[發明專利]一種連續生產聚氧基二甲醚的裝置與方法

有效

• 申請號: 201510314812.8
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104860801B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 李敬珍;梁福強;李旭光
• 申請（專利權）人: 李敬珍
• 主分類號: C07C43/30
• 分類號: C07C43/30;C07C41/56;C07C41/50
• 代理公司: 青島高曉專利事務所37104
• 代理人: 黃曉敏

技術領域

本發明涉及煤碳清潔利用和石油煉化及油品添加劑技術領域，具體為一種連續生產聚氧基二甲醚的方法，是利用甲醇與多聚甲醛為原料，以復合型多功能催化劑為催化劑，經液態固定床連續生產聚氧基二甲醚的方法。

背景技術

聚氧基二甲醚（Dmmn)，分子式：CH3（CH3 (CH20)n OCH3,式中n≥2。本產品含氧：42.5%-49.5%（以Dmm3-6為例），十六烷值：78-104，沸點：156度-280度，密度1.1左右，粘度1.05-2.75，閃點高于60度，指標性能與標準柴油十分相似，且明顯優于普通柴油，是非常理想的柴油添加劑和調配組份油，科學添加、使用本產品，能夠顯著改善和提升柴油的產品質量。本產品不含硫，不含芳烴，富氧，能夠最大限度減少、甚至杜絕汽車尾氣中某些有害物質的產生和排放，是節能環保的新型能源。

目前，該產品的研究開發已成為全球性熱點，從歐、美、日、俄等若干發達國家到新興崛起的發展中國家，但凡有條件，均竟相投入，實施開發、攻關。我國政府更是加倍重視，早在2006年就將其列入“國家中長期科學技術發展規劃”，并明確定位“甲醇經三聚甲醛合成多醚清潔柴油用含氧化合物關鍵技術及應用”，為“國家科技支撐計劃重點項目”。十幾年來，圍繞這一重點領域，若干重點院校、科研機構，甚至包括中科院、工程院系統，及一大批央企、民企，凡有條件涉及，均選題攻關，竟相投資開發。對此，國家除在政策上強力支持外，更是予以上百萬、甚至數千萬元資金資助、扶持。期間產生了數千計的發明專利，形成了若干項新穎的知識產權，有利推動了該產品領域的開發進展。

但縱觀全球，該領域仍屬科學研究階段，關鍵技術始終未獲根本性突破，尚不具備放大制備、規模生產條件。如歐美：EP1070755、US2449469、US5746985、US6160174，US6160186，德國CN101048357，我國中科院系統CN102617305A,CN102617305A,CN101182367A,中海油系統CN102786397A,常州大學CN10278396A及CN101768058等若干專利技術，均報導描述了制備該產品的的專利技術。基本都是在酸性催化條件下，以甲醇或甲縮醛或混合物與甲醛或聚合甲醛或二甲醚為原料，于一定溫度、壓力下反應制備的常規路線。所采用催化劑，已經囊括了世間所有有機酸、無機酸；液體、固體酸；陰陽離子樹脂、分子篩，甚至價格昂貴的液體離子酸，其反應時間多為4—12小時。如德國巴斯夫某專利實例介紹甚至達40小時；基本都屬間歇制備，且產品轉化率低，選擇性差，無法放大形成規模生產。

聚氧基二甲醚的制備是在酸性條件下甲基封端脫水的縮和反應。目前，國內外公布的所有專利技術大都是按照原料反應所需摩爾量的催化劑與反應物同時加入反應器，在一定壓力、溫度條件下，經過數小時催化反應，最終得到Dmmn產品不過30%（式中n>1），真正符合柴油添加的Dmm3-6則不過20%左右。其中包括液體離子技術，亦未能取得實質性突破。

發明內容

針對以上現狀，本發明一種連續生產聚氧基二甲醚的裝置與方法打破常規，另辟思路，研究發明了包括開發復合型多功能催化劑、創造并使用液態型固定床式反應器在內的，另類（種）在低溫、低壓狀態下，連續高效制取聚氧基二甲醚的新工藝新方法，解決了反應時間長，產物得到率低等技術缺陷，以下是具體技術方案：

一種連續生產聚氧基二甲醚的裝置，包括依次相連接的反應器、超聲波處理槽、油水分離器、蒸餾塔，其中蒸餾塔包括多個蒸餾塔依次相連接，其中反應器包括固定床式反應器，其中固定床式反應器為圓柱形結構，包括紅外線電加熱裝置，其中反應器頂部和底部設置有沖壓封頭，以緩解內部應力集中，其中反應器底部還設置有物料分配裝置，通過設置在外部的止回閥與原料輸入管相連接；其中反應器內部設置有多組導流調節器，其中每組調節器之間成50mm間隔排列，反應器頂部還設置有出料口、視鏡、溫度計、壓力儀表、沖氮配孔，其中出料口與穩壓閥、保壓閥、泄壓閥相連接；反應器中部還設置有催化劑進出孔。

連續生產聚氧基二甲醚的方法中所述的聚氧基二甲醚包括CH₃（CH₂O）_nOCH₃，其中式中n＞2；所述的方法包括將甲醇或甲縮醛或其混合物與甲醛或聚甲醛或二甲醚或其混合物在100~150℃，0.01~0.15MPa條件下，利用一種酸性液態型固定床反應裝置，采用一種復合型多功能催化劑連續進行催化反應，生產。其化學反應路線為：