聚甲氧基二甲醚的合成與脫酸
發(fā)布時(shí)間: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,且與柴油性質(zhì)非常接近,可直接完全混溶,它能提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率,減少柴油車排放尾氣中污染物的排放,是一種極有前景的柴油添加劑。合成聚甲氧基二甲醚的難點(diǎn)在于低成本原料和催化劑的選擇及產(chǎn)物中一定量有機(jī)酸的脫除,本文考察了一種以當(dāng)前產(chǎn)能過(guò)剩的化工產(chǎn)品二甲醚(DME)為原料,通過(guò)非均相催化劑分子篩等合成聚甲氧基二甲醚的方法,并研制出了廉價(jià)、高效、容易再生的吸附劑,用來(lái)脫除產(chǎn)物中的有機(jī)酸,確保聚甲氧基二甲醚的質(zhì)量能夠達(dá)到柴油國(guó)標(biāo)對(duì)酸度的要求。1、以二甲醚與氧氣為原料制備聚甲氧基二甲醚的過(guò)程分為兩段進(jìn)行,使用負(fù)載錫的MgO-A1203載體做第一段反應(yīng)的催化劑,在合適的制備條件(錫的負(fù)載量23%)和最優(yōu)的反應(yīng)工藝(反應(yīng)溫度270℃、反應(yīng)壓力0.3MPa、醚氧體積比50:20)條件下,可以生成甲縮醛(DMM)、甲酸甲酯(MF)、甲醛(FA)等產(chǎn)物;第二段反應(yīng)在第一段得到的液體產(chǎn)物中加入一定比例的DMM,以分子篩Hβ等做催化劑,在反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)(反應(yīng)溫度80℃,反應(yīng)壓力0.2MPa),可得到PODE3~8的二段產(chǎn)物。2、使用一系列各物料配比不...
【文章來(lái)源】:廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:97 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2聚甲氧基二甲醚合成中的副反應(yīng)|52’56,571??Figure?1.2?Side?reactions?during?PODEn?synthesis!52,?56’571??
Dimethyl?ether?Methyl?formate??圖1.2聚甲氧基二甲醚合成中的副反應(yīng)|52’56,571??Figure?1.2?Side?reactions?during?PODEn?synthesis。担玻?56’571??合成聚甲氧基二甲醚的過(guò)程中會(huì)有一些影響收率的副反應(yīng)發(fā)生,如圖1.2所??示。在酸性環(huán)境中,甲醇脫水生成二甲醚156—581,而甲醛通過(guò)Tishchenko反應(yīng)可??以生成甲酸甲酯17,59],甲醛和甲醇通過(guò)氧化反應(yīng)生成甲酸,并能進(jìn)一步分解成一??氧化碳或二氧化碳157,581,甲酸也可以通過(guò)酯化反應(yīng)生成甲酸甲酯。如圖1.3所示,??6??
Arvidson等1651以多聚甲醛和甲縮醛為反應(yīng)原料,選擇Amberlite??IR120為??催化劑,考察了原料組合、原料比、反應(yīng)時(shí)間以及多種助催化劑對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影??響,最終他們發(fā)現(xiàn)鹵化鋰對(duì)合成聚甲氧基二甲醚有助催化作用,機(jī)理如圖1.4所??示:??HOKMT+CH3OCH2OCHj??■?Br?^?f?-??Li?-O-CH,???HOCH^CH,??CHjOCHj?」???????SijOCHj??▼??CHjOCHjOCH,OCHj+H*??圖1.4鹵化鋰的助催化機(jī)理1651??Figure?1.4?The?co-catalyst?mechanism?of?LiBr|fu?|??Burger等比較了?Amberlyst?36(A36)和46(A46)在聚甲氧基二甲醚合成反??應(yīng)中的催化效果%,在同樣的條件下,與A46相比,A36會(huì)多出1?2wt%的副產(chǎn)??品甲酸甲酯,他們認(rèn)為這是A36微孔中磺化活性位點(diǎn)的催化作用引起的,而A46??微孔中沒(méi)有活性位點(diǎn),故副產(chǎn)物很少。??選擇離子交換樹(shù)脂做P〇DEn合成反應(yīng)的催化劑主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):(1)廉價(jià)??易得,腐蝕性。唬ǎ玻┺D(zhuǎn)化率和選擇性都較高;(3)催化劑可以重復(fù)使用,并且??產(chǎn)物容易分離。但是離子交換樹(shù)脂的耐熱性、耐壓性等物理特性滿足不了工業(yè)催??化劑的要求:67。??1.2.?2.?3離子液體??與液體酸相比
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二甲醚氧化制聚甲氧基二甲醚的研究進(jìn)展[J]. 高秀娟,王文峰,張振洲,張清德,譚猗生,韓怡卓. 石油化工. 2017(02)
[2]高酸原油脫酸工藝條件優(yōu)化[J]. 鄭盟主,戴俊峰,袁宏強(qiáng),馬永清,王亞波,趙永平. 石油化工應(yīng)用. 2016(05)
[3]甲醇制備甲酸甲酯、甲縮醛和聚甲醛二甲醚的催化反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 武建兵,吳志偉,王瑞義,師瑞萍,秦張峰,朱華青,董梅,樊衛(wèi)斌,王建國(guó). 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[4]綏中36-1原油減三線餾分油催化加氫脫酸研究[J]. 費(fèi)亞南,孫國(guó)方,李孝國(guó),于海斌. 石油煉制與化工. 2014(05)
[5]油品脫酸工藝研究進(jìn)展[J]. 雒亞?wèn)|,葉劍利,張雁玲,傅饒. 安全、健康和環(huán)境. 2013(12)
[6]淺談柴油脫酸技術(shù)[J]. 李兵朋,梁國(guó)華,夏維武. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2013(12)
[7]聚甲氧基二甲醚研究進(jìn)展[J]. 史高峰,陳英贊,陳學(xué)福,張梅,張興潛. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2012(02)
[8]無(wú)機(jī)堿非水溶液脫除高酸原油中的環(huán)烷酸[J]. 汪恭群,沈本賢,產(chǎn)圣,凌昊. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2010(03)
[9]常二線餾分油纖維膜接觸器脫酸技術(shù)的優(yōu)化研究[J]. 唐曉東,王萍萍,汪芳,卿大勇. 石油煉制與化工. 2010(04)
[10]超聲波在高酸原油酯化脫酸中的應(yīng)用研究[J]. 謝麗,張偉,李子鋒,慕旭宏. 石油煉制與化工. 2010(01)
本文編號(hào):3301505
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【部分圖文】:
圖1.2聚甲氧基二甲醚合成中的副反應(yīng)|52’56,571??Figure?1.2?Side?reactions?during?PODEn?synthesis!52,?56’571??
