CN110655455A - 一种二环戊基醚的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种二环戊基醚的生产方法，具体包括将环戊醇通过由催化剂强酸性阳离子交换树脂构成的固定床进行脱水反应的步骤，其中：环戊醇的体积液时空速控制为0.5～2.0hr‑1，系统压力控制为0.1～1.0MPa，进料温度控制为60～130℃，催化剂磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g。本发明的二环戊基醚的生产方法，通过磺酸基阳离子交换树脂催化剂催化环戊醇脱水来生产二环戊基醚，二环戊基醚的转化率高，且工艺简单，工艺环保，易于工业化大生产和工业化推广应用。

Description

一种二环戊基醚的生产方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种二环戊基醚的生产方法。
背景技术
二环戊基醚是一种新型的疏水性醚类溶剂，同时也是一种更加环保的溶剂，可用于替代四氢呋喃、甲基四氢呋喃、环戊基甲醚、甲基叔丁基醚和二噁烷等作为反应溶剂，用于格式反应、偶联反应、偶联胺化反应和金属还原等反应。与这些溶剂相比较，二环戊基醚除具有易回收精制和环保的特性外，还对各种试剂具有更好的溶解性能，是一种具有良好前景的反应溶剂。
现有技术中鲜有报道二环戊基醚的生产方法。因此，研发一种二环戊基醚的生产方法，且工艺简单，环保和易于工业化运行就具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种二环戊基醚的生产方法，由环戊醇在磺酸基阳离子交换树脂催化剂上经分子间脱水反应生产二环戊基醚，具有工艺简单，环保和易于工业化运行的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种二环戊基醚的生产方法，具体包括将环戊醇通过由催化剂磺酸基阳离子交换树脂构成的固定床进行脱水反应的步骤，其中：
环戊醇的体积液时空速控制为0.5～2.0hr-1，系统压力控制为0.1～1.0MPa，进料温度控制为60～130℃，催化剂磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g。
优选地，所述的磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3.5～4.5mmol/g。
优选地，所述磺酸基阳离子交换树脂为粒径为0.40～1.25mm的球形磺酸基阳离子交换树脂。
优选地，所述体积液时空速控制为0.8～1.5hr-1。
优选地，所述系统压力控制为0.2～0.6MPa。
优选地，所述进料温度控制为80～100℃。
优选地，环戊醇的体积液时空速控制为0.8～1.5hr-1，系统压力控制为0.2～0.6MPa，进料温度控制为80～100℃，催化剂磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3.5～4.5mmol/g；所述磺酸基阳离子交换树脂为粒径为0.40～1.25mm的球形磺酸基阳离子交换树脂。
需要说明的是，发明人发现，原料环戊醇脱水的过程对温度最为敏感，当温度超过150℃时，除发生环戊醇的分子间脱水而生成二环戊醚外，还会发生分子内脱水生成环戊烯，而且较高的温度会导致磺酸基阳离子交换树脂表面-SO3官能团的脱落，使催化剂的使用寿命缩短，故选择在60～130℃较低的温度范围进行反应，此时虽然环戊醇的单程转化率较低，但可通过回收未反应的环戊醇循环反应来提高反应的总收率。
进一步优选地，采用粒径为0.40～1.25mm的球形磺酸基阳离子交换树脂作为催化剂，催化剂的质量交换容量为4.5mmol/g。所述体积液时空速控制为1.5hr-1，所述系统压力控制为0.6MPa，所述进料温度控制为100℃，二环戊基醚的转化率达到98.9％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
(1)、本发明通过磺酸基阳离子交换树脂催化环戊醇脱水来生产二环戊基醚产品，具有工艺简单，运行成本低，且环保和易于工业化运行的特点。
(2)、本发明的方法，反应条件温和，二环戊基醚的选择性≥97.5％，最高可达98.9％。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
下面通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述，在实施例中，体积液时空速定义为：
实施例1～10
脱水反应器为一根
Figure BDA0002183023740000032
的不锈钢管式反应器，反应管中装填100ml粒径为0.40～1.25mm的球形磺酸基阳离子交换树脂催化剂，构成固定床催化剂床层，树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g。脱水反应器的外部装循环导热油温控夹套，在催化剂床层的上、中、下分别安装测温铂电阻。
反应进料量由进料泵控制，系统压力由背压阀调节。样品的分析采用气相色谱方法测定，反应条件和运行结果见表1。
表1反应条件和运行结果
Figure BDA0002183023740000031
由表1的数据可知，本发明实施例1-10的方法制备二环戊基醚，二环戊基醚的选择性≥97.5％，最高可达98.9％，说明采用本发明的方法制备二环戊基醚，不仅工艺简单，节能环保，且具有非常高的选择性，十分有利于二环戊基醚的工业化大生产及工业推广应用，具有十分重要的环保意义和经济意义。
实施例1的条件下，由于催化剂的交换容量最小，即使在最小的液时空速，最高的温度，最大的压力下，二环戊基醚的选择性也最低。
实施例2的条件下，催化剂的交换容量最大，在最大的液时空速，最低的温度，最小的系统压力下，二环戊基醚的选择性与实施例3-10相当。但其催化剂交换容量大，液时空速最慢，经济性明显不如实施例3-10的方法。
需要说明的是，虽然本发明的环戊醇的单程转化率较低，但转化率的提高可通过现有技术中常规的循环反应方法提高总转化率。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种二环戊基醚的生产方法，其特征在于，具体包括将环戊醇通过由催化剂强酸性阳离子交换树脂构成的固定床进行脱水反应的步骤，其中：
环戊醇的体积液时空速控制为0.5～2.0hr-1，系统压力控制为0.1～1.0MPa，进料温度控制为60～130℃，催化剂磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g。
2.根据权利要求1所述的二环戊基醚的生产方法，其特征在于，所述的磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3.5～4.5mmol/g。
3.根据权利要求1所述的二环戊基醚的生产方法，其特征在于，所述磺酸基阳离子交换树脂为粒径为0.40～1.25mm的球形磺酸基阳离子交换树脂。
4.根据权利要求1所述的二环戊基醚的生产方法，其特征在于，所述体积液时空速控制为0.8～1.5hr-1。
5.根据权利要求1所述的二环戊基醚的生产方法，其特征在于，所述系统压力控制为0.2～0.6MPa。
6.根据权利要求1所述的二环戊基醚的生产方法，其特征在于，所述进料温度控制为80～100℃。
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