109-87-5 / 甲縮醛的制備方法

近年來，隨著煤化工的發(fā)展，以煤為原料合成甲醇的技術(shù)已經(jīng)成熟，國內(nèi)甲醇的產(chǎn)能呈高速增長的局面。甲縮醛是甲醇最重要的下游產(chǎn)品之一，具有優(yōu)良的理化性能，如良好的溶解性、低沸點、與水互溶性好等，能廣泛應(yīng)用于化妝品、藥品、汽車工業(yè)用品、殺蟲劑、橡膠工業(yè)、油漆和油墨等產(chǎn)品中。

產(chǎn)品特點

甲縮醛對粘膜有刺激性，有麻醉作用。吸入蒸汽可引起鼻和喉刺激；高濃度吸入出現(xiàn)頭暈等。對眼有損害，損害可持續(xù)數(shù)天。長期皮膚接觸可致皮膚干燥。甲縮醛接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。甲縮醛主要用于殺蟲劑、制冷劑、低沸點工業(yè)溶劑等。工業(yè)級含量在82-85%之間，其他雜質(zhì)為甲醇、甲醛。理論氧含量42%，實際更高。實測熱值稍高于甲醇，RON很低，國產(chǎn)辛烷值試驗機檢測不到，進口CFR試驗機可以檢測，但檢測過程可能會損壞價格昂貴的CFR試驗機(筆者試驗過)。幾乎無人知曉其準(zhǔn)確的辛烷值。

制備方法

以甲醇和甲醛為原料，生產(chǎn)甲縮醛的工藝主要有兩種：液相縮合法和反應(yīng)精餾法。

液相縮合法是一種常用的工業(yè)方法。采用無機酸(如硫酸、鹽酸)、路易斯酸(如三氯化鋁、三氯化鐵等)以及雜多酸(如硅鎢酸、磷鎢酸)作為催化劑，甲醇和甲醛水溶液在列管反應(yīng)器中發(fā)生縮醛反應(yīng)，每生產(chǎn)1噸甲縮醛產(chǎn)品分別消耗甲醛水溶液約1.3噸，工業(yè)級甲醇原料約1.1噸。該法操作簡單，反應(yīng)條件溫和，但是生產(chǎn)中要產(chǎn)生大量的含甲醛的酸性有機廢水，難于處理，污染環(huán)境，因此該法已經(jīng)逐步被淘汰。

反應(yīng)精餾法已在工業(yè)化生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用，是國內(nèi)外生產(chǎn)甲縮醛的主流工藝。與液相縮合法中采用液體酸性催化劑不同，反應(yīng)精餾法采用固體酸催化劑(如強酸性陽離子交換樹脂、H-ZSM-5分子篩、高硅鋁比的硅酸鋁-LZ40分子篩、γ型沸石分子篩等)，生產(chǎn)工藝與液相縮合法相似。每生產(chǎn)1噸85％的甲縮醛需分別消耗甲醛水溶液約1.0 t，工業(yè)級甲醇原料0.86噸。

該工藝與液相縮合法相比，含甲醛的酸性有機廢水被低濃度的甲醛廢水所取代，廢水量較少。常與甲醇催化生產(chǎn)甲醛工藝耦合，一方面，甲醛是甲縮醛生產(chǎn)的原料；另一方面，甲縮醛生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的低濃度甲醛廢水可用作氣體甲醛的二級吸收工藝用水。

甲醇與甲醛在催化劑作用下發(fā)生縮醛反應(yīng)制備甲縮醛的反應(yīng)流程簡圖見圖1。該工藝原料甲醛是用甲醇氧化制得，這樣較好地解決了甲醇的下游利用問題。

圖1 反應(yīng)精餾法制取甲縮醛流程簡圖

技術(shù)亮點

1. 在合理的工藝及設(shè)備條件下，可從塔頂直接獲得合格的甲縮醛產(chǎn)品；

2. 反應(yīng)和分離在同一設(shè)備中進行，可節(jié)省設(shè)備費用和操作費用；

3. 反應(yīng)熱直接用于精餾過程，可降低能耗；

4. 由于精餾的提濃作用，對原料甲醛的濃度要求降低，濃度為7％～38％的甲醛水溶液均可直接使用。