[發明專利]膜電解合成四甲氧基乙烷的方法

有效

• 申請號: 202011199524.X
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112195481B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 王永軍;王海軍;王貝越
• 申請（專利權）人: 上海漫關越水處理有限公司
• 主分類號: C25B3/07
• 分類號: C25B3/07;C25B3/29;C25B3/23
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種膜電解大規模清潔合成四甲氧基乙烷的方法，是在帶有致密交聯陰離子膜的電解槽中，以甲縮醛和甲醇的混合物為起始原料，甲縮醛在陽極室進行膜電解，被氧化偶聯為四甲氧基乙烷；具有能耗低，工藝非常清潔，合成成本低廉，能連續化大規模生產的優勢，能為地溝油或劣質柴油調和為優質柴油，提供非常廉價的四甲氧基乙烷。

技術領域

本發明是有機電合成四甲氧基乙烷的方法，屬于有機合成領域。

背景技術

由于四甲氧基乙烷富含氧原子，添加到劣質柴油或地溝油中，就能調和成優質柴油，能保證在柴油機中充分燃燒，從而能完全消除柴油的尾氣黑煙，增加柴油機動力≥7%，并且柴油凝固點能大幅降低到≤-30℃，滿足北方冬季高寒地區的柴油苛刻凝固點要求。

國內現在每年的地溝油產生量很大，能調和成優質柴油，是一個很好的消化用途；地溝油調和為優質柴油，要求添加大量的四甲氧基乙烷，以保證能良好壓燃性能和充分燃燒，只能是需要很廉價生產成本的四甲氧基乙烷，但現有的四甲氧基乙烷的合成方法是成本非常昂貴的，用于調和優質柴油非常困難。

國內外現有公開報道的四甲氧基乙烷合成方法，大都是采用乙二醛水溶液和甲醇在酸催化下進行脫水縮合；CN201310153688.2、CN200810042959.6大同小異地介紹了酸催化乙二醛水溶液和甲醇合成四甲氧基乙烷的方法，是式C的化學反應式；

由于乙二醛是40%的水溶液，四甲氧基乙烷又溶于水，蒸發脫水的能耗很大，而且無法反應完全，產物四甲氧基乙烷的收率只有30~60%，殘留大量的二甲氧基乙醛，乙二醛原料已經不便宜，因此無法制備廉價的四甲氧基乙烷，調和優質柴油用不起這種方法合成的成本昂貴的四甲氧基乙烷。

由于乙二醛水溶液和甲醇無法完全反應為四甲氧基乙烷，需要復雜的蒸餾設備來分離四甲氧基乙烷和二甲氧基乙醛，CN200480025274.0介紹了蒸餾分離四甲氧基乙烷的設備系統，蒸餾分離中的技術難度很大，進一步增加了四甲氧基乙烷的合成成本。

CN201510890204.1介紹了式D化學式的四甲氧基乙烷合成方法，采用非常昂貴的二氯碳酸乙烯酯來合成廉價的四甲氧基乙烷，雖然收率很高，由于原料很昂貴，又會副產大量含氯廢鹽污染物排放，這是沒有任何經濟價值的四甲氧基乙烷合成方法；

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以上報道的各種四甲氧基乙烷的合成方法，都是無法做出廉價的四甲氧基乙烷，無法應用添加到劣質柴油或地溝油中調配出優質柴油。如果要將四甲氧基乙烷大規模應用添加到柴油中改善柴油品質，四甲氧基乙烷需要控制生產成本低于7000元RMB/噸，現有的合成方法都是做不到的，因此非常需要一種能大規模廉價合成四甲氧基乙烷的新方法，從而能大量用于柴油的品質調配改善，充分利用劣質柴油和地溝油。

本發明提供一種采用廉價的甲縮醛為起始原料，通過清潔的膜電解，高收率地催化偶聯為四甲氧基乙烷，沒有廢鹽產生，從而能大規模清潔地合成廉價的四甲氧基乙烷。

發明內容

本發明是一種膜電解大規模清潔合成四甲氧基乙烷的方法，具有式A的化學反應式，是在帶有致密交聯陰離子膜的電解槽中，以甲縮醛和甲醇的混合物為起始原料，甲縮醛在陽極室進行膜電解，被氧化偶聯為四甲氧基乙烷；

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甲縮醛是用甲醇和多聚甲醛一步合成的，是非常廉價的有機化學品；在膜電解裝置的陽極，發生式E的電化學反應，甲縮醛的亞甲基是自由基活性最強的反應點，非常容易被自由基奪氫生成亞甲基自由基；在膜電解裝置的陽極，催化劑THICA在陽極上會循環反復生成氮氧自由基，氮氧自由基奪氫甲縮醛的亞甲基，生成的甲縮醛自由基耦合為四甲氧基乙烷，只要保證連續通電膜電解，甲縮醛就能連續自由基偶聯為廉價的四甲氧基乙烷；

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