塔后，其中主要是第二種醇和甲醛氣體的接觸吸收過程。為了保證兩相能夠充分吸收，采用氣液兩相逆流形式，并采取適當增加氣液比，擴大接觸面積等措施，使盡可能多的甲醛氣體溶解于醇中。最終得到高濃度的甲醛醇溶液。
[0014]本發明所述的利用甲醛水溶液為原料制備甲醛無水醇溶液及新的甲醛醇溶液方法中，具有如下的一個或多個優點:(1)原料甲醛水溶液(質量分數0.1%?60% )比較常見，用途廣泛，運行成本低；(2)制備工藝簡單，產品質量高，易于操作；(3)所得的產品易于長久保存而不變質。
[0015]因此本發明所述的利用甲醛水溶液與醇的制備甲醛無水醇溶液及新的甲醛醇溶液的方法具有比較重要的實際應用價值，可推廣應用于工業生產。
[0016]下文將結合實施例對本發明進行詳細的說明，但本領域所屬技術人員應當理解，本領域技術人員根據本發明的公開和其本身所具有的技術知識，能夠對本發明進行某些改變或修改。因此，本發明的范圍不限于下述實施例，而應只由權利要求書來限定。
【附圖說明】
[0017]圖1為以甲醛水溶液和醇通過一系列精餾、閃蒸、吸收操作后制備出甲醛無水醇溶液及新的甲醛醇溶液的工藝過程框圖，附圖僅僅是用于說明本發明的示意流程圖，只畫出解釋過程的必要設備，而其它明顯需要的設施，如儀表、泵、閥門、中間罐等省略。
【具體實施方式】
[0018]實施例1:
[0019]質量比為2:1的正辛醇和甲醛水溶液，進入到精餾塔中，在0.1MPa下，設定塔釜的溫度為160°C左右，可將共沸物從塔頂蒸出，通過冷凝器、分相器分離后，富含醇的液層回流入塔，另一水層采出，最終由塔釜可得到甲醛無水醇溶液。從塔釜得到的甲醛辛醇溶液，然后進入到蒸餾釜中，在0.053MPa下，實現氣液兩相的分離，頂部得到甲醛氣體，底部得到正辛醇。辛醇可回收循環使用。而頂部的甲醛氣體直接通入到吸收塔中，在0.1MPa下，從塔底進入，乙醇從塔頂通入，實現氣液兩相的逆流吸收。最后得到甲醛乙醇液，甲醛含量可達48%0
[0020]實施例2:
[0021]質量比為1:3的異丙醇和甲醛水溶液，進入到精餾塔中，在0.1MPa下，塔頂的回流比為3:1，塔頂采出含異丙醇水溶液，塔釜可得到甲醛無水醇溶