CN1153163A - 化工型甲基叔丁基醚合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工型甲基叔丁基醚合成工艺,本工艺以甲醇和混合C4馏份中的异丁烯为原料,强酸性阳离子交换树脂作催化剂,在反应压力为0.6~3.0MPa(表压)、醇/烯比为0.8~1.5、原料空速1.0~10hr-1、反应温度40~65℃条件下反应。该工艺具有副产甲基仲丁基醚(MSBE)低,小于0.1%(重量)、合成的MTBE能满足制取丁基橡胶用高纯异丁烯原料要求的特点,可用于化工型MTBE的生产。
Description
本发明涉及甲基叔丁基醚的合成工艺,特别是关于化工型甲基叔丁基醚的合成工艺。
甲基叔丁基醚简称MTBE,它既是提高汽油辛烷值,调节汽油氧含量的理想调合组份,又是制取丁基橡胶用高纯异丁烯的重要原料。按用途来分,常有炼油型和化工型MTBE之分。化工型MTBE的成品指标对甲基仲丁基醚(简称MSBE)以及总碳四(C4)、叔丁醇(TBA)、低聚物(LP)、甲醇等杂质含量均有严格的要求、具体的成品指标要求以重量百分比计为:MTBE>99%,MSBE<0.1%、C4<0.01%C、CH3OH<0.1%、TBA<0.1%、LP<0.1%、水份:无游离水。这些指标中,MSBE由于是MTBE的异构体,其沸点与MTBE很接近,故反应过程中一旦生成,就很难用分离的方法除去。目前国内外炼油型装置生产的MTBE,其MSBE含量为0.6~1.2%。美国专利US3979461和中国专利CN1040360A介绍了生产MTBE的工艺,但并未示出副产MSBE的含量。文献CN1058582A介绍了由异构烯烃和脂肪醇制备叔烷基醚,特别是甲基叔丁基醚(MTBE)的工艺,其最好的温度范围为45~50℃,异丁烯转化率要求大于95%。其制备的MTBE不能用于裂解法制备异丁烯。CN1040360A公开的两段反应工艺,其目的是为了制备高纯度丁烯-1或用作丁烯氧化脱氢生产丁二烯的原料,需使异丁烯的转化率达到99%。其制备的MTBE也不能用于裂解法制备异丁烯,满足丁基橡胶生产的需要。EP0600632A1其第一反应器醚化温度较好为80~140℃,属高温型醚化反应,只能制备炼油型MTBE产品。EP0451394A1反应器醚化温度为150~250°F,较好为165~170°F,属高温型醚化反应,只能制备炼油型MTBE产品。为了克服目前生产中,MTBE产品中MSBE含量过高的缺点,提供一种在MTBE合成过程中,副产MSBE的含量小于0.1%的工艺,使生产出的MTBE能满足制取丁基橡胶用高纯异丁烯的原料要求,我们发明了一种化工型合成MTBE的新工艺。
在实践中我们发现MTBE和MSBE的生成是并行反应,在树脂催化剂活性高的情况下,MTBE的反应速率远远大于MSBE。在MTBE生成反应达到平衡量,受热力学平衡控制时,MSBE还未达到平衡。异丁烯在高活性催化剂的作用下,继续与甲醇反应生成MSBE,是一个动力学控制的过程,故在一定的催化活性条件下,空速、反应温度等均是控制MSBE生成量的重要因素。
本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的:以甲醇和混合C4馏份中的异丁烯为原料,以强酸型阳离子交换树脂作催化剂,反应压力为0.6~3.0MPa(表压),甲醇/异丁烯的摩尔比为0.8~1.5,原料空速为1.0~10hr-1,反应温度为40~65℃,甲醇与含异丁烯的混合C4反应合成MTBE。
上述技术方案中反应压力优选范围为0.8~1.5MPa(表压),甲醇/异丁烯的摩尔比优选范围为1.0~1.2,原料空速优选范围为5~8hr-1,反应温度优选范围为50~55℃。
本发明中,由于采用了合理的反应温度和空速工艺条件,协调了醚化过程中热力学与动力学的相互关系,确保了甲基叔丁基醚反应产物中的MSBE的含量在小于0.1%(重量百分比),经检测MTBE中MSBE含量小于800ppm,使得合成的MTBE产品指标符合了化工型MTBE的原料要求。
【实施例1】
原料混合C4中,组成为异丁烷:0.43%、正丁烷:2.10%、反丁烯-2:8.55%、异丁烯:21.30%、正丁烯:45.85%、顺丁烯-2:6.15%、甲醇:15.32%,反应中醇烯摩尔比为1.05∶1,反应压力为0.8MPa(表压),反应空速为6.0hr-1,反应温度为53℃,反应结束后经检测分析,MTBE中MSBE含量为0.021%(wt),异丁烯的转化率为75.1%。【实施例2】
按照实施例1的原料混合C4组成,反应中醇烯摩尔比为1.10∶1,反应压力为1.0MPa(表压),反应空速为7.0hr-1,反应温度为56℃,反应结束后经检测分析,MTBE中MSBE含量为0.034%(wt),异丁烯的转化率为82.4%。【实施例3】
按照实施例1的原料混合C4组成,反应中醇烯摩尔比为1.20∶1,反应压力为1.1MPa(表压),反应空速为4.8hr-1,反应温度为59℃,反应结束后经检测分析,MTBE中MSBE含量为0.068%(wt),异丁烯的转化率为93.3%。【实施例4】
按照实施例1的原料混合C4组成,反应中醇烯摩尔比为1.30∶1,反应压力为1.6MPa(表压),反应空速为2.5hr-1,反应温度为50℃,反应结束后经检测分析,MTBE中MSBE含量为0.076%(wt),异丁烯的转化率为92.6%。
Claims (4)
1.一种化工型甲基叔丁基醚合成工艺,以甲醇和混合C4馏份中的异丁烯为原料,强酸型阳离子交换树脂作催化剂,反应压力为0.6~3.0MPa(表压),其特征是甲醇/异丁烯的摩尔比为0.8~1.5、原料空速为1.0~10hr-1、反应温度为40~65℃。
2.根据权利要求1所述的化工型甲基叔丁基醚合成工艺,其特征是甲醇/异丁烯的摩尔比为1.0~1.2。
3.根据权利要求1所述的化工型甲基叔丁基醚合成工艺,其特征是原料空速为5~8hr-1、反应温度为50~55℃。
4.根据权利要求1所述的化工型甲基叔丁基醚合成工艺,其特征是反应压力为0.8~1.5Mpa(表压)。
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