聚甲氧基二甲醚的合成与脱酸
发布时间：2021-07-24 21:57
聚甲氧基二甲醚（PODEn）具有很高的十六烷值和氧含量,且与柴油性质非常接近,可直接完全混溶,它能提高柴油发动机的燃烧效率,减少柴油车排放尾气中污染物的排放,是一种极有前景的柴油添加剂。合成聚甲氧基二甲醚的难点在于低成本原料和催化剂的选择及产物中一定量有机酸的脱除,本文考察了一种以当前产能过剩的化工产品二甲醚（DME）为原料,通过非均相催化剂分子筛等合成聚甲氧基二甲醚的方法,并研制出了廉价、高效、容易再生的吸附剂,用来脱除产物中的有机酸,确保聚甲氧基二甲醚的质量能够达到柴油国标对酸度的要求。1、以二甲醚与氧气为原料制备聚甲氧基二甲醚的过程分为两段进行,使用负载锡的MgO-A1203载体做第一段反应的催化剂,在合适的制备条件（锡的负载量23%）和最优的反应工艺（反应温度270℃、反应压力0.3MPa、醚氧体积比50:20）条件下,可以生成甲缩醛（DMM）、甲酸甲酯（MF）、甲醛（FA）等产物;第二段反应在第一段得到的液体产物中加入一定比例的DMM,以分子筛Hβ等做催化剂,在反应釜中进行反应（反应温度80℃,反应压力0.2MPa）,可得到PODE3～8的二段产物。2、使用一系列各物料配比不...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２聚甲氧基二甲醚合成中的副反应｜５２’５６，５７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｉｄｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ＰＯＤＥｎ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ！５２，?５６’５７１??
Ｄｉｍｅｔｈｙｌ?ｅｔｈｅｒ?Ｍｅｔｈｙｌ?ｆｏｒｍａｔｅ??图１．２聚甲氧基二甲醚合成中的副反应｜５２’５６，５７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｉｄｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ＰＯＤＥｎ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ！５２，?５６’５７１??合成聚甲氧基二甲醚的过程中会有一些影响收率的副反应发生，如图１．２所??示。在酸性环境中，甲醇脱水生成二甲醚１５６—５８１，而甲醛通过Ｔｉｓｈｃｈｅｎｋｏ反应可??以生成甲酸甲酯１７，５９］，甲醛和甲醇通过氧化反应生成甲酸，并能进一步分解成一??氧化碳或二氧化碳１５７，５８１，甲酸也可以通过酯化反应生成甲酸甲酯。如图１．３所示，??６??
Ａｒｖｉｄｓｏｎ等１６５１以多聚甲醛和甲缩醛为反应原料，选择Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ？?ＩＲ１２０为??催化剂，考察了原料组合、原料比、反应时间以及多种助催化剂对反应产物的影??响，最终他们发现卤化锂对合成聚甲氧基二甲醚有助催化作用，机理如图１．４所??示：??ＨＯＫＭＴ＋ＣＨ３ＯＣＨ２ＯＣＨｊ??■?Ｂｒ?＾?ｆ?－??Ｌｉ?－Ｏ－ＣＨ，??？ＨＯＣＨ＾ＣＨ，??ＣＨｊＯＣＨｊ?」？??？?？?ＳｉｊＯＣＨｊ??▼??ＣＨｊＯＣＨｊＯＣＨ，ＯＣＨｊ＋Ｈ＊??图１．４卤化锂的助催化机理１６５１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ｃｏ－ｃａｔａｌｙｓｔ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＬｉＢｒ｜ｆｕ?｜??Ｂｕｒｇｅｒ等比较了?Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ？３６（Ａ３６）和４６（Ａ４６）在聚甲氧基二甲醚合成反??应中的催化效果％，在同样的条件下，与Ａ４６相比，Ａ３６会多出１？２ｗｔ％的副产??品甲酸甲酯，他们认为这是Ａ３６微孔中磺化活性位点的催化作用引起的，而Ａ４６??微孔中没有活性位点，故副产物很少。??选择离子交换树脂做Ｐ〇ＤＥｎ合成反应的催化剂主要有三个优点：（１）廉价??易得，腐蚀性小；（２）转化率和选择性都较高；（３）催化剂可以重复使用，并且??产物容易分离。但是离子交换树脂的耐热性、耐压性等物理特性满足不了工业催??化剂的要求：６７。??１．２．?２．?３离子液体??与液体酸相比
【参考文献】：
期刊论文
[1]二甲醚氧化制聚甲氧基二甲醚的研究进展[J]. 高秀娟,王文峰,张振洲,张清德,谭猗生,韩怡卓. 石油化工. 2017(02)
[2]高酸原油脱酸工艺条件优化[J]. 郑盟主,戴俊峰,袁宏强,马永清,王亚波,赵永平. 石油化工应用. 2016(05)
[3]甲醇制备甲酸甲酯、甲缩醛和聚甲醛二甲醚的催化反应研究进展[J]. 武建兵,吴志伟,王瑞义,师瑞萍,秦张峰,朱华青,董梅,樊卫斌,王建国. 燃料化学学报. 2015(07)
[4]绥中36-1原油减三线馏分油催化加氢脱酸研究[J]. 费亚南,孙国方,李孝国,于海斌. 石油炼制与化工. 2014(05)
[5]油品脱酸工艺研究进展[J]. 雒亚东,叶剑利,张雁玲,傅饶. 安全、健康和环境. 2013(12)
[6]浅谈柴油脱酸技术[J]. 李兵朋,梁国华,夏维武. 中国新技术新产品. 2013(12)
[7]聚甲氧基二甲醚研究进展[J]. 史高峰,陈英赞,陈学福,张梅,张兴潜. 天然气化工（C1化学与化工）. 2012(02)
[8]无机碱非水溶液脱除高酸原油中的环烷酸[J]. 汪恭群,沈本贤,产圣,凌昊. 石化技术与应用. 2010(03)
[9]常二线馏分油纤维膜接触器脱酸技术的优化研究[J]. 唐晓东,王萍萍,汪芳,卿大勇. 石油炼制与化工. 2010(04)
[10]超声波在高酸原油酯化脱酸中的应用研究[J]. 谢丽,张伟,李子锋,慕旭宏. 石油炼制与化工. 2010(01)
本文编号：3301505
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２聚甲氧基二甲醚合成中的副反应｜５２’５６，５７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｉｄｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ＰＯＤＥｎ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ！５２，?５６’５７１??
