[發明專利]連續制備聚甲氧基二烷基醚的反應系統和工藝方法

在審

• 申請號: 201210398345.8
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN103772164A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 陳靜;宋河遠;夏春谷;康美榮;靳榮華
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C07C43/30
• 分類號: C07C43/30;C07C41/56
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 紀曉峰

技術領域

本發明涉及一種連續制備聚甲氧基二烷基醚的新反應系統和工藝方法，更確切地說，本發明涉及一種由以酸性離子液體為催化劑，經甲醛與脂肪醇連續縮醛化反應制備聚甲氧基二烷基醚的新反應系統和工藝方法。

背景技術

聚甲氧基二烷基醚(RO(CH₂O)_nR)是一種新型清潔油品調和組分，具有很高的十六烷值(H₃CO(CH₂O)₂CH₃：63，H₃CO(CH₂O)₃CH₃：78，H₃CO(CH₂O)₄CH₃：90，H₃CO(CH₂O)₅CH₃：100，H₅C₂O(CH₂O)₂C₂H₅：77，H₅C₂O(CH₂O)₃C₂H₅：89)和含氧量(甲基系列42％～49％，乙基系列30％～43％)，在柴油中添加10％～20％，能顯著的改善柴油的燃燒特性，有效的提高熱效率，大幅度的減少NO_x和碳煙的排放，被認為是極具應用前景的環保型柴油調和組分。據報道(US?7235113)，柴油中添加15％的H₃C(OCH₂)_3-6OCH₃時，尾氣中NO_x、顆粒物和碳氫化合物的排放達到了歐V的標準。

2001年以來，Snamprogetti?S.P.A.公司申請了聚甲氧基二甲醚(DMM_n)的合成及物料循環工藝專利(EP?1505049A1，US?6534685)，多聚甲醛與甲縮醛在液體酸催化下縮醛化反應生成DMM_2-5，反應液經硅膠柱吸附除去液體酸催化劑，處理后的反應液進入精餾柱，采用兩段精餾法分離輕組分(三聚甲醛、DMM_1-2)、產品(DMM_3-5)和重組分(DMM_≥5)，輕組分和重組分循環到反應器重復利用。BASF公司(WO?2006/045506A1，CA2581502A1，US?20070260094A1，US?20080207954A1)報道了類似的催化劑及產物分離工藝，液體酸催化三聚甲醛與甲醇反應生成DMM_1-10和副產物水。反應液經填裝有陰離子交換樹脂的填料柱吸附除去酸和水，處理后的反應液進入精餾柱，經過三段精餾分離產品DMM_3-4。其中n≤2和n≥5的DMM_n循環到反應器重復利用。上述反應液分離工藝過程采用大量的吸附劑，處理能耗大，催化劑不能循環使用。

2008，BASF公司(US?20080207954A1)探索了液體酸或固體酸催化甲醇和甲醛在水溶液中反應制備DMM_1-5的工藝流程，采用反應精餾技術分離粗產品(DMM_1-5、原料、水)和催化劑，粗產品采用多級精餾工藝，分離輕組分(DMM_1-2及未反應的原料)、產品DMM_3-4(含水)和重組分DMM_＞4。但在實際操作過程中甲醇、水和DMM_n易形成共沸物，很難使甲醇與DMM_3-4分開，由于甲醇和水及DMM_3-4均具有良好的互溶性，造成相分離困難。

近年來，中國科學院蘭州化學物理研究所(US?1315439，GB?1108697.2，US?13164677，GB?1110391.8)報道了離子液體催化三聚甲醛與甲醇反應合成DMM_1-8的方法，反應液經閃蒸、膜分離和相分離，實現了輕組分(DMM_1-2、部分水、未反應的原料)、粗產品DMM_3-8和催化劑的分離。但是粗產品中仍含有少量的水和催化劑，需要通過硅膠或陰離子交換樹脂吸附脫出，才能實現產物DMM_3-8的精制。該工藝催化劑回收率較低。

發明內容