你当前的位置: 首页 >> 行业信息 >> 行业新闻

【中国化工信息网】离子液体法三聚甲醛前景光明

       

       近几年,聚甲氧基二甲醚(DMMn)作为清洁柴油组分逐渐受到业界认可,其重要原料三聚甲醛(TOX)的市场需求量也随之增加。离子液体法作为一项新型绿色的三聚甲醛生产工艺,其发展也日益引起业内人士的关注。可以预见,未来随着DMMn市场的扩大,离子液体法三聚甲醛工艺的应用前景也将越来越广阔。
       以往三聚甲醛主要用于生产工程塑料聚甲醛树脂(POM),以三聚甲醛为聚合单体的共聚技术占世界聚甲醛总生产能力的80%。但随着近年来甲氧基二甲醚生产技术的开发,其作为DMMn原料的市场需求大幅提升。同时,三聚甲醛能解聚生成甲醛,且比甲醛稳定、毒性小、易储运,因此它几乎能用于所有的甲醛反应中。此外,三聚甲醛作为普通工业甲醛水溶液的替代品,在合成农药、合成树脂、涂料及熏蒸消毒剂等多种甲醛下游产品中应用时,既可降低脱水能耗,又可大大减少废水处理量。因此,发展三聚甲醛对于清洁燃料DMMn、甲醛替代和甲醛下游产品的节能降耗具有重要意义。
       传统三聚甲醛生产工艺主要为硫酸法。1942年美国杜邦公司发表了第一篇硫酸法制备三聚甲醛的专利,并于上世纪60年代初实现了三聚甲醛的工业化生产。我国自上世纪50年代以来,先后开展了三聚甲醛的研制工作。上世纪90年代初,上海溶剂厂和吉化石井沟联合化工厂分别拥有千吨规模的硫酸法三聚甲醛生产装置,但由于生产规模小,工艺技术存在缺陷,污染环境,设备腐蚀严重,产品质量不够稳定,于上世纪90年代末相继关闭。
       硫酸法三聚甲醛生产工艺主要采用反应精馏串联萃取技术,浓度大于60%的甲醛溶液在反应釜中由硫酸催化反应得到三聚甲醛,生成的三聚甲醛经精馏提浓得到三聚甲醛、甲醛、水的共沸物,塔底得到未反应的甲醛溶液。提浓后的三聚甲醛经苯萃取、中和(除甲酸)及轻、重沸塔纯化处理得到纯三聚甲醛产品。该工艺甲醛浓缩工段耗能大,催化剂对设备腐蚀严重,产物与催化剂分离困难,产物分离复杂。
       近年来,中科院兰州化学物理研究所大力开展离子液体催化制取三聚甲醛的技术研发工作,目前新一代离子液体催化生产三聚甲醛成套技术已经工业化,该技术为环保型新技术,已应用于DMMn生产装置。
       离子液体的主要特点是非挥发性或“零”蒸气压,这是离子液体作为绿色环保溶剂或催化剂的重要依据;同时它还具有腐蚀低、污染小、高热稳定性、低熔点、宽液程等特点。
离子液体法三聚甲醛生产工艺将高浓度甲醛在离子液体催化剂的作用下,通过多步反应聚合生成三聚甲醛,蒸出的三聚甲醛含有甲醛、水和微量的甲酸,将甲醛回收,同时控制物料中甲酸浓度,防止甲酸积累造成系统的腐蚀。浓缩后的三聚甲醛含有甲醛、水和微量的甲酸,经萃取精馏最终获得纯度大于99.5%的三聚甲醛。
与硫酸法合成工艺相比,离子液体法三聚甲醛生产工艺具有催化剂浓度低、单耗少,产品甲酸含量低,对设备腐蚀性小,设备投资少等优点。此外,更为重要的是,作为DMMn生产的原料,离子液体法三聚甲醛产品较低聚甲醛有着不可比拟的优势。
       低聚甲醛装置属于间歇运行装置,因为高浓度甲醛挂壁现象严重,严重影响后续装置的连续运行,最多每隔两周就要全部停车清洗设备,并且清洗过程中产生大量的稀醛不好处理;其次,相比于能做到99.99%纯度的三聚甲醛而言,低聚甲醛纯度只能维持在95%左右,其含水量对后续的反应及分离过程都产生一定影响;再次,以低聚甲醛为原料的DMMn生产技术,受催化反应影响,其反应产物链增长到DMM4后就无法再增加,同时伴随反应还产生大量极不稳定的半缩醛,无法与DMMn分离。在后期产品中,半缩醛逐渐分解为醛和醇,醛又易生成聚甲醛,致使产品质量稳定性较差。
       目前低聚甲醛单套装置最大只能做到3万吨/年,而三聚甲醛装置则不受此规模限制,这点对于DMMn后续装置的扩大非常重要。

       ( 本篇点击浏览次数:2 )