一种4‑丁基‑1，3‑二氧六环的分离方法技术

本发明专利技术公开一种4‑丁基‑1,3‑二氧六环的分离方法，采用柱层析分离或精馏的方式一次性将未反应的原料与产物分离，其分离过程具有简单易行、对设备腐蚀小、分离效率高、单耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源化工
，具体涉及一种4-丁基-1,3-二氧六环的分离方法。
技术介绍
柴油车在高原地区运行时，由于大气压力低，氧气进量少，燃料燃烧不完全，导致其出现动力性下降显著、冒黑烟严重和使用寿命缩短等问题。以海拔高度3000m为例，其大气压力为内地的70％，空气密度为内地的74％，柴油车动力性下降30％以上。含氧燃料与柴油按照一定比例调合，在高原地区可以提高发动机的动力性，降低黑烟排放，提高发动机使用寿命。目前报道的含氧燃料有聚甲氧基二烷基醚(PODEn)，其化学通式为CmH2m-1O(CH2O)nCmH2m-1(n为1到8的整数，m为2到5的整数)，是一种高沸点无色或淡黄色无刺激性气味的可燃液体。PODEn的含氧量高，同时具有闪点高、十六烷值高、凝点低、冷滤点低、密度适中的优点；与柴油的互溶性好，调合品质优于超低硫柴油。目前报道比较多的聚甲氧基二烷基醚为聚甲氧基二甲基醚，即封端基团为甲基，其分离成本低，适合平原地区使用。由于聚甲氧基二甲基醚的封端基团碳链过短，导致其与柴油的低温(低于-20℃)互溶性较差。高原地区在进入冬季后的气温往往低于-20℃(极端天气可达-40℃)，高比例的聚甲氧基二甲基醚与柴油的调合燃料会出现分层的现象，不适合在高原地区冬季使用。因此，开发新型含氧燃料成为人们研究的重点。
技术实现思路
本专利技术利用柱层析分离或减压精馏分离的方法，分离出以1-己烯和多聚甲醛为原料合成的产物中的4-丁基-1,3-二氧六环。该化合物是一种具有高闪点、高十六烷值、高含氧量、低凝点和冷滤点的特种含氧燃料。本专利技术对检测该产品更多方面的性质和该产品的工业化具有重要的意义。本专利技术具体技术方案如下：一种4-丁基-1,3-二氧六环的分离方法，分离的主产物4-丁基-1,3-二氧六环是以1-己烯和多聚甲醛为反应原料，产物是4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，该产物含有两个氧的六元环状化合物，该化合物带有一个四个碳的直链支链；反应过程为：以1-己烯和多聚甲醛作为原料，选用苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、H-β分子筛、H-Y分子筛中的一种或几种作为催化剂在釜式反应器中进行反应，控制反应温度为50～200℃，反应压力为0.5～2MPa，反应时间为2～10h，1-己烯和多聚甲醛的质量摩尔比为1:0.5～1:4，催化剂用量占原料质量比为1～5％；其反应通式为：分离方法为柱层析分离：取出上述4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，用胶头滴管均匀的把产物滴到柱层析的液面上，滴加完了之后打开柱层析旋塞，让液体流出至产物的液面和硅胶的液面刚好水平后停止，然后用石英砂小心的把液面覆盖均匀，加入乙酸乙酯和石油醚混合的溶液作为洗脱剂，接上加压装置，打开旋钮开始进行柱层析分离，在柱层析分离的过程中需要均匀的加入洗脱剂，是防止硅胶液面将硅胶的液面给冲坏，并且需要一直保持洗脱剂要淹没硅胶，在加压的过程中要保持流出液均匀流出并用试管承接流出液，最后的产物经旋转蒸发仪、油泵除去低沸点的组分，产物纯度能到达90％以上。柱层析所用硅胶的颗粒度200～300目，所用的石英砂粒度20～40目，石油醚选取馏程为60～900C，乙酸乙酯的纯度为分析纯。柱层析分离层析柱的柱长为40～60cm，直径为15～40mm。所述的柱层析分离的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯，其体积比例为30:1～100:1。所述的4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物进入到层析柱中其加入的量为0.5～3g。一种4-丁基-1,3-二氧六环的分离方法，分离的主产物4-丁基-1,3-二氧六环是以1-己烯和多聚甲醛为反应原料，产物是4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，该产物含有两个氧的六元环状化合物，该化合物带有一个四个碳的直链支链；反应过程为：以1-己烯和多聚甲醛作为原料，选用苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂、H-β分子筛、H-Y分子筛中的一种或几种作为催化剂在釜式反应器中进行反应，控制反应温度为50～200℃，反应压力为0.5～2MPa，反应时间为2～10h，1-己烯和多聚甲醛的质量摩尔比为1:0.5～1:4，催化剂用量占原料质量比为1～5％；其反应通式为：分离方法为减压精馏分离：取出上述4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，加入到减压精馏塔中，精馏塔分为4节，控制塔釜温度为70～230℃，塔节1加热温度为60～130℃，塔节2加热温度为60～130℃，塔节3加热温度为60～130℃，塔节4加热温度为60～130℃，减压精馏塔中的压力为60～90mmHg，塔顶收集80～120℃的馏分。