一种甲基叔丁基醚的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甲基叔丁基醚的制备方法，涉及化工技术领域。本发明专利技术以蒙脱土为载体，通过酸化、钛酸酯改性、纳米二氧化钛负载等步骤制成催化剂，该催化剂的活性和稳定性高于现有技术采用的苯乙烯‑二乙烯苯共聚物为基体的磺酸树脂，同时催化剂再生后可循环使用，得到的产品质量稳定，选择性好，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种甲基叔丁基醚的制备方法
：本专利技术涉及化工
，具体涉及一种甲基叔丁基醚的制备方法。
技术介绍
：甲基叔丁基醚又称2-甲氧基-2-甲基丙烷，英文名为tert-butylmethylether，简称MTBE，是一种重要化工原料，甲基叔丁基醚可用作分析溶剂、萃取剂，通过裂解可制备高纯异丁烯，还用于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸的生产。由于甲基叔丁基醚具有水溶性低，抗酸性强，抗氧化性强、毒性低、挥发性低，安全稳定，溶剂化能力强的特点，甲基叔丁基醚可替代乙醚、四氢呋喃、芳香烃、二氯甲烷等溶剂使用，是目前世界年产量最高的醚，并在一定时期内继续作为清洁汽油的主要组分。现有技术中，有许多制备MTBE的文献报导，常规化工业生产MTBE由异丁烯与甲醇在催化剂存在下进行加成反应生产得到，其中所使用的催化剂主要是以苯乙烯-二乙烯苯共聚物为基体的磺酸树脂，以Amberlyst-15、D72大孔酸性阳离子交换树脂的使用最为广泛，这些球状的共聚物树脂在甲基叔丁基醚的制备过程中存在以下缺点：反应温度仅限于90℃以下，温度升高会引起树脂催化剂失活；由于该反应为强放热反应，加大反应空速后反应温度难以得到有效控制，限制了生产能力的提高；所使用的树脂催化剂失活后不能再生，导致催化剂耗量大，成本高，不利于环保。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足提供一种甲基叔丁基醚的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种甲基叔丁基醚的制备方法，包括以下步骤：(1)载体的预处理：将蒙脱土用去离子水浸润10-30min，除去表面杂质，送入烘干箱中干燥至恒重后，粉碎，过100-150目筛；(2)载体的酸化：将过筛后的蒙脱土添加到质量分数25-40％的醋酸溶液中，70-80℃搅拌20-50min；(3)载体的改性：向步骤2混合溶液中加入钛酸酯偶联剂和过氧化二异丙苯，加热至回流状态，保温搅拌0.5-2h，趁热过滤，固体用去离子水和无水乙醇洗去杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性载体；(4)催化剂的制备：将改性载体加入到无水乙醇中，加入茶多酚和纳米二氧化钛，回流搅拌0.5-4h，冷却至30-35℃过滤，50℃真空干燥至恒重，即得到催化剂；(5)甲基叔丁基醚的制备：将步骤4得到的催化剂填充满带有保温层的不锈钢固定床积分反应器，将叔丁醇和甲醇的混合液进行气化，气化物进入带有保温层的固定床积分反应器内进行催化反应，反应后的气相产物经冷凝器冷凝后即可连续得到甲基叔丁基醚，不凝性气体经深冷后放空。所述蒙脱土、醋酸溶液、钛酸酯偶联剂、过氧化二异丙苯的质量比为20-40：80-200：5-10：0.1-0.2。所述改性载体、茶多酚、纳米二氧化钛的质量比为10-20：1-3：1-5。所述叔丁醇和甲醇混合液中叔丁醇和甲醇的质量比为60-70：80-100。不锈钢固定床积分反应器可采用现有技术中已有的固定床积分反应器，该固定床积分反应器需要带有保温层，其气化物在带有保温层的固定床积分反应器内进行催化反应。所述保温层的保温温度为110-120℃。酸处理时，醋酸会交换蒙脱土中的钙离子、钠离子形成孔道，使其产生许多小孔，同时氢离子还会溶解铝氧八面体中的部分无机离子，消弱层间的结合力，提高蒙脱土的表面活性；同时钛酸酯偶联剂在过氧化二异丙苯的作用下，发生分子间的偶合，键连在蒙脱土中，提升蒙脱土对有机物质的亲和性以及反应活性；在茶多酚的催化下，纳米二氧化钛负载在蒙脱土的小孔和间层中，二者结合能够明显加快甲基叔丁基醚的生成速率，提高甲基叔丁基醚的纯度，同时失活后该载体可以多次负载使用。所述叔丁醇和甲醇的混合液进行气化时，采用微量泵将叔丁醇和甲醇的混合液以0.9-1.0ml/g·h的空速压入蒸发器进行气化。本专利技术的有益效果是：本专利技术所制备催化剂的活性和稳定性高于现有技术采用的苯乙烯-二乙烯苯共聚物为基体的磺酸树脂，同时催化剂再生后可循环使用，得到的产品质量稳定，选择性好，适于工业化生产。