[發(fā)明專利]一種聚甲氧基二烷基醚的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610306276.1
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105753666A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊春華;商紅巖;安高軍;魯長波;薛真真;王旭東;周友杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍總后勤部油料研究所;中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C07C43/30
• 分類號: C07C43/30;C07C41/56;C07C41/58
• 代理公司: 北京萬貝專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11520
• 代理人: 馬紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚甲氧基二烷基醚的制備方法。

背景技術(shù)

柴油車在高原地區(qū)運行時，由于大氣壓力低，氧氣進(jìn)量少，燃料燃燒不完全，導(dǎo)致其出現(xiàn)動力性下降顯著、冒黑煙嚴(yán)重和使用壽命縮短等問題。以海拔高度3000m為例，其大氣壓力為內(nèi)地的70％，空氣密度為內(nèi)地的74％，柴油車動力性下降30％以上。

含氧燃料與柴油按照一定比例調(diào)合或單獨使用，在高原地區(qū)可以提高發(fā)動機(jī)的動力性，降低黑煙排放，提高發(fā)動機(jī)使用壽命。

聚甲氧基二烷基醚(PODE_n)，其化學(xué)通式為C_mH_2m-1O(CH₂O)_nC_mH_2m-1(n為1到8的整數(shù)，m為2到5的整數(shù))，是一種高沸點、無色或淡黃色、無刺激性氣味的可燃液體。PODE_n具有氧含量高、閃點高、十六烷值高、凝點低、冷濾點低、密度適中的優(yōu)點；與現(xiàn)用石化柴油在高溫和低溫下的互溶性均良好，可與石化柴油按照一定比例調(diào)合使用或直接單獨使用，適合作為高原地區(qū)柴油車輛用的柴油燃料。目前國內(nèi)外的相關(guān)研究主要集中在聚甲氧基二甲基醚方面，對更適合高原地區(qū)使用的聚甲氧基二烷基醚(封端基團(tuán)依次為乙基、丙基、丁基、戊基)的合成研究極少，急需開展相關(guān)研究。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種聚甲氧基二烷基醚的制備方法，是由以多聚甲醛、三聚甲醛、甲醛水溶液與低碳醇為原料，多聚甲醛、三聚甲醛、甲醛水溶液提供甲氧基，低碳醇提供封端基團(tuán)而得到的醚類混合物，包括如下步驟：

(1)低碳醇與多聚甲醛、三聚甲醛、甲醛水溶液在酸性催化劑的作用下進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)在反應(yīng)釜中進(jìn)行，其反應(yīng)通式為：

(2)加壓精餾：聚甲氧基二烷基醚的混合反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)泵打入加壓精餾塔中，塔底出聚甲氧基二烷基醚(PODE_n)，塔頂出未反應(yīng)的甲醛、低碳醇、水以及沸點低于150℃的低聚合度聚甲氧基二烷基醚(PODE_n)等輕組分，輕組分經(jīng)變溫吸附脫水，脫除水分后經(jīng)調(diào)節(jié)醇醛比后重新回步驟(1)；塔底出純度為99.5％以上的聚甲氧基二烷基醚產(chǎn)品，其通式為C_mH_2m-1O(CH₂O)_nC_mH_2m-1，n為1到8的整數(shù)，m為2到5的整數(shù)。

步驟(1)所述的低碳醇為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、異戊醇中的一種，得到的產(chǎn)物分別為聚甲氧基二乙基醚(簡稱ETPOM_n)、聚甲氧基二丙基醚(簡稱ITPOM_n)、聚甲氧基二異丙基醚(簡稱IITPOM_n)、聚甲氧基二丁基醚(簡稱BTPOM_n)、聚甲氧基二異丁基醚(簡稱IBTPOM_n)、聚甲氧基二戊基醚(簡稱PTPOM_n)和聚甲氧基二異戊基醚(簡稱IPTPOM_n)。

步驟(1)所述的酸性催化劑為HY、Hβ、ZSM-5分子篩、苯乙烯系強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂、質(zhì)子酸、HMCM-22分子篩中的一種。

步驟(1)所述反應(yīng)釜為連續(xù)式反應(yīng)釜或間歇式反應(yīng)釜，以惰性氣體氮氣或氦氣進(jìn)行保護(hù)。

步驟(1)所述的多聚甲醛、三聚甲醛、甲醛水溶液，以甲醛單體計，與低碳醇摩爾比為1:1.25-1:2.5，反應(yīng)溫度為70-200℃，壓力0.1-4MPa。

步驟(2)所述的聚甲氧基二乙基醚反應(yīng)混合產(chǎn)物進(jìn)入加壓精餾塔，控制進(jìn)料溫度30-60℃，進(jìn)料壓力0.1-0.6MPa，塔頂壓力0.1-0.6MPa，塔頂溫度80-135℃，塔底壓力0.1-0.6MPa，塔底溫度170-215℃，塔頂出輕組分為乙醇、水、ETPOM₁、甲醛的混合物，塔底出ETPOM_n，其中，n為大于等于2的整數(shù)。