CN102408316A - 一种制备甲基叔戊基醚的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备甲基叔戊基醚的方法；以1-甲基-3-正丁基咪唑氟硼酸盐离子液体为催化剂，将甲醇、含有异戊烯的碳五抽余液和催化剂混合均匀后，匀速地通过装有填料的反应精馏塔的反应段，反应段温度控制在70-100℃，流出液冷却到室温；该方法所得到的异戊烯的单程转化率可达70％以上，采用的催化剂易于分离，可重复使用，是制备甲基叔戊基醚的一条新途径。
Description
技术领域：
本发明涉及一种利用离子液体催化剂制备甲基叔戊基醚的方法。
背景技术：
甲基叔戊基醚(TAME)是提高汽油辛烷值的优良添加剂，而且也是新配方汽油的重要组成部分，TAME的环保作用最大，它能将汽油中某些易挥发的C5烯烃转化成蒸汽压非常低且燃烧洁净的醚，其主要合成途径是采用催化裂化和裂解汽油中的C5馏分与甲醇进行醚化反应。
工业上，通常它是在阳离子交换树脂催化下由甲醇和碳五抽余液醚化反应而得，这种催化剂热稳定性较差，一般最高使用温度在120℃以下，使反应温度的提高受到限制。因此人们寻求更优良的催化剂来代替阳离子交换树脂，同时继续探索新的催化途径。
在已出版的文献中，以大孔磺酸型离子交换树脂、分子筛、杂多酸、双功能催化剂为催化剂合成甲基叔戊基醚，大孔磺酸型离子交换树脂在工业上已得到应用，最佳反应条件为：醇烯摩尔比为1.3，液体空速1ml/ml，反应温度60℃，反应压力0.6MPa，异戊烯单程转化率达到55％以上；分子筛、杂多酸、双功能催化剂只是试验室技术。目前，以离子液体为催化剂合成甲基叔戊基醚还未见报道。
离子液体作为催化剂的突出优点是可以重复利用，极大地降低了产品成本。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用离子液体作为催化剂的工艺简单、催化剂可以重复利用的甲基叔戊基醚的制备方法。
本发明以1-甲基-3-正丁基咪唑氟硼酸盐为催化剂制备甲基叔戊基醚，将甲醇、含有异戊烯的碳五抽余液和催化剂混合均匀后，匀速地通过装有填料的反应精馏塔的反应段，反应段温度控制在70-100℃，流出液冷却到室温，得到含有甲基叔戊基醚的流出液。
本发明所用甲醇与异戊烯的摩尔比为1.1-1.5∶1。
本发明所用催化剂1-甲基-3-正丁基咪唑氟硼酸盐的加入量为甲醇与异戊烯加入总量的0.2-0.5％(质量％)。
本发明的液体空速为0.9-1.3ml/ml。
本发明的反应压力为0.5-0.8MPa。
本发明具有如下优点：(1)异戊烯单程转化率较高(＞70％)；(2)反应一步完成，工艺简单；(3)与传统催化剂相比，可以重复利用；(4)催化剂易于分离。
具体实施方式：
反应精馏塔为不锈钢塔，分三段，即精馏段、反应段和提留段。塔直径Φ20，塔各段高度都是600mm，反应段、提留段和精馏段分别装填200ml不锈钢Φ3×3三角填料。原料甲醇、含有异戊烯的碳五抽余液和离子液体催化剂混合后，从反应段上部进料，反应的同时移走生成物。
实施例1-4：
不同催化剂量催化合成甲基叔戊基醚的比较。实验条件为：甲醇与异戊烯的摩尔比为1.3∶1，液体空速1.0ml/ml，反应温度80℃，反应压力为0.6MPa，测定生成物中甲基叔戊基醚含量。
实施例5-7：
不同反应物摩尔比对反应结果的影响。实验条件为：催化剂加入量为甲醇与异戊烯加入总量的0.4％(质量％)，液体空速1.0ml/ml，反应温度80℃，反应压力为0.6MPa，测定生成物中甲基叔戊基醚含量。
实施例9-11：
不同反应压力对反应结果的影响。实验条件为：催化剂加入量为甲醇与异戊烯加入总量的0.4％(质量％)，液体空速1.0ml/ml，反应温度80℃，测定生成物中甲基叔戊基醚含量。
实施例12-15：
不同液体空速对反应结果的影响。实验条件为：催化剂加入量为甲醇与异戊烯加入总量的0.4％(质量％)，反应温度80℃，测定生成物中甲基叔戊基醚含量。
实施例16-18：
不同反应温度对反应结果的影响。实验条件为：催化剂加入量为甲醇与异戊烯加入总量的0.4％(质量％)，液体空速1.0ml/ml，反应压力为0.6MPa，测定生成物中甲基叔戊基醚含量。
Claims (4)
1.一种制备甲基叔戊基醚的方法，其特征在于：以1-甲基-3-正丁基咪唑氟硼酸盐离子液体为催化剂，将甲醇、含有异戊烯的碳五抽余液和催化剂混合均匀后，匀速地通过装有填料的反应精馏塔的反应段，反应段温度控制在70-100℃，流出液冷却到室温。
2.根据权利要求1所述的制备甲基叔戊基醚的方法，其特征在于：甲醇与碳五抽余液中的异戊烯的摩尔比为1.1-1.5∶1。
3.根据权利要求1所述的制备甲基叔戊基醚的方法，其特征在于：催化剂用量为甲醇与异戊烯加入总质量的0.2-0.5％。
4.根据权利要求1所述的制备甲基叔戊基醚的方法，其特征在于：液体空速为0.9-1.3ml/ml，反应压力为0.5-0.8MPa。
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