产物的纯度能达到80％以上。采用减压精馏的方法，分离纯度较高，有利于工业化生产产品。本专利技术的有益效果：分离产物纯度高达90％，而该化合物是一种具有高闪点、高十六烷值、高含氧量、低凝点和冷滤点的特种含氧燃料。本专利技术对检测该产品更多方面的性质和该产品的工业化具有重要的意义。采用柱层析分离或精馏的方式一次性将未反应的原料与产物分离，其分离过程具有简单易行、对设备腐蚀小、分离效率高、单耗低等优点。具体实施方式下面结合本专利技术的优选实施例进一步说明本专利技术。实施例1取4-丁基-1,3-二氧六环含量为16.44wt％的产品进行减压精馏，取500mL的混合产物加入到减压精馏塔中，控制塔釜温度为160℃，塔节1加热温度为110℃，塔节2加热温度为90℃，塔节3加热温度为90℃，塔节4加热温度为90℃。利用真空泵使得体系中的压强为80mmHg。控制精馏的回流比为1:5。塔顶收集90℃的馏分。塔顶产物馏分的浓度能达到80.32％，产物的含量和分离的纯度如表1所示。实施例2取出上述4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，用胶头滴管均匀的把产物滴到柱层析的液面上，滴加完了之后打开柱层析旋塞，让液体流出至产物的液面和硅胶的液面刚好水平后停止，然后用石英砂小心的把液面覆盖均匀，加入乙酸乙酯和石油醚混合的溶液作为洗脱剂，接上加压装置，打开旋钮开始进行柱层析分离，在柱层析分离的过程中需要均匀的加入洗脱剂，是防止硅胶液面将硅胶的液面给冲坏，并且需要一直保持洗脱剂要淹没硅胶，在加压的过程中要保持流出液均匀流出并用试管承接流出液，最后的产物经旋转蒸发仪、油泵除去低沸点的组分。其中，4-丁基-1,3-二氧六环含量为16.23wt％的产品1g，加入到层析柱中，柱层析所用硅胶的颗粒度200～300目，所用的石英砂粒度20～40目，石油醚选取馏程为60～900C，乙酸乙酯的纯度为分析纯。层析柱的柱长为60cm直径为25mm。并加入石油醚和乙酸乙酯体积比为50:1的洗脱剂进行分离，产物的含量和分离的纯度如表1所示。实施例3取出上述4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，用胶头滴管均匀的把产物滴到柱层析的液面上，滴加完了之后打开柱层析旋塞，让液体流出至产物的液面和硅胶的液面刚好水平后停止，然后用石英砂小心的把液面覆盖均匀，加入乙酸乙酯和石油醚混合的溶液作为洗脱剂，接上加压装置，打开旋钮开始进行柱层析分离，在柱层析分离的过程中需要均匀的加入洗脱剂，是防止硅胶液面将硅胶的液面给冲坏，并且需要一直保持洗脱剂要淹没硅胶，在加压的过程中要保持流出液均匀流出并用试管承接流出液，最后的产物经旋转蒸发仪、油泵除去低沸点的组分。其中，4-丁基-1,3-二氧六环含量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种4‑丁基‑1,3‑二氧六环的分离方法，其特征在于：分离的主产物4‑丁基‑1,3‑二氧六环是以1‑己烯和多聚甲醛为反应原料，产物是4‑丁基‑1,3‑二氧六环反应混合产物，该产物含有两个氧的六元环状化合物，该化合物带有一个四个碳的直链支链；分离方法为柱层析分离：取出上述4‑丁基‑1,3‑二氧六环反应混合产物，用胶头滴管均匀的把产物滴到柱层析的液面上，滴加完了之后打开柱层析旋塞，让液体流出至产物的液面和硅胶的液面刚好水平后停止，然后用石英砂小心的把液面覆盖均匀，加入乙酸乙酯和石油醚混合的溶液作为洗脱剂，接上加压装置，打开旋钮开始进行柱层析分离，在柱层析分离的过程中需要均匀的加入洗脱剂，是防止硅胶液面将硅胶的液面给冲坏，并且需要一直保持洗脱剂要淹没硅胶，在加压的过程中要保持流出液均匀流出并用试管承接流出液，最后的产物经旋转蒸发仪、油泵除去低沸点的组分。

【技术特征摘要】
1.一种4-丁基-1,3-二氧六环的分离方法，其特征在于：分离的主产物4-丁基-1,3-二氧六环是以1-己烯和多聚甲醛为反应原料，产物是4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，该产物含有两个氧的六元环状化合物，该化合物带有一个四个碳的直链支链；分离方法为柱层析分离：取出上述4-丁基-1,3-二氧六环反应混合产物，用胶头滴管均匀的把产物滴到柱层析的液面上，滴加完了之后打开柱层析旋塞，让液体流出至产物的液面和硅胶的液面刚好水平后停止，然后用石英砂小心的把液面覆盖均匀，加入乙酸乙酯和石油醚混合的溶液作为洗脱剂，接上加压装置，打开旋钮开始进行柱层析分离，在柱层析分离的过程中需要均匀的加入洗脱剂，是防止硅胶液面将硅胶的液面给冲坏，并且需要一直保持洗脱剂要淹没硅胶，在加压的过程中要保持流出液均匀流出并用试管承接流出液，最后的产物经旋转蒸发仪、油泵除去低沸点的组分。2.权利要求1所述4-丁基-1,3-二氧六环的分离方法，其特征在于：柱层析所用硅胶的颗粒度200～300目，所用的石英砂粒度20～40目，石油醚选取馏程为60～90℃，乙酸乙酯的纯度为分析纯。3.根据权利要求1所述的4-丁基-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊春华，夏洋峰，安高军，鲁长波，姜翠玉，商红岩，李俊，王旭东，周友杰，
申请(专利权)人：中央军委后勤保障部油料研究所，中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：北京;11