[发明专利]环戊基甲醚的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及环戊基甲醚的生产方法。

背景技术

环戊基甲醚(CPME)是一种新型的疏水性醚类溶剂，同时也是一种更加环保的溶剂，可用于替代四氢呋喃，甲基四氢呋喃，甲基叔丁基醚和二噁烷等作为反应溶剂，用于格式反应，偶联反应，偶联胺化反应，金属还原等反应。同时CPME还用于萃取、结晶、金属表面处理等过程。

美国专利US20080312125A1介绍了一种CPME的合成方法。以含水量低于5％的强酸性阳离子交换树脂作催化剂，在釜式反应器中，在环戊烯和甲醇的摩尔比为1:20，反应压力2.5MPa，反应温度为120℃时，反应的收率达到30％。US20050065060A1则采用固定床反应器，考察了不同种类的强酸性阳离子树脂及树脂含水量对醚化反应的影响。

欧洲专利EP1405840A1和美国US7494962B2详细介绍了采用固定床反应器由环戊烯和甲醇制备CPME的工艺。在以强酸性阳离子交换树脂为催化剂，环戊烯与甲醇的摩尔比为1.6:1，体积空速为0.01h^-1,常压和反应温度在90℃的条件下，甲醇的转化率可达83.6％，CPME的总收率可达75.5％，CPME的选择性可达94.9％，且可得到纯度为99％以上CPME产品,但结果因体积空速过低,工业应用价值不高。据日本ZEON公司专利WO2007058251A1的介绍，采用固定床反应器，当空速GHSV为200h^-1时,环戊烯的转化率为14.6％,且只有将原料中双烯烃含量控制在20ppm以下,催化剂的稳定性可以提高,但仍然存在催化剂活性下降的现象。

在以强酸性阳离子交换树脂为催化剂，由环戊烯与甲醇生产CPME的同时，原料环戊烯所含的其它单烯烃，在醚化反应条件下会发生各自或相互间齐聚或聚合反应，上述方法在一般情况下树脂催化剂会因齐聚物或聚合物在催化剂表面的累积，堵塞树脂催化剂的孔道而逐渐丧失活性。催化剂使用寿命短，需频繁更换催化剂，工业化实用价值较低。

发明内容

本发明提供了环戊基甲醚的生产方法，本发明所要解决的技术问题是提供一种由环戊烯和甲醇在强酸性阳离子交换树脂催化剂表面上经醚化反应生产环戊基甲醚的方法。

以下是本发明具体的技术方案：

环戊基甲醚的生产方法，该方法依次包括以下步骤：

1)醚化：环戊烯与甲醇混合并加热气化后通过强酸性阳离子交换树脂固定床进行醚化反应生成环戊基甲醚，物料的体积液时空速控制为0.5～4.0hr^-1，系统压力控制为0.01～0.10MPa，进料温度为75～90℃，环戊烯与甲醇的摩尔比为1∶0.5～0.8。

2)再生：在醚化反应中，当环戊烯单程转化率降至10.0％以下时，停止进料，对催化剂进行再生，再生条件为：再生溶剂采用醚化反应原料，物料的体积液时空速控制为0.1～1.0hr^-1，系统压力控制为0.3～1.0MPa，进料温度为20～90℃，再生时间为10～30小时。

上述步骤1)中所述的物料的体积液时空速最好控制为0.8～3.0hr^-1，系统压力最好控制为0.02～0.06MPa，进料温度最好为80～85℃。

上述步骤2)中所述的物料的体积液时空速最好控制为0.3～0.8hr^-1，系统压力最好控制为0.5～0.8MPa，进料温度最好为30～80℃，再生时间最好为16～25小时。

上述步骤1)所述的强酸性阳离子交换树脂的粒径一般为0.40～1.25mm，树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g。

发明人通过大量实验发现，在环戊烯与甲醇的醚化反应时，影响强酸性阳离子交换树脂醚化催化剂活性稳定性的主要因素有以下四个：1)原料的酸碱性：如环戊烯或甲醇原料带入有机碱性化合物将使树脂的活性快速下降；2)原料或催化剂含水量过高同样会严重影响树脂的催化活性，但这类失活是可逆性失活，可通过移出原料或树脂床层的水来使树脂活性恢复；3)环戊烯中所含的其它单烯烃在醚化时发生齐聚反应，并在树脂的孔道内累积，导致树脂失活；4)树脂表面锚定的-SO₃H官能团数量。