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1(1)载体的预处理：将30g蒙脱土用去离子水浸润20min，除去表面杂质，送入烘干箱中干燥至恒重后，粉碎，过100-150目筛；(2)载体的酸化：将过筛后的蒙脱土添加到120g质量分数30％的醋酸溶液中，70℃搅拌40min；(3)载体的改性：向步骤2混合溶液中加入6g钛酸酯偶联剂和0.1g过氧化二异丙苯，加热至回流状态，保温搅拌2h，趁热过滤，固体用去离子水和无水乙醇洗去杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性载体；(4)催化剂的制备：将15g改性载体加入到无水乙醇中，加入1g茶多酚和2g纳米二氧化钛，回流搅拌4h，冷却至32℃过滤，50℃真空干燥至恒重，即得到催化剂；(5)甲基叔丁基醚的制备：将步骤4得到的催化剂填充到规格为D32mm×2mm×600mm带有保温层的不锈钢固定床积分反应器，用微量泵将叔丁醇和甲醇的混合液(叔丁醇∶甲醇＝60∶80，质量比比)以0.9ml/g·h的空速压入蒸发器进行气化，气化物进入带有保温层的固定床积分反应器内进行催化反应，反应后的气相产物经冷凝器冷凝后即可连续得到甲基叔丁基醚，不凝性气体经深冷后放空。甲基叔丁基醚的选择性为84.7％，叔丁醇的转化率为46.9％。实施例2(1)载体的预处理：将30g蒙脱土用去离子水浸润20min，除去表面杂质，送入烘干箱中干燥至恒重后，粉碎，过100-150目筛；(2)载体的酸化：将过筛后的蒙脱土添加到120g质量分数30％的醋酸溶液中，70℃搅拌40min；(3)载体的改性：向步骤2混合溶液中加入6g钛酸酯偶联剂和0.1g过氧化二异丙苯，加热至回流状态，保温搅拌2h，趁热过滤，固体用去离子水和无水乙醇洗去杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性载体；(4)催化剂的制备：将15g改性载体加入到无水乙醇中，加入1g茶多酚和3g纳米二氧化钛，回流搅拌4h，冷却至32℃过滤，50℃真空干燥至恒重，即得到催化剂；(5)甲基叔丁基醚的制备：将步骤4得到的催化剂填充到规格为D32mm×2mm×600mm带有保温层的不锈钢固定床积分反应器，用微量泵将叔丁醇和甲醇的混合液(叔丁醇∶甲醇＝60∶80，质量比比)以0.9ml/g·h的空速压入蒸发器进行气化，气化物进入带有保温层的固定床积分反应器内进行催化反应，反应后的气相产物经冷凝器冷凝后即可连续得到甲基叔丁基醚，不凝性气体经深冷后放空。甲基叔丁基醚的选择性为85.0％，叔丁醇的转化率为47.3％。对照例1(1)载体的预处理：将30g蒙脱土用去离子水浸润20min，除去表面杂质，送入烘干箱中干燥至恒重后，粉碎，过100-150目筛；(2)载体的酸化：将过筛后的蒙脱土添加到120g质量分数30％的醋酸溶液中，70℃搅拌40min；(3)催化剂的制备：将15g改性载体加入到无水乙醇中，加入1g茶多酚和2g纳米二氧化钛，回流搅拌4h，冷却至32℃过滤，50℃真空干燥至恒重，即得到催化剂；(4)甲基叔丁基醚的制备：将步骤4得到的催化剂填充到规格为D32mm×2mm×600mm带有保温层的不锈钢固定床积分反应器，用微量泵将叔丁醇和甲醇的混合液(叔丁醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲基叔丁基醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)载体的预处理：将蒙脱土用去离子水浸润10‑30min，除去表面杂质，送入烘干箱中干燥至恒重后，粉碎，过100‑150目筛；(2)载体的酸化：将过筛后的蒙脱土添加到质量分数25‑40％的醋酸溶液中，70‑80℃搅拌20‑50min；(3)载体的改性：向步骤2混合溶液中加入钛酸酯偶联剂和过氧化二异丙苯，加热至回流状态，保温搅拌0.5‑2h，趁热过滤，固体用去离子水和无水乙醇洗去杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性载体；(4)催化剂的制备：将改性载体加入到无水乙醇中，加入茶多酚和纳米二氧化钛，回流搅拌0.5‑4h，冷却至30‑35℃过滤，50℃真空干燥至恒重，即得到催化剂；(5)甲基叔丁基醚的制备：将步骤4得到的催化剂填充满带有保温层的不锈钢固定床积分反应器，将叔丁醇和甲醇的混合液进行气化，气化物进入带有保温层的固定床积分反应器内进行催化反应，反应后的气相产物经冷凝器冷凝后即可连续得到甲基叔丁基醚，不凝性气体经深冷后放空。

【技术特征摘要】
1.一种甲基叔丁基醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)载体的预处理：将蒙脱土用去离子水浸润10-30min，除去表面杂质，送入烘干箱中干燥至恒重后，粉碎，过100-150目筛；(2)载体的酸化：将过筛后的蒙脱土添加到质量分数25-40％的醋酸溶液中，70-80℃搅拌20-50min；(3)载体的改性：向步骤2混合溶液中加入钛酸酯偶联剂和过氧化二异丙苯，加热至回流状态，保温搅拌0.5-2h，趁热过滤，固体用去离子水和无水乙醇洗去杂质，50℃真空干燥至恒重，即得到改性载体；(4)催化剂的制备：将改性载体加入到无水乙醇中，加入茶多酚和纳米二氧化钛，回流搅拌0.5-4h，冷却至30-35℃过滤，50℃真空干燥至恒重，即得到催化剂；(5)甲基叔丁基醚的制备：将步骤4得到的催化剂填充满带有保温层的不锈钢固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄帮义，
申请(专利权)人：安徽海德化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34