CN108976104A - 一种甲基叔丁基醚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲基叔丁基醚的合成方法，步骤如下：取料，将异丁烯送入分离反应罐，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；混合，甲醇送与催化剂接触得到反应后产生含有甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液；硫化物和甲基叔丁基醚的溶液送至异丁烯‑甲醇混合器，通过流量计、流量调节阀控制流量；上述溶液在异丁烯‑甲醇混合器中充分混后，经原料预热器预热，进入醚化反应器；在催化剂以及压力作用反应，得到甲基叔丁基醚；本发明采用酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂和糠醛加氢催化剂的混合物作为催化剂，具能够更高效的加快甲基叔丁基醚的合成。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成领域，具体是一种甲基叔丁基醚的合成方法。
背景技术
甲基叔丁基醚是一种无色、易燃、带有特殊醚样气味的流动液体，能与汽油很好地互相混溶，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，已经在世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油的辛烷值，而且还能改善汽车行驶性能，降低CO和碳氢化合物及其它有害物质的排放，并降低汽油生产成本。随着无铅汽油的推广和应用，作为汽油优质调和组分的甲基叔丁基醚（MTBE）的需求量日益增加。另外，MTBE还是一种重要化工原料，如通过裂解可制备高纯异丁烯。
现有的甲基叔丁基醚的合成技术中，需要用到催化剂，现有技术中的催化剂多种多样，但是实际催化效率较低，且合成方法并未脱硫，对环境有一定的影响，因此，提出一种甲基叔丁基醚的合成方法，并用到新的催化剂，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲基叔丁基醚的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，步骤如下：
S1，取料，将异丁烯送入分离反应罐，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；
S2，混合，甲醇送与装有催化剂的反应装置中，反应后得到含有甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液；
S3，从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将S2获得的甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液送至异丁烯-甲醇混合器，通过流量计、流量调节阀控制流量；
S4，上述溶液在异丁烯-甲醇混合器中充分混后，经原料预热器预热，进入醚化反应器；
S5，在催化剂以及压力作用反应，反应结束后通过分子筛的吸附剂柱过滤，过滤后并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，得到甲基叔丁基醚。
作为本发明进一步的方案：所述催化剂为酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂；其制备方法如下：
A、制作醋酸溶液，向容器中加入配方比量五分之一的纯水，加热至，在不断搅拌下加入醋酸，制成醋酸溶液；然后在带有回流冷凝器的反应器中加入剩余量的纯水、苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰、二氧化硅及上述已经溶解好的醋酸溶液；
B、保温，持续搅拌，并反应混合液缓慢升温，升温过程不断取样观察单体，根据粒子粗细不断调整转速；保温反应，再以同样的速度升温；
C、提取，保温结束后，将反应混合和物降温后放料，将生成的珠体放到过滤缸内沥干后，放入提取器中加入苯提取，直到流出的苯提取液中检验无二氧化硅为止，然后出料，晾干制成白球；
D、在装有搅拌器及制有蒸出装置的三口瓶中，装入上述制取的白球，加入硫酸，在不断搅拌下加入三氯丙烷，然后以缓慢升温，并开始常压蒸出三氯丙烷，控制蒸出速度，逐步升温，保温，再减压蒸馏；
E、降温后放料，将珠体放到过滤缸内，滤出球体，分多次加入水，缓慢稀释，再大量水洗至澄清。
作为本发明进一步的方案：所述催化剂还可以为糠醛加氢催化剂，其制备方法如下：
A、制作氢氧化钠溶液，水中加入氢氧化钠，搅拌混合；
B、搅拌，在持续搅拌作用下，将氨水流加至醋酸铜溶液中以形成混合液；其中，所述的醋酸铜溶液中分散有硫酸钙；再加入氢氧化钠溶液，持续搅拌，通入压缩气体将氨气逸出，从而形成浆液；
C、将步骤B中得到的浆液过滤烘干，得到颗粒物；
D、将步骤C吹干后的颗粒物采用水洗至滤液pH值为7～7.6，再次进行烘干过滤；
E、将D中得到的产品加热至催化剂干基不小于98wt％；
F、将所述物料与稀土化合物混合，从而得到所述糠醛加氢催化剂。
作为本发明进一步的方案：其特征在于，所述催化剂为酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂和糠醛加氢催化剂混合而成。
作为本发明进一步的方案：装入制取的白球份数为120份。
作为本发明进一步的方案：澄清后，稀释的球体溶液再加入氢氧化钾溶液转型，调节PH值为12，滤干后浸水储存，本产品属于钠型阳离子交换树脂，用于高纯水制造时，要先用盐酸做预处理，将钾离子交换出来后过滤即可获得成品。
