CN104926619A - 一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,属于石油化工技术领域。该合成方法通过将从上游装置送来的原料异丁烯组分与从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后送来的甲醇在异丁烯-甲醇混合器中混合并进一步在催化剂作用下进行醚化反应而合成甲基叔丁基醚。该方法异丁烯的转化率高达99.8%,而且所用催化剂可循环使用,得到的产品质量稳定,选择性好,适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成方法,具体涉及一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,属于石油化工技术领域。
背景技术
甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值(研究法辛烷值115)汽油添加剂,化学含氧量较甲醇低得多,利于暖车和节约燃料,蒸发潜热低,对冷启动有利,常用于无铅汽油和低铅油的调合。甲基叔丁基醚也可以重新裂解为异丁烯,作为橡胶及其它化工产品的原料。质量最好的甲基叔丁基醚,可以用作医药,是医药中间体。
现有技术中,甲基叔丁基醚是以甲醇和异丁烯为原料,借助酸性催化剂合成,其中催化剂在工业上用得最多的是树脂催化剂。合成甲基叔丁基醚的催化剂有氢氟酸、硫酸、苯乙烯系阳离子交换树脂、固体酸、分子筛等。甲基叔丁基醚的反应是一个选择性加成反应,烯烃中的叔碳原子在酸性催化剂的存在下形成正碳离子,再与醇结合形成醚。其反应是一个可逆放热反应。在反应过程中,反应温度仅限于90℃以下,温度升高会引起树脂催化剂失活;由于该反应为强放热反应,加大反应空速后反应温度难以得到有效控制,限制了生产能力的提高;所使用的树脂催化剂失活后不能再生,导致催化剂耗量大,成本高,不利于环保。
此外,在合成甲基叔丁基醚时,也伴随以下副反应的发生:
(1)甲醇缩合生成二甲醚,二甲醚的结构简式为CH3OCH3,简称为DME。
反应式为:
(2)异丁烯水合生成叔丁醇,叔丁醇的结构简式为(CH3)2CHCH2OH,简称为TBA。
反应式为:
(3)异丁烯自聚合生成二聚异丁烯,二聚异丁烯的结构简式为((CH3)C--CH2)2,简称为DIB。DIB的危害为堵塞催化剂的孔道,使催化剂失活。
反应式为:
(4)正丁烯与甲醇反应生成甲基仲丁基醚,甲基仲丁基醚的结构简式为CH3CH(OCH3)CH2CH3,简称MSBE。
反应式为:
由以上叙述可知,在合成甲基叔丁基醚时,由于现有技术的限制,使得合成过程存在副反应多、异丁烯转化率低的问题,造成了能源的浪费和需求的无法满足。因此,亟待开发一种新的石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,以克服目前所存在的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷提供一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法。该合成方法具有工艺条件简单、反应条件缓和、异丁烯转化率高、绿色环保、成本低等优点,适于工业化生产。
本发明所述技术问题是由以下技术方案实现的。
一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,其反应原理为异丁烯与甲醇混合后,在催化剂的作用下,合成甲基叔丁基醚,化学反应方程式如下:
具体为:
第一步,异丁烯在催化剂的作用下生成正碳离子,
第二步,链增长,正碳离子与甲醇分子结合生成新的阳离子集团,
第三步,新阳离子放出氢离子,生成甲基叔丁基酶醚,
包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯组分,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇与异丁烯的摩尔比为1.08~1.10:1;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至30~35℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂,催化剂的重量g与异丁烯重量g的比为0.03~0.05:1,在催化剂以及压力0.75~0.85MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈加入搅拌着的含有丁酸钠的10%硫酸乙醇溶液,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.86±0.2、17.59±0.2、18.39±0.2、19.71±0.2、20.49±0.2、21.87±0.2、22.60±0.2、22.97±0.2、23.97±0.2、24.58±0.2、25.34±0.2、27.12±0.2、29.80±0.2、30.30±0.2、31.30±0.2、31.98±0.2和40.55±0.2处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与微粉硅胶充分混合后,使用瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
其中,所述三氯化铈与丁酸钠的摩尔比为3:1;10%硫酸乙醇溶液的体积ml/与丁酸钠的重量g比为5~7:1;异丙醇的体积ml/与丁酸钠的重量g比为4~6:1;微粉硅胶的重量g/与固体的重量g比为2~4:1,并且微粉硅胶的粒径为7~16nm,其比表面积为200~400m2/g;瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的重量g/与固体的重量g比为1~3:1;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
作为优选的一种实施方案,本发明所述的一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇10.8mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至30℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂16.8g,在催化剂以及压力0.75MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.97mol(877.4g),异丁烯转化率为99.7%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的55ml 10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用44ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体80.6g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.85、17.58、18.39、19.70、20.48、21.86、22.59、22.96、23.96、24.57、25.33、27.11、29.79、30.29、31.29、31.97和40.54处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与161.2g微粉硅胶(微粉硅胶的粒径为7nm,其比表面积为200m2/g)充分混合后,使用85g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
作为优选的另外一种实施方案,本发明所述的一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇11mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至35℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂28g,在催化剂以及压力0.85MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.96mol(876.48g),异丁烯转化率为99.6%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的77ml 10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用66ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体83.8g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.87、17.60、18.40、19.72、20.50、21.88、22.61、22.98、23.98、24.59、25.35、27.13、29.81、30.31、31.31、31.99和40.56处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与335g微粉硅胶(微粉硅胶的粒径为16nm,其比表面积为400m2/g)充分混合后,使用251g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
