[发明专利]一种工业化连续生产四氢糠醇乙醚的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及有机化工醚类化合物的生产方法，特别涉及工业化连续生产四氢糠醇乙醚的方法。

背景技术

四氢糠醇乙醚，又称乙基四氢糠基醚、2-(乙氧甲基)四氢呋喃等，分子式为C₇H₁₄O₂。现有的乙基四氢糠醚合成工艺中，多以四氢糠醇、卤代烃为原料，使用醇钠、碱或碱性盐进行反应制备乙基四氢糠醚。由于金属钠试剂成本高，碱或碱性盐具有一定的腐蚀性，在生产操作中存在一定风险，并且在反应过程中未反应完全的碱若不进行进一步加工处理会对环境造成一定污染。并且，现有技术公开的合成方法多为实验室合成方法，一般不涉及中间或过程产物的处理方法，且应用于大规模生产后产率和产物纯度较低，不具有工业化生产的基础。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，通过对反应原料、催化剂以及反应条件的全面优化，提供一种适用于工业化连续生产的、安全、环保、高效的四氢糠醇乙醚生产方法。

具体的，本发明提供了一种工业化连续生产四氢糠醇乙醚的方法，所述方法包括以下连续步骤：

(1)将四氢糠醇和乙醇以摩尔比1：1～3组成的混合物料，输入填充固体酸性催化剂的管式反应器中，充分反应后，输出反应物；

(2)将所述反应物脱水干燥，得含水量为0.05～0.08％的脱水干燥产物；

(3)将所述脱水干燥产物进行精馏，收集135～165℃的馏分，即得终产物。

本发明提供的方法避免使用现有技术中采用的卤代烃、碱或碱性盐等腐蚀性、污染性以及危险性较强的原料，以四氢糠醇和乙醇为反应原料，采用固体酸性催化剂生产四氢糠醇乙醚，整个反应过程安全、高效、环保。

本发明使用的固体酸性催化剂优选为H-ZSM-5、SiO₂-Al₂O₃或B₂O₃-Al₂O₃。本发明所选用的固体催化剂酸容量≥3.2mmol/mg，粒度为16-50目，堆积密度为0.55-0.65g/ml，比表面积≥20m²/g，孔径≥15nm，孔容≥0.2cc，强度≥95％，最高使用温度≤180℃。

在实际生产中，所述的固体酸性催化剂的处理空速为2～4h^-1。本发明所述空速是指单位时间单位体积催化剂处理的气体体积。所述空速的单位为m³/(m³·h)，本发明将其简化为h^-1。

在管式反应器内主要发生的反应为：

C₅H₁₀O₂+C₂H₆O→C₇H₁₄O₂+H₂O

上述反应的主要反应机理为：醇在在固体酸性催化剂的催化作用下，脱水反应生成醚。

本发明通过大量工业化生产实践发现，所述反应先进行低温反应再进行高温反应可以提高反应效率、减少副反应产物的生成。本发明所述管式反应器优选由依次相连的冷媒管式反应器和热媒管式反应器组成。

在实际生产过程中，冷媒管式反应器内的温度为-20～10℃，优选为-15～0℃，进一步优选为-12～-8℃。本发明通过大量实践操作，结合固体酸性催化剂的催化特点，对冷媒反应器内的温度进行优选，在上述反应温度下，可以减少原料乙醇的气化，使反应物浓度维持在一个较高的水平，使反应充分进行，防止乙醇和水的恒沸物产生，使反应体系更加稳定，并且可以减少副产物乙醚的生成。

冷媒管式反应器内的反应压力为0.01～0.5MPa，优选为0.1～0.2MPa。

物料进入冷媒管式反应器的流速为20～45kg/h，优选为20～25kg/h。

在实际生产过程中，所述热媒管式反应器内的温度为15～80℃，优选为50～80℃，进一步优选为70～75℃。本发明在对冷媒反应器内的温度进行优选的基础上，进一步对冷媒反应器内的温度进行相应的调整，物料在冷媒管式反应器中进行低温反应后，在上述反应温度下再进行高温反应，可以大幅度提高转化率，并且降低成本。

热媒管式反应器内的反应压力为0.01～0.5MPa，优选为0.1～0.2MPa。

物料进入热媒管式反应器的流速为15～30kg/h，优选为15～25kg/h。