一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法技术

一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法，涉及一种制备二乙氧基甲烷的方法，所述方法以二甲氧基甲烷和乙醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二乙氧基甲烷；不同拓扑结构的分子筛催化剂中硅和铝的原子比Si/Al=3~100；不同拓扑结构分子筛分别为氢型MCM-22分子筛、氢型ZSM-35分子筛、氢型ZSM-5分子筛、氢型丝光沸石、氢型Y沸石、氢型Beta分子筛中的一种或多种；不同拓扑结构分子筛催化剂的结构类型选自MWW、FER、MFI、MOR、FAU、BEA中的至少一种。本发明专利技术产物简单，副反应较少，所需产物二乙氧基甲烷的选择性好；同时本发明专利技术的方法基本没有对环境造成污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备二乙氧基甲烷的方法，特别是涉及一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法。
技术介绍
二乙氧基甲烷是一种重要的化工原料，英文名：diethoxymethan，简写DEM，结构式：CH3CH2OCH2OCH2CH3。二乙氧基甲烷是无色澄清易挥发液体，有类似醚的气味，熔点-66.5℃，沸点89℃，溶于苯、乙醚、乙醇，微溶于水。二乙氧基甲烷具有毒性低、含氧量高、既有亲水性又有亲油性、溶解能力强、表面张力小和蒸发热低等性能。其应用主要分两类：一类是作为溶剂，另一类是作为反应试剂。作为溶剂，二乙氧基甲烷是一种疏质子溶剂，不需要干燥就可用于一些对水敏感的反应。二乙氧基甲烷粘度低，在低温反应及其他粘度大的反应环境中易于处理，在一些烷基化、酰基化、有机锂反应及Grignard反应中均用二乙氧基甲烷作溶剂。二乙氧基甲烷是无水铝电池中很有用的溶剂，与其他醚比较发现，二乙氧基甲烷对电池电压的改变很小，还可抑制电极和电解质的分解在聚合物中的应用。作为燃料添加剂，可提高柴油的十六烷值，改善柴油的燃烧质量，还减少了一氧化碳和碳烟的排放。在聚合物中也发挥着优良的溶剂作用。作为反应试剂，可以是乙氧甲基化试剂、甲醛等价物、羰基化反应的底物。目前我国有关二乙氧基甲烷的合成及应用研究较少。因此,加强开发二乙氧基甲烷的基础及应用研究都具有十分重要的意义。经查阅文献得知，二乙氧基甲烷的合成方法主要有二氯甲烷法、二甲亚砜法、氯化钙法、酸催化法及氯霉素副产品法几种，分别介绍如下：(1)二氯甲烷法ClCH2CH2Cl+NaOC2H5→CH3CH2OCH2OCH2CH3此法是由二氯甲烷与乙醇钠在50℃条件下反应制备二乙氧基甲烷，是合成二乙氧基甲烷较早的方法,反应不仅需要乙醇钠作试剂,还要求无水操作,加上收率低,且催化剂对酸不稳定因而限制了它的发展。(2)二甲亚砜法CH3CH2OH+(CH3)2SO→CH3CH2OCH2OCH2CH3此法是二甲亚砜在酸性介质作用下加热分解为甲醛然后与乙醇反应生成二乙氧基甲烷。二甲亚砜的用量多、催化剂对酸不稳定且产量不高,不利于大规模生产。(3)氯化钙法HCHO+CH3CH2OH→2CH3CH2OCH2OCH2CH3该法是乙醇与甲醛水溶液在氯化钙作用下反应合成二乙氧基甲烷。反应收率较好,但反应时间长,后处理不便，不利于工业化生成。(4)酸催化法HCHO+CH3CH2OH→CH3CH2OCH2OCH2CH3该法是乙醇与甲醛水溶液在以浓盐酸为催化剂下反应可制备二乙氧基甲烷。操作简单,反应时间短,收率高,是较理想的制备方法。但因采用无机酸作催化剂，设备腐蚀严重，而且合成过程产生的废水COD含量高，处理困难，给环境带来严重污染。（5）氯霉素副产品法O2NC6H10COCH2Br(CH2)6N4→CH3CH2OCH2OCH2CH3+O2NC6H10COCH2NH3在氯霉素的生产过程中,有对硝基-2-溴代苯乙酮的乌洛托品溶液生成,在此溶液中加入盐酸的乙醇溶液,得到副产品二乙氧基甲烷。此法氯霉素副产品法因产量有限，不利于规模化生产。除了上述制备方法外,还有二氯甲烷与乙醇在加压下以及乙基溴化镁与甲醛在低温下反应制备二乙氧基甲烷。目前，考虑原料的成本、操作条件及收率等因素,较为理想的是酸催化法以及生产氯霉素厂家的氯霉素副产品法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法，本发明方法采用液体酸和浸渍型固体酸为催化剂，以二甲氧基甲烷和乙醇为原料高选择性地制备得到二乙氧基甲烷有机物。产物简单，副反应较少，所需产物二乙氧基甲烷的选择性好；同时本专利技术的方法基本没有对环境造成污染。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法，所述方法以二甲氧基甲烷和乙醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二乙氧基甲烷；不同拓扑结构的分子筛催化剂中硅和铝的原子比Si/Al=3~100；不同拓扑结构分子筛分别为氢型MCM-22分子筛、氢型ZSM-35分子筛、氢型ZSM-5分子筛、氢型丝光沸石、氢型Y沸石、氢型Beta分子筛中的一种或多种；不同拓扑结构分子筛催化剂的结构类型选自MWW、FER、MFI、MOR、FAU、BEA中的至少一种；氢型MCM-22分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100；更进一步优选地，所述氢型ZSM-35分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100；更进一步优选地，所述氢型ZSM-5分子筛中硅和铝的原子比Si/Al(摩尔比)=5~100；更进一步优选地，所述氢型丝光沸石中硅和铝的原子比Si/Al(摩尔比)=5~50；更进一步优选地，所述氢型Y分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=3~50；更进一步优选地，所述氢型Beta分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100。