Dimethyl?ether?Methyl?formate??圖1.2聚甲氧基二甲醚合成中的副反應(yīng)|52’56,571??Figure?1.2?Side?reactions?during?PODEn?synthesis。担玻?56’571??合成聚甲氧基二甲醚的過(guò)程中會(huì)有一些影響收率的副反應(yīng)發(fā)生,如圖1.2所??示。在酸性環(huán)境中,甲醇脫水生成二甲醚156—581,而甲醛通過(guò)Tishchenko反應(yīng)可??以生成甲酸甲酯17,59],甲醛和甲醇通過(guò)氧化反應(yīng)生成甲酸,并能進(jìn)一步分解成一??氧化碳或二氧化碳157,581,甲酸也可以通過(guò)酯化反應(yīng)生成甲酸甲酯。如圖1.3所示,??6??
Arvidson等1651以多聚甲醛和甲縮醛為反應(yīng)原料,選擇Amberlite??IR120為??催化劑,考察了原料組合、原料比、反應(yīng)時(shí)間以及多種助催化劑對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影??響,最終他們發(fā)現(xiàn)鹵化鋰對(duì)合成聚甲氧基二甲醚有助催化作用,機(jī)理如圖1.4所??示:??HOKMT+CH3OCH2OCHj??■?Br?^?f?-??Li?-O-CH,???HOCH^CH,??CHjOCHj?」???????SijOCHj??▼??CHjOCHjOCH,OCHj+H*??圖1.4鹵化鋰的助催化機(jī)理1651??Figure?1.4?The?co-catalyst?mechanism?of?LiBr|fu?|??Burger等比較了?Amberlyst?36(A36)和46(A46)在聚甲氧基二甲醚合成反??應(yīng)中的催化效果%,在同樣的條件下,與A46相比,A36會(huì)多出1?2wt%的副產(chǎn)??品甲酸甲酯,他們認(rèn)為這是A36微孔中磺化活性位點(diǎn)的催化作用引起的,而A46??微孔中沒(méi)有活性位點(diǎn),故副產(chǎn)物很少。??選擇離子交換樹(shù)脂做P〇DEn合成反應(yīng)的催化劑主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):(1)廉價(jià)??易得,腐蝕性。唬ǎ玻┺D(zhuǎn)化率和選擇性都較高;(3)催化劑可以重復(fù)使用,并且??產(chǎn)物容易分離。但是離子交換樹(shù)脂的耐熱性、耐壓性等物理特性滿足不了工業(yè)催??化劑的要求:67。??1.2.?2.?3離子液體??與液體酸相比
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二甲醚氧化制聚甲氧基二甲醚的研究進(jìn)展[J]. 高秀娟,王文峰,張振洲,張清德,譚猗生,韓怡卓. 石油化工. 2017(02)
[2]高酸原油脫酸工藝條件優(yōu)化[J]. 鄭盟主,戴俊峰,袁宏強(qiáng),馬永清,王亞波,趙永平. 石油化工應(yīng)用. 2016(05)
[3]甲醇制備甲酸甲酯、甲縮醛和聚甲醛二甲醚的催化反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 武建兵,吳志偉,王瑞義,師瑞萍,秦張峰,朱華青,董梅,樊衛(wèi)斌,王建國(guó). 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(07)
[4]綏中36-1原油減三線餾分油催化加氫脫酸研究[J]. 費(fèi)亞南,孫國(guó)方,李孝國(guó),于海斌. 石油煉制與化工. 2014(05)
[5]油品脫酸工藝研究進(jìn)展[J]. 雒亞?wèn)|,葉劍利,張雁玲,傅饒. 安全、健康和環(huán)境. 2013(12)
[6]淺談柴油脫酸技術(shù)[J]. 李兵朋,梁國(guó)華,夏維武. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2013(12)
[7]聚甲氧基二甲醚研究進(jìn)展[J]. 史高峰,陳英贊,陳學(xué)福,張梅,張興潛. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2012(02)
[8]無(wú)機(jī)堿非水溶液脫除高酸原油中的環(huán)烷酸[J]. 汪恭群,沈本賢,產(chǎn)圣,凌昊. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2010(03)
[9]常二線餾分油纖維膜接觸器脫酸技術(shù)的優(yōu)化研究[J]. 唐曉東,王萍萍,汪芳,卿大勇. 石油煉制與化工. 2010(04)
[10]超聲波在高酸原油酯化脫酸中的應(yīng)用研究[J]. 謝麗,張偉,李子鋒,慕旭宏. 石油煉制與化工. 2010(01)
本文編號(hào):3301505
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