一种制备二丁氧基甲烷的方法技术

一种制备二丁氧基甲烷的方法，涉及一种制备甲烷的方法，所述方法包括以下过程：以二甲氧基甲烷和正丁醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二丁氧基甲烷；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较为单一，选择性高，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备甲烷的方法，特别是涉及一种制备二丁氧基甲烷的方法。
技术介绍
二丁氧基甲烷(又名丁缩醛)是一种重要的化工原料，英文名：dibutoxymethane，结构式：CH3(CH2)3OCH2O(CH2)3CH3。二丁氧基甲烷为无色透明液体，气味温和，类似水果味。沸点180℃，密度0.84g/cm3，闪点60℃。微溶于水，性质稳定，需避免接触氧化剂，热分解温度300℃。其应用主要分两类：一类是作为溶剂，另一类是作为反应原料。作为溶剂，二丁氧基甲烷可作为一种用于铸芯骨料和粘合剂的很好的溶剂。作为燃料添加剂，可以有效减少柴油燃料燃烧过程中颗粒的排放，能提高柴油的十六烷值。作为反应原料，二丁氧基甲烷也被用作制备柴油添加剂聚甲醛二烷基醚的原料。目前我国有关二丁氧基甲烷的合成及应用研究较少。因此,加强开发二丁氧基甲烷的基础及应用研究都具有十分重要的意义。经查阅专利文献得知，二乙氧基甲烷的合成方法主要有二氯甲烷法、二甲亚砜法、醇醛缩合法几种，分别介绍如下：(1)二氯甲烷法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,产物二乙氧基甲氧基甲烷收率低不适合工业化生产。(2)二甲亚砜法此法是二甲亚砜在酸性介质下加热分解为甲醛后与丁醇反应生成二丁氧基甲烷。由于原料二甲亚砜转化率不高，且产物选择性和收率均极低，不利于大规模生产。<br>(3)醇醛缩合法该法是丁醇与甲醛在以酸为催化剂下反应可制备二丁氧基甲烷。酸催化法操作简单，反应时间短，收率高，但该方法中甲醛水水溶液中含有大量的水，产品难以分离，能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备二丁氧基甲烷的方法，本专利技术产物较为单一，选择性高，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。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种制备二丁氧基甲烷的方法，所述方法包括以下过程：以二甲氧基甲烷和正丁醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二丁氧基甲烷；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。所述的一种制备二丁氧基甲烷的方法，所述更进一步优选地：氢型ZSM-35分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100；氢型ZSM-5分子筛中硅和铝的原子比Si/Al(摩尔比)=5~100；氢型丝光沸石中硅和铝的原子比Si/Al(摩尔比)=5~50；氢型Y分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=3~50；氢型Beta分子筛中硅和铝的原子比Si/Al=5~100。所述的一种制备二丁氧基甲烷的方法，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，可以是氩气，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。所述的一种制备二丁氧基甲烷的方法，所述原料二甲氧基甲烷和正丁醇摩尔比为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丁氧基甲烷的新方法。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-丝光沸石催化剂时反应压力对二丁氧基甲烷选择性的影响图。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。本专利技术提供了一种由二甲氧基甲烷和正丁醇反应制备二丁氧基甲烷的新方法。包括使所述原料二甲氧基甲烷、正丁醇和以惰性气体作为填充气，通过载有催化剂的反应器，在反应温度为0～160℃和反应压力为0.1～10.0MPa下，反应生成二丁氧基甲烷。在优选实施方案中，所述催化剂为不同拓扑结构的分子筛。在优选实施方案中，所述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。在优选实施方案中，所述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。进一步优选地，所述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。更进一步优选地，所述氢型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。在优选实施方案中，所述反应温度为0～160℃，反应压力为0.1～10.0MPa。在优选实施方案中，所述填充气为惰性气体，可以是氩气，氦气，二氧化碳，或者N2混合气中的一种或者混合气。在优选实施方案中，所述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。本专利技术方法采用不同拓扑结构的分子筛为催化剂，以二甲氧基甲烷和正丁醇为原料高选择性地制备得到二丁氧基甲烷有机物。产物简单，副反应较少，所需产物二丁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。具体实例如下本申请提供了一种使用不同拓扑结构的分子筛催化剂，由二甲氧基甲烷和正丁醇制备二丁氧基甲烷的方法。在本专利技术的反应中，原料发生下列反应：具体地，如上式所示。式(5)表示原料二甲氧基甲烷和正丁醇以摩尔比为1:2反应，生成摩尔比为1:2的二丁氧基甲烷和甲醇，式(4)表示原料二甲氧基甲烷和正丁醇以摩尔比为1:1反应，生成摩尔比为1:1的丁氧基甲氧基甲烷和甲醇。随着反应温度的逐渐升高，催化剂活性显著提高。从以上反应过程可以看出，由原料二甲氧基甲烷和乙醇反应后得到的混合物为：二丁氧基甲烷、丁氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二丁氧基甲烷的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：以二甲氧基甲烷和正丁醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二丁氧基甲烷；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。

【技术特征摘要】
1.一种制备二丁氧基甲烷的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：以二甲氧基甲
烷和正丁醇为原料，在温度和压力下，以不同拓扑结构的分子筛做为催化剂，制备二丁氧基
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。
2.根据权利要求1所述的一种制备二丁氧基甲烷的方法，其特征在于，所述更进一步优
选地：氢型ZSM-35分子筛中硅和铝的原子比Si...

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