甲缩醛合成和应用.doc

甲缩醛的研究进展

姓名：黄晓俊学号：S1211W213

摘要:概述了甲缩醛的基本合成方法，如甲醛和甲醇反应精馏制备甲缩醛、

甲醇与多聚甲醛合成甲缩醛、二甲醚氧化法合成甲缩醛、二溴甲烷合成甲缩醛、

甲醇一步氧化法合成甲缩醛，对某些合成方法进行了评述、成本分析和评价，并

简单介绍了甲缩醛在各方面的应用以及发展前景。

关键词:甲缩醛;合成;应用;前景

前言

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。目前我国甲醇的年产能已达3200万吨，由于下游

产品开发不够，导致甲醇生产过剩，因此推动开发甲醇下游产品并向高附加值发

展对于煤化工的健康发展具有深远意义

[1]

。

甲缩醛是甲醇最重要的下游产品之一，其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

[2]

，能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、汽

车工业用品、杀虫剂、皮革上光剂、清洁剂、橡胶工业、油漆和油墨等产品中

[3

－10]

，同时甲缩醛具有良好的去油污能力和挥发性

[11]

，作为清洁剂还可以替代F11

和F113及含氯溶剂，是替代氟里昂的理想环保产品

[12]

。正因为甲缩醛的应用广

泛，性能优异，因此近十几年来对于其合成工艺技术的研究一直在不断地深入开

展，本文对甲缩醛的主要合成工艺方法进行了总结和评述。

1甲缩醛的合成方法

1.1甲醇与甲醛缩醛反应制备甲缩醛

合成甲缩醛的众多工艺中，甲醛和甲醇反应生成甲缩醛的工艺较为常用，因

为该方法原料易得，操作方便，反应快，条件温和易控制，虽为放热反应，但是

放出的热量比较小，放出的热量对反应的平衡转化率影响不大。

Guan等

［13］

以对甲苯磺酸作均相催化剂，精馏塔顶温度50℃，塔釜温度

85℃，搅拌速率60r/min，反应2h，催化剂用量为反应物总质量的5%，甲缩醛

为馏出物的71%。该方法将反应与分离操作结合，把催化剂以一定方式装入填料

塔中，对操作要求较高，填装和拆卸填料塔都困难;另外，催化剂在此过程中同

时又作为填料，使得其作用机理复杂，不易改进。黄碧慧等

［14］

将以上反应部分

从精馏塔中“取出”的连续催化精馏，用AspenPlus软件模拟了新工艺，常压下

55℃，液相进料位置为第26块塔板;侧线采出量31～34kmol/h;理论塔板数

30块、气相进料塔板数28块、回流比为5时，塔顶甲缩醛浓度较高，精馏塔分

离效果较好，原料得到充分利用，从而节约能源降低成本。

研究早期，常用无机液体酸硫酸作为催化剂

［15］

，这种方法虽然操作简单，

但催化剂与生成物分离困难，硫酸的强酸性和强氧化性增加了设备成本，同时产

生难处理的废水。用固体酸代替液体酸催化剂是实现环境友好催化的重要途径。

目前，一些公司采用阳离子交换树脂

［16］

、结晶硅酸铝

［17-18］

等固体酸性催化剂，

已应用到工业生产中。

Zhang等

［19］

为了克服传统合成方法带来的高成本、原料应用多的缺点，采

用酸性阳离子交换树脂作为催化剂合成甲缩醛。最佳条件为:回流比为5，n(甲

醇)：n(甲醛)=1：2.5，催化剂的质量为0.51kg，甲醛的质量分数为35.5%，

得到甲醛的转化率为99.6%，纯度为92.1%。王淑娟

［20］

在间歇反应方式下考察了

采用HZSM-5(Si/Al=38)为催化剂，以甲醇和甲醛为原料，综合经济及分离等

因素，得出催化剂用量为6．5%;温度为55℃时，n(甲醇)∶n(甲醛)=1∶

2.5，反应90min，甲醛的转化率为45%，甲缩醛的选择性为99%。

杂多酸及其盐不仅具有氧化还原性、酸性，而且具有“假液相”行为，比表

面积很小，将其负载在合适的载体上，能提高杂多酸的表面积，改善其催化性能。

利用负载杂多酸催化合成可简化工艺，使催化剂更易回收，产物易分离。金明善

等

［21］

用Cs

+

离子部分取代杂多酸中的H

+

离子改变酸强度，提高杂多酸稳定性、

耐水性，利用催化蒸馏的方法合成甲缩醛。

耿丽等

［22］

在环境友好型溶剂和［Hmim］

+

HSO4

－

离子液体催化下，用甲

醇和甲醛为原料，通过间歇反应合成甲缩醛。顾正桂等则以对甲苯磺酸为催化剂，

采用已改进的反应精馏装置合成甲缩醛，甲缩醛的纯度达92%，用丙三醇进行二

级液液萃取，能将甲缩醛提纯至99.3%。萃取剂经处理，可循环使用，为进一步

工业生产的研究提供前提条件。

1.2甲醇一步氧化法制甲缩醛

一步法合成DMM是指将甲醇氧化反应与后面的缩合反应耦合，利用甲醇和

O

2

反应直接得到DMM，这在经济和环