Ｄｉｍｅｔｈｙｌ?ｅｔｈｅｒ?Ｍｅｔｈｙｌ?ｆｏｒｍａｔｅ??图１．２聚甲氧基二甲醚合成中的副反应｜５２’５６，５７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｉｄｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ＰＯＤＥｎ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ！５２，?５６’５７１??合成聚甲氧基二甲醚的过程中会有一些影响收率的副反应发生，如图１．２所??示。在酸性环境中，甲醇脱水生成二甲醚１５６—５８１，而甲醛通过Ｔｉｓｈｃｈｅｎｋｏ反应可??以生成甲酸甲酯１７，５９］，甲醛和甲醇通过氧化反应生成甲酸，并能进一步分解成一??氧化碳或二氧化碳１５７，５８１，甲酸也可以通过酯化反应生成甲酸甲酯。如图１．３所示，??６??
Ａｒｖｉｄｓｏｎ等１６５１以多聚甲醛和甲缩醛为反应原料，选择Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ？?ＩＲ１２０为??催化剂，考察了原料组合、原料比、反应时间以及多种助催化剂对反应产物的影??响，最终他们发现卤化锂对合成聚甲氧基二甲醚有助催化作用，机理如图１．４所??示：??ＨＯＫＭＴ＋ＣＨ３ＯＣＨ２ＯＣＨｊ??■?Ｂｒ?＾?ｆ?－??Ｌｉ?－Ｏ－ＣＨ，??？ＨＯＣＨ＾ＣＨ，??ＣＨｊＯＣＨｊ?」？??？?？?ＳｉｊＯＣＨｊ??▼??ＣＨｊＯＣＨｊＯＣＨ，ＯＣＨｊ＋Ｈ＊??图１．４卤化锂的助催化机理１６５１??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ｃｏ－ｃａｔａｌｙｓｔ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＬｉＢｒ｜ｆｕ?｜??Ｂｕｒｇｅｒ等比较了?Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ？３６（Ａ３６）和４６（Ａ４６）在聚甲氧基二甲醚合成反??应中的催化效果％，在同样的条件下，与Ａ４６相比，Ａ３６会多出１？２ｗｔ％的副产??品甲酸甲酯，他们认为这是Ａ３６微孔中磺化活性位点的催化作用引起的，而Ａ４６??微孔中没有活性位点，故副产物很少。??选择离子交换树脂做Ｐ〇ＤＥｎ合成反应的催化剂主要有三个优点：（１）廉价??易得，腐蚀性小；（２）转化率和选择性都较高；（３）催化剂可以重复使用，并且??产物容易分离。但是离子交换树脂的耐热性、耐压性等物理特性满足不了工业催??化剂的要求：６７。??１．２．?２．?３离子液体??与液体酸相比
【参考文献】：
期刊论文
[1]二甲醚氧化制聚甲氧基二甲醚的研究进展[J]. 高秀娟,王文峰,张振洲,张清德,谭猗生,韩怡卓. 石油化工. 2017(02)
[2]高酸原油脱酸工艺条件优化[J]. 郑盟主,戴俊峰,袁宏强,马永清,王亚波,赵永平. 石油化工应用. 2016(05)
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[4]绥中36-1原油减三线馏分油催化加氢脱酸研究[J]. 费亚南,孙国方,李孝国,于海斌. 石油炼制与化工. 2014(05)
[5]油品脱酸工艺研究进展[J]. 雒亚东,叶剑利,张雁玲,傅饶. 安全、健康和环境. 2013(12)
[6]浅谈柴油脱酸技术[J]. 李兵朋,梁国华,夏维武. 中国新技术新产品. 2013(12)
[7]聚甲氧基二甲醚研究进展[J]. 史高峰,陈英赞,陈学福,张梅,张兴潜. 天然气化工（C1化学与化工）. 2012(02)
[8]无机碱非水溶液脱除高酸原油中的环烷酸[J]. 汪恭群,沈本贤,产圣,凌昊. 石化技术与应用. 2010(03)
[9]常二线馏分油纤维膜接触器脱酸技术的优化研究[J]. 唐晓东,王萍萍,汪芳,卿大勇. 石油炼制与化工. 2010(04)
[10]超声波在高酸原油酯化脱酸中的应用研究[J]. 谢丽,张伟,李子锋,慕旭宏. 石油炼制与化工. 2010(01)
本文编号：3301505
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