作为最优选的一种实施方案,本发明所述的一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇10.9mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至33℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂22.4g,在催化剂以及压力0.80MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.98mol(878.24g),异丁烯转化率为99.8%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的66ml 10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用55ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体84.6g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.87、17.60、18.40、19.72、20.50、21.88、22.61、22.98、23.98、24.59、25.35、27.13、29.81、30.31、31.31、31.99和40.56处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与254g微粉硅胶(微粉硅胶的粒径为11nm,其比表面积为300m2/g)充分混合后,使用169g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
本发明所述的异丁烯原料罐、异丁烯原料泵、流量计、流量控制阀、异丁烯-甲醇混合器、甲醇供料泵增、一体式吸附蒸馏塔的精馏段、一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段等皆为本领域常用的设备,本领域技术人员可按照设备各自的参数要求进行操作。
本发明在研究中惊奇的发现,三氯化铈与丁酸钠同时溶解于10%硫酸乙醇溶液中形成了具有X-射线衍射特征的固体,该固体经微粉硅胶载体吸附后能够很均匀的分散开来,能够增加其表面积,进而增加了其催化面积,瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵成膜性好、透明度高有利于三氯化铈与丁酸钠的稳定性和催化作用的发挥。本发明所述的三氯化铈-丁酸钠组合催化剂不仅能很好的实现异丁烯与甲醇的醚化反应,使得异丁烯的转化率高达99.8%,而且三氯化铈-丁酸钠组合催化剂可重复使用。本发明与现有技术相比较,其有益效果如下:本发明采用三氯化铈-丁酸钠组合催化剂制备甲基叔丁基醚,其活性和稳定性高于现有技术采用的苯乙烯-二乙烯苯共聚物为基体的磺酸树脂,如Amberlyst-15、D72大孔酸性阳离子交换树脂,本发明的三氯化铈-丁酸钠组合催化剂可循环使用,得到的产品质量稳定,选择性好,适于工业化生产。
附图说明
图1本发明实施例1三氯化铈-丁酸钠组合催化剂的X-射线衍射图谱。
图2本发明实施例1三氯化铈-丁酸钠组合催化剂显微镜下形态图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明,但只是用于帮助理解本发明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明,不对本发明构成任何限制。
实施例1 本发明所述石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法
包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇10.9mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至33℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂22.4g,在催化剂以及压力0.80MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.98mol(878.24g),异丁烯转化率为99.8%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的66ml 10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用55ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体84.6g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.87、17.60、18.40、19.72、20.50、21.88、22.61、22.98、23.98、24.59、25.35、27.13、29.81、30.31、31.31、31.99和40.56处有衍射峰,见图1,显微镜下形态见图2;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与254g微粉硅胶(微粉硅胶的粒径为11nm,其比表面积为300m2/g)充分混合后,使用169g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
实施例2 本发明所述石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法
包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇10.8mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至30℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂16.8g,在催化剂以及压力0.75MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.97mol(877.4g),异丁烯转化率为99.7%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的55ml 10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用44ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体80.6g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.85、17.58、18.39、19.70、20.48、21.86、22.59、22.96、23.96、24.57、25.33、27.11、29.79、30.29、31.29、31.97和40.54处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与161.2g微粉硅胶(微粉硅胶的粒径为7nm,其比表面积为200m2/g)充分混合后,使用85g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
实施例3 本发明所述石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法
包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇11mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至35℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂28g,在催化剂以及压力0.85MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.96mol(876.48g),异丁烯转化率为99.6%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的77ml 10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用66ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体83.8g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.87、17.60、18.40、19.72、20.50、21.88、22.61、22.98、23.98、24.59、25.35、27.13、29.81、30.31、31.31、31.99和40.56处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与335g微粉硅胶(微粉硅胶的粒径为16nm,其比表面积为400m2/g)充分混合后,使用251g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
