[發(fā)明專利]一種稀土元素催化合成聚甲氧基甲縮醛的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410114009.5
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103833532B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史高峰
• 申請（專利權(quán)）人: 史高峰
• 主分類號: C07C43/30
• 分類號: C07C43/30;C07C41/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種聚甲氧基甲縮醛的合成方法，主要解決以往以三聚甲醛為原料、離子液體為催化劑合成聚甲氧基甲縮醛成本較高、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性低的問題。本發(fā)明通過以甲縮醛和多聚甲醛為原料，其中甲縮醛和多聚甲醛摩爾比為1∶1～10，在反應(yīng)溫度為80～200℃，反應(yīng)壓力為0.1～6MPa條件下，原料與催化劑接觸，反應(yīng)合成聚甲氧基甲縮醛CH₃O(CH₂O)_nCH₃，其中所用的催化劑采用稀土元素La/SO₄^2?、Ce/SO₄^2?、Sm/SO₄^2?、Ho/SO₄^2?、Er/Cl^?、Tm/Cl^?、Yb/Cl^?、Lu/Cl^?，中的至少一種或兩種以上的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于聚甲氧基甲縮醛的工業(yè)生產(chǎn)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚甲氧基甲縮醛的合成方法，特別是關(guān)于一種以稀土元素催化合成聚甲氧基甲縮醛的方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著國際原油價格的持續(xù)攀升和資源的日漸趨緊，石油供給壓力空前增大。因此利用我國豐富的煤炭資源優(yōu)勢，由煤基甲醇開發(fā)新型的油品替代品日益受到人們的重視。

聚甲氧基甲縮醛(polyoxymethylene dimethyl ethers，簡稱PODME)，是一類縮醛聚合物的通稱，其簡式可以表示為：CH₃O(CH2O)_nCH₃(其中，n≥1，一般取值小于10，對于不同n的PODME，下文以PODMEn表示)。PODME具有較高的含氧量(42％～51％不等)和十六烷值(60以上)，當(dāng)n為2-8時，較為適合用作柴油添加劑。由煤基甲醇合成PODME不僅可以取代部分柴油，當(dāng)在柴油中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～20％的PODME時，可改善柴油在發(fā)動機中的燃燒質(zhì)量，提高熱效率，降低污染物的排放，因此被認(rèn)為是極具應(yīng)用前景的柴油添加劑，具有戰(zhàn)略意義和良好的經(jīng)濟價值。

US62655284和US6160174介紹了BP公司采用甲醇、甲醛、二甲醚以及甲縮醛為原料，采用離子交換樹脂作為催化劑，反應(yīng)得到聚甲氧基甲縮醛，但這種方法雖然具有催化劑容易分離，有利于循環(huán)等優(yōu)點，但存在反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低，選擇性低和工藝復(fù)雜的缺點。CN101665414A介紹了采用酸性離子液體作為催化劑，通過甲縮醛和三聚甲醛為反應(yīng)物合成聚甲氧基甲縮醛的方法，但該方法存在催化劑成本較高，對設(shè)備腐蝕，催化劑自身的分離回收，以及三聚甲醛反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中存在催化劑活性較低、制備過程復(fù)雜、甲醇與三聚甲醛為原料合成聚甲氧基甲縮醛工藝中存在三聚甲醛轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)物選擇性差，n＝2～8的產(chǎn)物收率低，原料三聚甲醛價格高，會造成生產(chǎn)成本較高的問題，提供一種新的聚甲氧基甲縮醛的合成方法。該方法具有原料多聚甲醛轉(zhuǎn)化率高，催化劑活性高，n＝2～8的產(chǎn)物選擇性高，收率高，價格低廉，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種聚甲氧基甲縮醛的合成方法，以甲縮醛和多聚甲醛為原料，其中甲縮醛∶多聚甲醛1∶1～10，在反應(yīng)溫度為80～200℃，反應(yīng)壓力為0.1～6MPa條件下，原料與催化劑接觸，反應(yīng)合成聚甲氧基甲縮醛，催化劑用量為原料重量0.5～10％。其中所用的稀土元素包括以下組分：選自稀土元素La/SO₄^2-、Ce/SO₄^2-、Sm/SO₄^2-、Ho/SO₄^2-、Er/Cl^-、Tm/Cl^-、Yb/Cl^-、Lu/Cl^-硫酸、鹽酸或過硫酸的酸或其鹽中的至少一種。