作为本发明进一步的方案：所述浆液中的Cu2+不大于30ppm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用了催化剂酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂、糠醛加氢催化剂以及酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂和糠醛加氢催化剂的混合物，等量加入了基叔丁基醚的合成方法中，对比证明酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂和糠醛加氢催化剂的混合物作为催化剂具能够更高效的加快甲基叔丁基醚的合成；
2、本发明生成甲基叔丁基醚后采用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，起到了环保的作用；
3、本发明酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂，制取中加入了醋酸溶液，能够加快反应进行，提高效率。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种甲基叔丁基醚的合成方法，
包括如下步骤：
S1，取料，异丁烯8mol，送入分离反应罐，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；
S2，混合，甲醇混合 C4送与催化剂接触得到反应后产生含有甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液；
S3，从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将S2获得的甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液送至异丁烯-甲醇混合器，通过流量计、流量调节阀控制流量11mol；
S4，上述溶液在异丁烯-甲醇混合器中充分混后，经原料预热器预热至50℃后，进入醚化反应器；
S5，在催化剂以及压力0.80MPaG的作用反应40-50min，反应结束后通过100目分子筛的吸附剂柱过滤，过滤后并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，得到甲基叔丁基醚9.51mol(849.32g)，异丁烯转化率为89.9％；
将生成的甲基叔丁基醚提纯，方法如下：
所述催化剂为酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂；其制备方法如下：
A、制作醋酸溶液，向容器中加入配方比量五分之一的纯水，加热至30-40℃，在不断搅拌下加入醋酸，制成醋酸溶液；然后在带有回流冷凝器的反应器中加入剩余量的纯水、苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰、二氧化硅及上述已经溶解好的醋酸溶液；
B、保温，持续搅拌6min，并反应混合液缓慢升温至75～80℃，升温过程不断取样观察单体，根据粒子粗细不断调整转速；在75～80℃下，保温反应2h，再以同样的速度升温至95～98℃，保温6h；
C、提取，保温结束后，将反应混合和物降温至40～50℃后放料，将生成的珠体放到过滤缸内沥干后，放入提取器中加入苯提取，直到流出的苯提取液中检验无二氧化硅为止，然后出料，晾干制成白球；
D、在装有搅拌器及制有蒸出装置的三口瓶中，装入上述制取的白球120份，加入硫酸，在不断搅拌下加入三氯丙烷，然后以缓慢升温至89℃，并开始常压蒸出三氯丙烷，控制蒸出速度，逐步升温至110℃，保温2h，再减压蒸馏1h，并控制温度不超过120℃；
E、降温至30～35℃放料，将珠体放到过滤缸内，滤出球体，分多次加入水，缓慢稀释，直至废酸比重降低到1.02时再大量水洗至澄清，最后加入氢氧化钾溶液转型，调节PH值为12，滤干后浸水储存，本产品属于钠型阳离子交换树脂，用于高纯水制造时，要先用盐酸做预处理，将钾离子交换出来后过滤即可获得成品。
实施例2：
一种甲基叔丁基醚的合成方法，
包括如下步骤：
S1，取料，异丁烯8mol，送入分离反应罐，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；
S2，混合，甲醇送与装有催化剂的反应装置中，反应后得到含有甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液；
S3，从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将S2获得的甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液送至异丁烯-甲醇混合器，通过流量计、流量调节阀控制流量11mol；
S4，上述溶液在异丁烯-甲醇混合器中充分混后，经原料预热器预热至50℃后，进入醚化反应器；
S5，在催化剂以及压力0.80MPaG的作用反应40-50min，反应结束后通过100目分子筛的吸附剂柱过滤，过滤后并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，得到甲基叔丁基醚9.65mol(856.26g)，异丁烯转化率为91.9％；
所述催化剂为糠醛加氢催化剂；其制备方法如下：
A、制作氢氧化钠溶液，水100ml，加入15g氢氧化钠，搅拌混合；
B、搅拌，在持续搅拌作用下，将氨水流加至醋酸铜溶液中以形成混合液；其中，所述的醋酸铜溶液中分散有硫酸钙；再加入氢氧化钠溶液，持续搅拌，通入压缩气体将氨气逸出，从而形成浆液，该浆液中的Cu2+不大于30ppm；
C、将步骤B中得到的浆液过滤烘干，得到颗粒物；
D、将步骤C吹干后的颗粒物采用水洗至滤液pH值为7～7.6，再次进行烘干过滤；
E、将D中得到的产品在106～115℃加热至催化剂干基不小于98wt％；
F、将所述物料与稀土化合物混合，从而得到所述糠醛加氢催化剂。
实施例3：
一种甲基叔丁基醚的合成方法，
包括如下步骤：
S1，取料，异丁烯8mol，送入分离反应罐，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；