以上仅是本发明的优选实施方式,并不用以限制本发明,对于本领域技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出的若干改进、润饰、等同替换,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,其反应原理为异丁烯与甲醇混合后,在催化剂的作用下,合成甲基叔丁基醚,化学反应方程式如下:
具体为:
第一步,异丁烯在催化剂的作用下生成正碳离子,
第二步,链增长,正碳离子与甲醇分子结合生成新的阳离子集团,
第三步,新阳离子放出氢离子,生成甲基叔丁基酶醚,
其特征在于,该合成方法包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯组分,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇与异丁烯的摩尔比为1.08~1.10:1;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至30~35℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂,催化剂的重量g与异丁烯重量g的比为0.03~0.05:1,在催化剂以及压力0.75~0.85MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈加入搅拌着的含有丁酸钠的10%硫酸乙醇溶液,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.86±0.2、17.59±0.2、18.39±0.2、19.71±0.2、20.49±0.2、21.87±0.2、22.60±0.2、22.97±0.2、23.97±0.2、24.58±0.2、25.34±0.2、27.12±0.2、29.80±0.2、30.30±0.2、31.30±0.2、31.98±0.2和40.55±0.2处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与微粉硅胶充分混合后,使用瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
其中,所述三氯化铈与丁酸钠的摩尔比为3:1;10%硫酸乙醇溶液的体积ml/与丁酸钠的重量g比为5~7:1;异丙醇的体积ml/与丁酸钠的重量g比为4~6:1;微粉硅胶的重量g/与固体的重量g比为2~4:1,并且微粉硅胶的粒径为7~16nm,其比表面积为200~400m2/g;瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵的重量g/与固体的重量g比为1~3:1;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
2.根据权利要求1所述的一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,其特征在于,该合成方法包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇10.8mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至30℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂16.8g,在催化剂以及压力0.75MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.97mol,877.4g,异丁烯转化率为99.7%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的55ml10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用44ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体80.6g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.85、17.58、18.39、19.70、20.48、21.86、22.59、22.96、23.96、24.57、25.33、27.11、29.79、30.29、31.29、31.97和40.54处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与161.2g微粉硅胶,微粉硅胶的粒径为7nm,其比表面积为200m2/g,充分混合后,使用85g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
3.根据权利要求1所述的一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,其特征在于,该合成方法包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇11mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至35℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂28g,在催化剂以及压力0.85MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.96mol,876.48g,异丁烯转化率为99.6%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的77ml10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用66ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体83.8g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.87、17.60、18.40、19.72、20.50、21.88、22.61、22.98、23.98、24.59、25.35、27.13、29.81、30.31、31.31、31.99和40.56处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与335g微粉硅胶,微粉硅胶的粒径为16nm,其比表面积为400m2/g,充分混合后,使用251g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
4.根据权利要求1所述的一种石油化工产品甲基叔丁基醚的合成方法,其特征在于,该合成方法包括如下步骤:
(1)从上游装置送来的原料异丁烯10mol,进入异丁烯原料罐,在此沉降分离水分后,经异丁烯原料泵升压后,再经过流量计及流量控制阀送至异丁烯-甲醇混合器;
(2)从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将甲醇送至异丁烯-甲醇混合器,通过流量计、流量调节阀控制甲醇10.9mol;
(3)甲醇与异丁烯在异丁烯-甲醇混合器中充分混后,经原料预热器预热至33℃后,进入醚化反应器;
(4)在醚化反应器中装有催化剂22.4g,在催化剂以及压力0.80MPaG的作用下,异丁烯与甲醇反应,生成甲基叔丁基醚9.98mol,878.24g,异丁烯转化率为99.8%;
所述催化剂为三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;所述三氯化铈-丁酸钠组合催化剂由以下步骤制备:
A、在35℃下将三氯化铈0.3mol加入搅拌着的含有丁酸钠0.1mol的66ml10%硫酸乙醇溶液中,30分钟后,减压蒸发得到固体物质;
B、将步骤A所得固体物质用55ml异丙醇洗涤并在真空中干燥得固体84.6g,将所得固体进行X-射线衍射测试,其图谱在2θ角为11.87、17.60、18.40、19.72、20.50、21.88、22.61、22.98、23.98、24.59、25.35、27.13、29.81、30.31、31.31、31.99和40.56处有衍射峰;
C、将步骤B所得固体粉碎,使其平均粒径约76微米,与254g微粉硅胶,微粉硅胶的粒径为11nm,其比表面积为300m2/g,充分混合后,使用169g瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵作为壁材经喷雾干燥后形成2mm的颗粒物质,即得三氯化铈-丁酸钠组合催化剂;
(5)步骤(4)所得甲基叔丁基醚经过一体式吸附蒸馏塔的精馏段,脱除甲基叔丁基醚中的硫化物后,进入一体式吸附蒸馏塔的深度脱硫段,有效脱除甲基叔丁基醚中残余的硫化物,得到合格的精甲基叔丁基醚。
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