[发明专利]一种提高二甲醚氧化制取甲缩醛选择性的生产方法

说明书

本发明属于甲缩醛生产技术领域，具体涉及一种提高二甲醚氧化制取甲缩醛选择性的生产方法，以含碳纤维的改性二氧化硅为催化剂，在连续流动固定床反应装置上，将催化剂预热至45‑50℃后填入，然后将二甲醚和氧气以等摩尔比通入，反应15‑20分钟即得，所述反应温度为240‑280℃、压力为2.2‑2.8MPa。本发明相比现有技术具有以下优点：相比现有技术，反应时催化剂热稳定性好，不会由于催化剂过热而烧结，减少了用细瓷环稀释的步骤，同时催化剂活性较好，经过预热可以省去在氧气氛流中活化的时间，催化剂具有适宜酸性和氧化性双功能，配合相应的反应条件，能够高选择性的得到甲缩醛。

技术领域

本发明属于甲缩醛生产技术领域，具体涉及一种提高二甲醚氧化制取甲缩醛选择性的生产方法。

背景技术

甲缩醛是一种重要的化工原料，用途非常广泛，它可作为具有广阔应用前景的柴油添加剂，也可被氧化制取高浓度的甲醛，还可作为其他有机合成的中间体，此外，他还可被广泛应用于化妆品、药品，家庭用品、工业汽车用品、橡胶工业、油漆、油墨等产品中，由于其具有良好的去污能力和挥发性作为清洁剂可以代替F11和F113及氯溶剂，因此是替代氟利昂、减少挥发性有机物排放，降低大气污染的环保产品，目前合成甲缩醛比较成熟的方法是甲醇和甲醛在酸催化下的缩合法，若采用无机酸作催化剂，存在催化剂分离回收困难、腐蚀性强等方面的不足；而采用阳离子交换树脂，结晶硅酸铝等固体酸催化剂，则有转化率低、选择性差等弱点，另一种就是甲醇氧化法，采用此法得到的甲缩醛浓度低，不适合甲缩醛大规模的生产，利用二甲醚氧化法制取甲缩醛，但存在二甲醚转化率很低（0.5-2.5%）和甲缩醛收率低等不足，本申请中通过研究生产条件以提高二甲醚转化率和甲缩醛收率。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高二甲醚氧化制取甲缩醛选择性的生产方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种提高二甲醚氧化制取甲缩醛选择性的生产方法，以含碳纤维的改性二氧化硅为催化剂，在连续流动固定床反应装置上，将催化剂预热至45-50℃后填入，然后将二甲醚和氧气以等摩尔比通入，反应15-20分钟即得，所述反应温度为240-280℃、压力为2.2-2.8MPa；

所述含碳纤维的改性二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化硅用去离子水配制成质量浓度为2-6%的悬浮液，在不断搅拌的条件下用高压脉冲处理装置处理，所述脉冲电场的参数为：脉冲频率250-350Hz，脉冲宽度为2-5μs，流速为20-40ml/min，电场强度为25-35kV/cm，脉冲处理时间为400-450μs，处理完成后离心得到沉淀，将沉淀真空烘干，得到处理后的纳米二氧化硅；

（2）将碳纤维在索氏提取器中以丙酮为溶剂，在60℃的条件下冷凝回流24小时，干燥后加入质量浓度为45-52%的浓硫酸中，在温度为120-140℃的条件下反应2-4小时，干燥后与相当于其重量2-4%的4-二甲氨基吡啶、0.4-0.7%N，N-二甲基甲酰、1.8-3.4%的二氯甲烷，以转速3000-3600转/分钟、温度为75-80℃搅拌反应40-48小时，完成后滤去未反应物，真空干燥，得到改性碳纤维备用；

（3）按重量计将处理后的二氧化硅22-26份、改性碳纳米纤维5-8份、丙炔醇2-3份、羧甲基壳聚糖4-6份、高锰酸钾1-2份以混合，在温度为60-80℃的条件下持续反应7-10小时，完成后过滤除去未反应物，真空干燥，即得。

作为对上述方案的进一步改进，所述反应温度为267℃、压力为2.4MPa。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中沉淀在35-40℃的条件下烘干至含水量为10-13%。

作为对上述方案的进一步改进，所述反应时反应空速为1800-2200h^-1。