一种甘油叔丁基醚的制备方法及其应用技术

本方案公开了一种甘油叔丁基醚的制备方法及其应用，涉及化工合成技术领域，针对现今石化柴油所存在的种种缺陷，该方法利用粗甘油和醚前碳四为反应原料，通过催化反应、闪蒸、精馏等步骤，获得具有生物质能的甘油叔丁基醚。同时再将所制备得到的甘油叔丁基醚应用到调和燃料中调和形成生物柴油。本发明专利技术所述的方法合成路线短，反应选择性好，成本低，产率高，质量高，原料来源简单，不涉及高压，工艺安全可靠，可操作性强，对环境影响低，具有极大的市场前景和经济价值。

Preparation of glycerol tert butyl ether and its application

A method for preparing tert-butyl glycerol ether and its application are disclosed, which relates to the technical field of chemical synthesis. In view of various defects existing in petrochemical diesel oil, the method uses crude glycerol and pre-ether carbon 4 as raw materials to obtain tert-glycerol with biomass energy through catalytic reaction, flash distillation and other steps. Butyl ether. At the same time, the prepared glycerin tert butyl ether is used in blending fuel to form biodiesel. The method has the advantages of short synthetic route, good reaction selectivity, low cost, high yield, high quality, simple raw material source, no high pressure, safe and reliable process, strong operability, low environmental impact, and great market prospect and economic value.

