甲缩醛的制备方法

近年来，随着煤化工的发展，以煤为原料合成甲醇的技术已经成熟，国内甲醇的产能呈高速增长的局面。甲缩醛是甲醇最重要的下游产品之一，具有优良的理化性能，如良好的溶解性、低沸点、与水互溶性好等，能广泛应用于化妆品、药品、汽车工业用品、杀虫剂、橡胶工业、油漆和油墨等产品中。

产品特点

甲缩醛对粘膜有刺激性，有麻醉作用。吸入蒸汽可引起鼻和喉刺激；高浓度吸入出现头晕等。对眼有损害，损害可持续数天。长期皮肤接触可致皮肤干燥。甲缩醛接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。甲缩醛主要用于杀虫剂、制冷剂、低沸点工业溶剂等。工业级含量在82-85%之间，其他杂质为甲醇、甲醛。理论氧含量42%，实际更高。实测热值稍高于甲醇，RON很低，国产辛烷值试验机检测不到，进口CFR试验机可以检测，但检测过程可能会损坏价格昂贵的CFR试验机(笔者试验过)。几乎无人知晓其准确的辛烷值。

制备方法

以甲醇和甲醛为原料，生产甲缩醛的工艺主要有两种：液相缩合法和反应精馏法。

液相缩合法是一种常用的工业方法。采用无机酸(如硫酸、盐酸)、路易斯酸(如三氯化铝、三氯化铁等)以及杂多酸(如硅钨酸、磷钨酸)作为催化剂，甲醇和甲醛水溶液在列管反应器中发生缩醛反应，每生产1吨甲缩醛产品分别消耗甲醛水溶液约1.3吨，工业级甲醇原料约1.1吨。该法操作简单，反应条件温和，但是生产中要产生大量的含甲醛的酸性有机废水，难于处理，污染环境，因此该法已经逐步被淘汰。

反应精馏法已在工业化生产中得到大规模应用，是国内外生产甲缩醛的主流工艺。与液相缩合法中采用液体酸性催化剂不同，反应精馏法采用固体酸催化剂(如强酸性阳离子交换树脂、H-ZSM-5分子筛、高硅铝比的硅酸铝-LZ40分子筛、γ型沸石分子筛等)，生产工艺与液相缩合法相似。每生产1吨85％的甲缩醛需分别消耗甲醛水溶液约1.0 t，工业级甲醇原料0.86吨。

该工艺与液相缩合法相比，含甲醛的酸性有机废水被低浓度的甲醛废水所取代，废水量较少。常与甲醇催化生产甲醛工艺耦合，一方面，甲醛是甲缩醛生产的原料；另一方面，甲缩醛生产工艺中产生的低浓度甲醛废水可用作气体甲醛的二级吸收工艺用水。

甲醇与甲醛在催化剂作用下发生缩醛反应制备甲缩醛的反应流程简图见图1。该工艺原料甲醛是用甲醇氧化制得，这样较好地解决了甲醇的下游利用问题。

图1 反应精馏法制取甲缩醛流程简图

技术亮点

1. 在合理的工艺及设备条件下，可从塔顶直接获得合格的甲缩醛产品；

2. 反应和分离在同一设备中进行，可节省设备费用和操作费用；

3. 反应热直接用于精馏过程，可降低能耗；

4. 由于精馏的提浓作用，对原料甲醛的浓度要求降低，浓度为7％～38％的甲醛水溶液均可直接使用。