浅谈二氧五环工艺生产过程及物质特性

邵淇渝

开封龙宇化工有限公司，河南 开封 475200

1,3-二氧五环（1,3-Dioxolane）的分子式C3H6O2，分子量74.08，目前已工业化生产，除作为聚甲醛的中间原料之外，还在溶剂、洗涤剂、萃取剂方面有广泛的应用。

1 性质

1,3-二氧五环的性质

1,3-二氧五环能与水或极性有机溶剂均匀混合。在中性及碱性条件下，是稳定无色的液体，稍具芳香味。

2 反应原理

浓甲醛和乙二醇在催化剂硫酸的作用下，反应生成1,3-二氧五环，其反应式如下：

3 工艺简述

一个连续的1,3-二氧五环生产工艺，分为5个部分即反应部分、浓缩部分、萃取部分、脱重部分和脱轻部分。

3.1 1,3-二氧五环反应

在1,3-二氧五环反应部分，45%以上的甲醛溶液与乙二醇在催化剂硫酸的作用下，按1:1的摩尔比分别送到1,3-二氧五环衬锆反应器中，反应生成58%～66%的1,3-二氧五环溶液。1,3-二氧五环衬锆反应器内反应温度为100℃。另外，由于硫酸的高度腐蚀，反应部分设备必须使用防腐材料锆（Zr）。

3.2 1,3-二氧五环浓缩

反应生成的58%～66%的1,3-二氧五环溶液，经过冷凝器和循环泵输送到浓缩塔，塔操作条件为塔底温度101℃，塔顶温度72℃，压力为0.010MPa。浓缩塔再沸器采用0.15MPa蒸汽加热。塔顶为91%的1,3-二氧五环和8.3%H2O组成的气体，经浓缩塔冷凝器冷凝进入受槽。而塔底大部分甲醛、水与少量的乙二醇经输送泵被送去甲醛回收槽，进行甲醛回收。

3.3 1,3-二氧五环萃取

从浓缩塔来的1,3-二氧五环溶液被送到萃取塔，萃取剂选用45%的氢氧化钠，经输送泵送到萃取塔内，以分离H2O和1,3-二氧五环。在1,3-二氧五环萃取塔中，塔底剩余溶液中含有大量水和30%的氢氧化钠，经输送泵可被送至回收液储槽再利用。而萃取塔塔顶溶液为95%以上浓度的1,3-二氧五环送至倾析器，再送至萃取物储槽，经脱重塔入料泵送至精馏塔再精制。

3.4 1,3-二氧五环重沸物脱除

萃取液经脱重塔入料泵送至1,3-二氧五环重沸塔，塔操作条件为塔底温度78℃，塔顶温度72℃，压力0.015MPa，由脱重塔再沸器进行加热，液位高度控制0.15MPa蒸汽流量，入料由脱重塔入料泵，经流量计控制流量，由塔中间入料。塔顶将1,3-二氧五环与重沸点物如氢氧化钠，甲酸钠，乙二醇等物分离。1,3-二氧五环由塔顶经脱重塔冷凝器和受槽，定期将重沸物由塔底送至反应器受槽回收1,3-二氧五环。

3.5 1,3-二氧五环轻沸物脱除

1,3-二氧五环轻沸塔，塔操作条件为塔底温度77℃，塔顶温度72℃，操作压力0.015MPa，由脱轻塔再沸器进行加热，由塔顶温度控制蒸汽加热量。1,3-二氧五环轻沸塔是去除1,3-二氧五环中轻沸物的过程。精制后的1,3-二氧五环尚有少量轻沸物如甲醇，水等，由受槽经脱重塔回流泵送至轻沸塔，将这些轻沸物从塔顶蒸出经脱轻塔冷凝器冷凝后进入受槽，再送至1,3-二氧五环萃取塔回收，高纯度的1,3-二氧五环由塔底送出经塔底出料泵，送至1,3-二氧五环成品储槽。

4 毒性资料

1）吸入：蒸气或雾滴可能刺激鼻、喉咙和呼吸道而导致头痛、恶心、头昏眼花、睡意；2）眼睛接触：蒸气或雾滴非常刺激眼睛；3）皮肤接触：可能会刺激皮肤并且经由皮肤吸收；4）食入：可能会刺激嘴和喉咙而引起头痛、恶心、头昏眼花及睡意；5）长期毒性：皮肤长期接触可能引起头痛、恶心、头昏眼花及睡意；6）特殊效应：细菌试验结果不引起基因突变，但注射小老鼠的实验结果有突变性。

5 急救措施

5.1 吸入

1）此物质是易燃性，施救前采取适当措施（如移去任何引燃源）；2）移走污染源或将患者移到空气新鲜处；3）若呼吸停止由受训人员施以人工呼吸，若心跳停止施行心肺复甦术；4）立即就医。

5.2 眼睛接触

1）撑开眼皮立刻以温水缓和冲洗20min或直到污染物除去为止；2）避免清洗水进入未受污的眼睛；3）如仍有刺激感，反复冲洗；4）立即就医。

5.3 皮肤接触

1）尽快用大量温水冲洗受污的部位至少5min或直到污染物除去；2）在冲水中脱掉受污染的衣服，鞋子和皮制物品（表带、皮带）；3）如仍有刺激感，反复冲洗；4）立即就医。

5.4 食入

1）如果患者即将丧失意识或已无意识或痉挛，不要喂食任何东西；2）若患者意识清楚给清水彻底嗽口，不要催吐；3）给患者喝下240mL～300mL的水；4）如果患者有呕吐的情形，反复给水嗽口；5）若呼吸停止，立即由受训过人员施予人工呼吸，若心跳停止则施予心肺复甦术；6）立刻将患者送到急救中心。

5.5 急救人员防护

急救人员应穿着C级防护装备在安全区实施急救。

6 安全与健康

1.3-二氧五环的原料为甲醛溶液和乙二醇，通过氧化反应生产二氧五环。其中甲醛溶液为有毒有害物质，其危害程度级别为Ⅱ级，即高度危害。装置中需要设置毒气及火灾报警装置和事故淋浴及洗眼器，以及时最大限度减少有害物料对人的伤害。

生产过程中还用硫酸作反应催化剂，萃取过程的萃取剂为氢氧化钠溶液。而硫酸和氢氧化钠溶液均具有强烈的腐蚀性，这些物料泄漏时，人体接触或吸收，都将会对人体产生危害。

7 结论

总之，随着国内聚甲醛需求量的不断增加，二氧五环工艺的生产也逐渐引起社会的关注，能够更好的掌握二氧五环的生产工艺，对科技的进步和发展起到了积极的推动作用，而了解二氧五环的物质特性，也为生产岗位职工的安全提供了有力保障。