所述的一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法，所述反应温度为0～160℃，反应压力为0.1～10.0MPa；填充气为惰性气体，是氩气，氦气，二氧化碳，或者氮气中的一种或者混合气；反应器为固定床或者釜式反应器；更进一步优选釜式反应器。所述的一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法，所述原料二甲氧基甲烷和乙醇摩尔比为2:1～1:4，更进一步优选1:4。本专利技术的优点与效果是：本专利技术提供了一种合成二乙氧基甲烷的新方法。其最突出的优点是产物较为单一，选择性高，具有良好的应用前景。而且该方法所需原料廉价易得且整个流程操作简单，同时该方法不产生任何污染环境的化学物质，属于环境友好型的工艺路径。附图说明图1为使用H-MOR催化剂时反应压力对二乙氧基甲烷选择性的影响曲线图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。本申请提供了一种使用不同拓扑结构的分子筛作为催化剂，由二甲氧基甲烷和乙醇制备二乙氧基甲烷的方法。在本专利技术的反应中，原料发生下列反应：CH3OCH2OCH3+CH3CH2OH→CH3CH2OCH2OCH3+CH3OH………………………………（1）CH3OCH2OCH3+2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2OCH2CH3+2CH3OH………………………（2）具体地，如上式所示。式(1)表示原料二甲氧基甲烷和乙醇以摩尔比为1:2反应，生成摩尔比为1:2的二乙氧基甲烷和甲醇，式(2)表示原料二甲氧基甲烷和乙醇以摩尔比为1:1反应，生成摩尔比为1:1的甲氧基乙氧基甲烷和甲醇。随着反应温度的逐渐升高，催化剂活性显著提高。从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法，其特征在于，所述方法以二甲氧基甲烷和乙醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二乙氧基甲烷；不同拓扑结构的分子筛催化剂中硅和铝的原子比Si/Al=3~100；不同拓扑结构分子筛分别为氢型MCM‑22分子筛、氢型ZSM‑35分子筛、氢型ZSM‑5分子筛、氢型丝光沸石、氢型Y沸石、氢型Beta分子筛中的一种或多种；不同拓扑结构分子筛催化剂的结构类型选自MWW、FER、MFI、MOR、FAU、BEA中的至少一种；氢型MCM‑22分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100；更进一步优选地，所述氢型ZSM‑35分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100；更进一步优选地，所述氢型ZSM‑5分子筛中硅和铝的原子比Si/Al(摩尔比)=5~100；更进一步优选地，所述氢型丝光沸石中硅和铝的原子比Si/Al(摩尔比)=5~50；更进一步优选地，所述氢型Y分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=3~50；更进一步优选地，所述氢型Beta分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100。

【技术特征摘要】
1.一种不同拓扑结构分子筛制备二乙氧基甲烷的方法，其特征在于，所述方法以二甲
氧基甲烷和乙醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二乙
氧基甲烷；不同拓扑结构的分子筛催化剂中硅和铝的原子比Si/Al=3~100；不同拓扑结构分
子筛分别为氢型MCM-22分子筛、氢型ZSM-35分子筛、氢型ZSM-5分子筛、氢型丝光沸石、氢型
Y沸石、氢型Beta分子筛中的一种或多种；不同拓扑结构分子筛催化剂的结构类型选自MWW、
FER、MFI、MOR、FAU、BEA中的至少一种；氢型MCM-22分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100；
更进一步优选地，所述氢型ZSM-35分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100；更进一步优选
地，所述氢型ZSM-5分子筛中硅和铝的原子比Si/Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，赵佳，姚杰，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21