【技术实现步骤摘要】
一种甘油叔丁基醚的制备方法及其应用
本专利技术涉及化工领域，尤其是指一种甘油叔丁基醚的制备方法及其应用。
技术介绍
随着世界化石能源储量的日益减少，国际化石能源价格连连攀升，能源供应己成为全球关注的焦点之一。我国是一个化石能源严重短缺的国家，石化能源资源非常有限，需大量进口。随着石化能源资源的日益减少，我国能源供应问题将越来越突出，这一问题如果解决不好，必将严重影响国民经济的发展和国家安全。另一方面，化石能源的使用会对地球的生态环境造成很大的负面影响。因此，开发绿色可再生能源资源越来越受到世界各国的高度重视。生物柴油作为一种可再生能源，具有诸多优点：十六烷值高，抗爆性能好；燃点、闪点高，使用、运输和储存安全性能好；低温流动性好，适用范围广；具有较好的润滑性能，可降低运动机件的磨损，延长其使用寿命；与矿物柴油相容性好，可单独或以任意比与矿物柴油掺和使用，且掺和使用后可提高矿物柴油的润滑性和降低尾气污染；不含芳香烃，含硫低或不含硫，燃烧后有害物质排放量小；可生物降解、无毒性，对环境不会造成污染；原料主要来源于植物，对缓解温室效应，改善生态环境具有极其重要的意义。我国生物柴油产业刚刚起步，从生产技术工艺和装备来看，大部分仍采用传统的酸、碱催化酯化—中和、脱溶—沉降分离、水洗等工艺生产方法，产量小、能耗高、产品转化率低，资源和能源浪费严重。生物柴油原料主要以废弃油脂为主，废弃油脂里有大量的动物油脂，冷滤点偏高，无法改变。现有工艺制备的生物柴油BD100调合燃料，低温时会出现白色结晶析出物，在北方大部分地区冬季无法使用。大部分生物柴油生产厂因产品质量冷滤点等问题，冬季都处于停产状况，所以在现工艺状况生产、持续发展生物柴油方面的综合优势不够明显，没有取得应有的社会效益和经济效益。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：寻求一种基于生物反应原料的甘油叔丁基醚的新制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种甘油叔丁基醚(GTB)的制备方法，具体包括以下步骤：S1、预热，分别对反应原料醚前碳四和粗甘油进行反应前的预热；S2、反应，在催化剂作用下于反应器中进行合成反应；S3、闪蒸，对反应后所得的混合物进行闪蒸，分离得到气相和液相；S4、精馏，对所得液相进行加热、气化、冷凝得到甘油叔丁基醚；S5、后处理。进一步的，所述醚前碳四中异丁烯含量为40％～50％，所述粗甘油来源于油脂工业副产品，粗甘油中甘油含量为80％以上。进一步的，所述S1步骤中，醚前碳四和粗甘油两者的预热温度皆为50℃～90℃进一步的，所述S2反应步骤中，反应压力为1.8MPa～2.0MPa，反应温度为50℃～90℃。进一步的，所述S2反应步骤中，所述催化剂为固体酸催化剂，所述反应器为固定床反应器。进一步的，所述S2反应步骤中，所述固体酸催化剂为强酸性离子交换树脂，该催化剂以聚苯乙烯为骨架，并以SO3H基团作为功能基的一种。进一步的，所述S2反应步骤中，所述粗甘油中的甘油和醚前碳四中的异丁烯物质的量之比为1：3～1：5进一步的，所述S3步骤中闪蒸的温度为60℃～80℃、压力为-0.08MPa。进一步的，所述S4步骤中，精馏的温度为130～150℃、压力为-0.09MPa。最后，还公开了一种应用，即将上述方法所制备的甘油叔丁基醚作为一调和成分应用到调和燃料中，调和形成生物柴油。本方案公开了一种甘油叔丁基醚的制备方法及其应用，该方法利用粗甘油和醚前碳四为反应原料，通过催化反应、闪蒸、精馏等步骤，获得具有生物质能的甘油叔丁基醚。同时再将所制备得到的甘油叔丁基醚应用到调和燃料中调和形成生物柴油。本专利技术所述的方法合成路线短，反应选择性好，成本低，产率高，质量高，原料来源简单，不涉及高压，工艺安全可靠，可操作性强，对环境影响低，具有极大的市场前景和经济价值。附图说明下面结合附图详述本专利技术的具体流程图1为本专利技术一种甘油叔丁基醚的制备方法流程图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。一、甘油叔丁基醚的制备结合图1，为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种甘油叔丁基醚的制备方法，具体包括以下步骤：S1、预热，分别对反应原料醚前碳四和粗甘油进行反应前的预热，具体而言，醚前碳四和粗甘油两者的预热温度皆为50℃～90℃，使得反应原料在进入反应器中进行反应之前具有一定的初始温度，也使得反应原料被加热活化到一定的程度，有利于提高后续合成反应的速率。S2、反应，在固体酸催化剂作用下于固定床反应器中进行合成反应，其中反应压力为1.8MPa～2.0MPa，反应温度为50℃～90℃，其中，所述固体酸催化剂为强酸性离子交换树脂，该催化剂以聚苯乙烯为骨架，并以SO3H基团作为功能基的一种，该反应过程为合成的主要过程，此间，醚前碳四中的异丁烯与粗甘油进行醚化反应而生成甘油叔丁基醚，反应式为：该醚化反应步骤中，所述醚前碳四中异丁烯含量为40％～50％，所述粗甘油来源于油脂工业副产品，粗甘油中甘油含量为80％以上。所述粗甘油中的甘油和醚前碳四中的异丁烯物质的量之比为1：3～1：5，即在反应原料上，异丁烯需要相对过量，以充分保证粗甘油中的甘油可以反应完全。S3、闪蒸，对反应后所得的混合物进行闪蒸，分离得到气相和液相，其中，闪蒸的温度为60℃～80℃、压力为-0.08MPa。醚前碳四中的异丁烯与粗甘油中的甘油在醚化反应后，需要分离出反应产物，考虑到反应后所得混合物各成分的物力性质，主要是沸点，可先进行闪蒸而得到气相和液相，甘油叔丁基醚则存在于液相之中，而为反应的异丁烯及其它一些低沸点的烯烃物质也一同进入到气相之中。S4、精馏，对闪蒸所得包含有甘油叔丁基醚产物的液相进行精馏，即进行加热、气化、冷凝，从而分离得到所需产物甘油叔丁基醚，其中，精馏所采用的温度为130～150℃、压力为-0.09MPa。S5、后处理，包括如对得到的甘油叔丁基醚进行检测以及后续的存储等后续步骤。甘油叔丁基醚(GTB)的性质特点甘油叔丁基醚(GTB)的使用特点1)增加可溶性有机成份：减少碳量；2)突变性/致癌性:无；3)使用GTB的健康效应：无二氧化碳的净值增加；4)減少其他温室效应气体：一氧化碳、碳氢化合化物排放；5)柴油引擎比石化柴油的效率佳(40％vs28％)。二、甘油叔丁基醚在调和燃料中的应用此外，结合上述甘油叔丁基醚自身的性质，还具体公开了甘油叔丁基醚在调和燃料中的应用。包括：1)可与石化柴油、生物柴油调合燃料完全混合；2)既有的燃油分配系统仍可混合使用；3)GTB可以替代柴油机燃烧、增加润滑性；4)可以作为柴油助氧添加剂，能改善柴油的低温流动性。如GTB与0#柴油的调和，具体过程为：GTB甘油叔丁醚与0#柴油按20:80的质量比，通过计量系统泵入到调和釜中，在搅拌条件下两者互溶。同时还可以通过改变不同组分的比例，得到不同的的生物柴油，且其外观清澈透亮。并将其性质与国标柴油进行对比分析，结果如表1。表1从上述表1可以看出，甘油叔丁醚与0#柴油调合，化验分析馏程50％馏出温度、密度有所降低，其它油品技术质量分析项目得到改善。再如将BD100生物柴油调合燃料与0#柴油、GTB甘油叔丁醚产品实际性能数据进行对比，其结果如表2。表2从上述表2中数据可以看出：1)相比之下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甘油叔丁基醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、预热，分别对反应原料醚前碳四和粗甘油进行反应前的预热；S2、反应，在催化剂作用下于反应器中进行合成反应；S3、闪蒸，对反应后所得的混合物进行闪蒸，分离得到气相和液相；S4、精馏，对所得液相进行加热、气化、冷凝得到甘油叔丁基醚；S5、后处理。

【技术特征摘要】
1.一种甘油叔丁基醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、预热，分别对反应原料醚前碳四和粗甘油进行反应前的预热；S2、反应，在催化剂作用下于反应器中进行合成反应；S3、闪蒸，对反应后所得的混合物进行闪蒸，分离得到气相和液相；S4、精馏，对所得液相进行加热、气化、冷凝得到甘油叔丁基醚；S5、后处理。2.如权利要求1所述的甘油叔丁基醚的制备方法，其特征在于：所述醚前碳四中异丁烯含量为40％～50％，所述粗甘油来源于油脂工业副产品，粗甘油中甘油含量为80％以上。3.如权利要求1所述的甘油叔丁基醚的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中，醚前碳四和粗甘油两者的预热温度皆为50℃～90℃。4.如权利要求1所述的甘油叔丁基醚的制备方法，其特征在于：所述S2反应步骤中，反应压力为1.8MPa～2.0MPa，反应温度为50℃～90℃。5.如权利要求4所述的甘油叔丁基醚的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯彪，董研，肖阳，傅兵，肖放，傅浩，肖增钧，王晓平，
申请(专利权)人：深圳市前海博扬研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44