S2，混合，甲醇送与装有催化剂的反应装置中，反应后得到含有甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液；
S3，从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将S2获得的甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液送至异丁烯-甲醇混合器，通过流量计、流量调节阀控制流量11mol；
S4，上述溶液在异丁烯-甲醇混合器中充分混后，经原料预热器预热至50℃后，进入醚化反应器；
S5，催化反应，在醚化反应器中加入催化剂30g，在催化剂以及压力0.80MPaG的作用反应40-50min，反应结束后通过100目分子筛的吸附剂柱过滤，过滤后并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，得到甲基叔丁基醚9.88mol(881.24g)，异丁烯转化率为99.9％；
所述催化剂：取实施例1中的催化剂酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂15g,实施例2中的糠醛加氢催化剂15g，混合而成；其余步骤不变。
由实施例1、2和3对比，可得到酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂的催化性能小于糠醛加氢催化剂，酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂与糠醛加氢催化剂混合后催化效果更好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，步骤如下：
S1，取料，将异丁烯送入分离反应罐，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；
S2，混合，甲醇送与装有催化剂的反应装置中，反应后得到含有甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液；
S3，从装置外罐区通过甲醇供料泵增压后将S2获得的甲醇、硫化物和甲基叔丁基醚的溶液送至异丁烯-甲醇混合器，通过流量计、流量调节阀控制流量；
S4，上述溶液在异丁烯-甲醇混合器中充分混后，经原料预热器预热，进入醚化反应器；
S5，在催化剂以及压力作用反应，反应结束后通过分子筛的吸附剂柱过滤，过滤后并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，得到甲基叔丁基醚。
2.根据权利要求1所述的一种甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，所述催化剂为酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂；其制备方法如下：
A、制作醋酸溶液，向容器中加入配方比量四分之一的纯水，加热，不断搅拌下加入醋酸，制成醋酸溶液；然后在带有回流冷凝器的反应器中加入剩余量的纯水、苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰、二氧化硅及上述已经溶解好的醋酸溶液；
B、保温反映后，缓慢升温的同时持续搅拌，升温过程不断取样观察单体，根据粒子粗细不断调整转速；再保温反应，而后以同样的速度升温搅拌；
C、提取，将反应混合和物降温后放料，将生成的珠体放到过滤缸内沥干后，放入提取器中加入苯提取，直到流出的苯提取液中检验无二氧化硅为止，然后出料，晾干制成白球；
D、在装有搅拌器及制有蒸出装置的三口瓶中，装入上述制取的白球，加入硫酸，在不断搅拌下加入三氯丙烷，然后以缓慢升温，并开始常压蒸出三氯丙烷，控制蒸出速度，逐步升温，保温，再减压蒸馏；
E、降温后放料，将珠体放到过滤缸内，滤出球体，分多次加入水，缓慢稀释，再大量水洗至澄清。
3.根据权利要求1或2所述的一种甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，所述催化剂为糠醛加氢催化剂，其制备方法如下：
A、制作氢氧化钠溶液，水中加入氢氧化钠，搅拌混合；
B、搅拌，在持续搅拌作用下，将氨水流加至醋酸铜溶液中以形成混合液；其中，所述的醋酸铜溶液中分散有硫酸钙；再加入氢氧化钠溶液，持续搅拌，通入压缩气体将氨气逸出，从而形成浆液；
C、将步骤B中得到的浆液过滤烘干，得到颗粒物；
D、将步骤C吹干后的颗粒物采用水洗至滤液pH值为7～7.6，再次进行烘干过滤；
E、将D中得到的产品加热至催化剂干基不小于98wt％；
F、将所述物料与稀土化合物混合，从而得到所述糠醛加氢催化剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，所述催化剂为酸性苯乙烯大孔阳离子交换树脂和糠醛加氢催化剂混合而成。
5.根据权利要求2所述的甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，步骤D中装入制取的白球份数为120份。
6.根据权利要求2所述的甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，步骤E中，澄清后，稀释的球体溶液再加入氢氧化钾溶液转型，调节PH值为12，滤干后浸水储存，本产品属于钠型阳离子交换树脂，用于高纯水制造时，要先用盐酸做预处理，将钾离子交换出来后过滤即可获得成品。
7.根据权利要求3所述的甲基叔丁基醚的合成方法，其特征在于，步骤B中所述浆液中的Cu2+不大于30ppm。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181211 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |