專利名稱：液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液態(tài)精餾層技術(shù)制備的甲醛酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前的催化精餾技術(shù)，需要40-50塊塔板數(shù)的精餾塔，方能脫去水和乙醇，生產(chǎn)成本高，耗能多；受當(dāng)前市場推廣乙醇汽油和甲醇汽油的啟發(fā)，對利用乙醇和甲醛通過縮醛化反應(yīng)制備具有醇醚特性的甲醛酯；甲醛酯別名是二乙氧基甲烷簡稱DEM，DEM自身的分子結(jié)構(gòu)和特性使得它在有機合成領(lǐng)域用途廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯及其制備方法，它采用 通過液態(tài)精餾層分離脫水的方法，制成馬達燃料甲醛酯。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)
一種馬達碳氫燃料甲醛酯，其組成包括甲醛酯、乙醇和水，所述的甲醛酯重量份數(shù)70-90、所述的乙醇重量份數(shù)10—30，所述的水重量份數(shù)O.，5甲醛酯、乙醇的摩爾比2. 2—3. O: I0一種液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，將乙醇和多聚甲醛按
2.2 — 3. O: I的摩爾比投料溶解后，用壓力泵壓入裝有液態(tài)精餾層的反應(yīng)器中，加入硫酸和硫酸鋅組成的催化劑，所述的濃硫酸和硫酸鋅按重量比是1:0. 5，反應(yīng)加入量為多聚甲醛重量的3%。一5%。，加熱至60°C恒溫反應(yīng)3小時，再加熱至80°C — 90°C形成甲醛酯、水和乙醇的氣態(tài)混合物后進入液態(tài)精餾層，所述的混合物氣體進入液態(tài)精餾層后以氣泡的形態(tài)在層中穿行，并在精餾層中發(fā)生質(zhì)的交換，未反應(yīng)的乙醇和廢酸因液態(tài)精餾層的排斥作用被阻擋在反應(yīng)器的下層液體中，通過液態(tài)精餾層分離出來的氣態(tài)混合物為甲醛酯和未反應(yīng)的10%—30%乙醇以及2% — 6%水份，所述的氣態(tài)混合物冷卻為液態(tài)后再經(jīng)脫水器脫水即為馬達碳氫燃料甲醛酯。所述的液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，所述的液態(tài)精餾層是一種具有憎水性質(zhì)的混合物層，包括聚乙二醇一6000、烷基蠟、聚乙烯蠟及液體石蠟，按體積比所述的聚乙二醇一6000為25—50、所述的烷基蠟為10—20，所述的聚乙烯蠟為25—50，所述的液態(tài)石蠟為5 —15，所述的液態(tài)精餾層在反應(yīng)器內(nèi)反復(fù)使用。所述的液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，所述的液態(tài)精餾層位于反應(yīng)器的上層，所述的乙醇和多聚甲醛混合物料位于反應(yīng)器的下層，所述的液態(tài)精餾層的容積占反應(yīng)器總?cè)莘e的1/4，所述的乙醇和多聚甲醛混合物料占反應(yīng)器總?cè)莘e的2/4，余下的1/4為上部空間。有益效果
I.本發(fā)明制備的甲醛酯簡稱DEM，DEM依據(jù)自身的分子結(jié)構(gòu)和特性，具有不吸濕，不溶水，可使馬達的CO排放降低，可完全替代甲基叔丁基醚(MTBE)的作用；在馬達燃料中應(yīng)用，一方面可起到甲、乙醇汽油相同的替代作用，另一方面DEM與汽油摻合后的產(chǎn)品在抗低溫分層，抗水，抗蒸汽壓增高，延長儲存期，降低貯存損失等方面遠高于甲、乙醇汽油，同時在調(diào)配過程中省去甲、乙醇汽油需要用價格高于汽油的高碳醇助溶劑。本發(fā)明采用的精餾層可以放置在反應(yīng)器中反復(fù)循環(huán)利用，精餾層使用的介質(zhì)可長期留在反應(yīng)器中使用，節(jié)約了成本和人工。本發(fā)明采用乙醇和DEM混合物生產(chǎn)成本為500(Γ6000元/噸，低于汽油市價，使用含乙醇的DEM以109Γ30%的比例同國際汽油摻合后進行了理化指標(biāo)、行車試驗和臺架試驗，證明其性能和油耗優(yōu)于含醇汽油，產(chǎn)品在貯存罐中放置一年，其理化指標(biāo)和貯存損失率優(yōu)于所有的各種汽油產(chǎn)品。.本發(fā)明采用甲醛酯按體積比20%同80%的國標(biāo)90號汽油混合后經(jīng)試驗可知行車實驗加速性由I秒減至O. 5秒，長安面包車百公里油耗由7. 8升降至7. 3升，馬達排放的一氧化碳下降了 11%，碳氫燃料的消耗降低了 16%。 本發(fā)明制備的馬達燃料能夠燃燒充分，降低污染，保護環(huán)境，是一款值得推薦的發(fā)明。
具體實施例方式 實施例I:
一種馬達碳氫燃料甲醛酯，其組成包括甲醛酯、乙醇和水，所述的甲醛酯70-90千克、所述的乙醇10 — 30千克，所述的水O. 5千克，甲醛酯、乙醇的摩爾比2. 2 — 3. O: I。實施例2:
一種液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，將乙醇和多聚甲醛按2. 2-
3.0:1的摩爾比混合制備2000千克，投料溶解后，用壓力泵壓入裝有650千克液態(tài)精餾層物料的反應(yīng)器中，加入硫酸和硫酸鋅組成的催化劑后，加熱至60°C恒溫反應(yīng)3小時，再加熱至80°C—90°C形成甲醛酯、水和乙醇的氣態(tài)混合物后進入液態(tài)精餾層，所述的混合物氣體進入液態(tài)精餾層后以微小氣泡的形態(tài)在層中穿行，并在精餾層中發(fā)生質(zhì)的交換，大部分生成水，未反應(yīng)的乙醇和廢酸因液態(tài)精餾層的排斥作用被阻擋在反應(yīng)器的下層液體中，通過液態(tài)精餾層分離出來的氣態(tài)混合物為甲醛酯、未反應(yīng)的10% — 30%乙醇和2% — 6%的少量水份，所述的氣態(tài)混合物冷卻為液態(tài)后再經(jīng)脫水器脫水即為馬達碳氫燃料甲醛酯。所述的催化劑包括濃硫酸和硫酸鋅，所述的濃硫酸和硫酸鋅按重量比是I: O. 5混合配比，反應(yīng)加入量為多聚甲醒重量的3%。一5%。。實施例3:
上述的液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，所述的液態(tài)精餾層是一種具有憎水性質(zhì)的混合物層，其組成包括聚乙二醇一6000、烷基蠟、聚乙烯蠟及液體石蠟，按體積比所述的聚乙二醇一6000占25—50、所述的燒基臘占10 —20,所述的聚乙稀臘占25—50，所述的液態(tài)石蠟占5—15，所述的液態(tài)精餾層可以在反應(yīng)器內(nèi)反復(fù)使用。實施例4:
上述的液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，所述的液態(tài)精餾層位于反應(yīng)器的上層，所述的乙醇和多聚甲醛等混合物料位于反應(yīng)器的下層，所述的液態(tài)精餾層的容積占反應(yīng)器總?cè)莘e的1/4，所述的乙醇和多聚甲醛等混合物料占反應(yīng)器總?cè)莘e的2/4，余下的1/4為上部空間。實施例5:
液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，將工業(yè)乙醇和多聚甲醛按2.6:1的摩爾比制備溶解液1300千克注入裝有2. 6千克催化劑和430千克液態(tài)精餾層物料的反應(yīng)器中，升溫至60°C保溫3小時后升溫至85°C ^95°C，反應(yīng)器頂部有DEM氣態(tài)混合物流入冷凝器后，再經(jīng)脫水器處理進入成品儲罐中得到含乙醇20%、含水O. 3%的DEM產(chǎn)品1092千克。實施例6:
液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，將工業(yè)乙醇和多聚甲醛按2. 2:1的摩爾比制備溶解液1300千克，注入裝有430千克液態(tài)精餾層物料的反應(yīng)器中，升溫至60°C，保溫3小時后升溫至85、5°C，反應(yīng)器頂部有DEM氣態(tài)混合物流入冷凝器，再經(jīng)脫水器處理進入成品儲罐中得到含乙醇8%、水O. 2%的DEM產(chǎn)品961千克。實施例7:
實施例5、6中的液態(tài)精餾層物料的配制300號液體石蠟215千克和燃點60V聚乙烯 蠟215千克混合加熱至溶解備用。
權(quán)利要求
1.一種馬達碳氫燃料甲醛酯，其組成包括甲醛酯、乙醇和水，其特征是所述的甲醛酯重量份數(shù)70-90、所述的乙醇重量份數(shù)10 — 30，所述的水重量份數(shù)0.，5，甲醛酯、乙醇的摩爾比 2. 2—3. 0:1。
2.一種液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，其特征是將乙醇和多聚甲醛按2. 2-3.0:1的摩爾比投料溶解后，用壓力泵壓入裝有液態(tài)精餾層的反應(yīng)器中，加入硫酸和硫酸鋅組成的催化劑，所述的濃硫酸和硫酸鋅按重量比是1:0. 5，反應(yīng)加入量為多聚甲醛重量的3%。一5%。，加熱至60°C恒溫反應(yīng)3小時，再加熱至80°C — 90°C形成甲醛酯、水和乙醇的氣態(tài)混合物后進入液態(tài)精餾層，所述的混合物氣體進入液態(tài)精餾層后以氣泡的形態(tài)在層中穿行，并在精餾層中發(fā)生質(zhì)的交換，未反應(yīng)的乙醇和廢酸因液態(tài)精餾層的排斥作用被阻擋在反應(yīng)器的下層液體中，通過液態(tài)精餾層分離出來的氣態(tài)混合物為甲醛酯和未反應(yīng)的10% — 30%乙醇以及2% — 6%水份，所述的氣態(tài)混合物冷卻為液態(tài)后再經(jīng)脫水器脫水即為馬達碳氫燃料甲醛酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，其特征是所述的液態(tài)精餾層是一種具有憎水性質(zhì)的混合物層，包括聚乙二醇一6000、烷基蠟、聚乙烯蠟及液體石蠟，按體積比所述的聚乙二醇一6000為25— 50、所述的烷基蠟為10—20，所述的聚乙烯蠟為25— 50，所述的液態(tài)石蠟為5 —15，所述的液態(tài)精餾層在反應(yīng)器內(nèi)反復(fù)使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液態(tài)精餾層技術(shù)制備馬達燃料甲醛酯的制備方法，其特征是所述的液態(tài)精餾層位于反應(yīng)器的上層，所述的乙醇和多聚甲醛混合物料位于反應(yīng)器的下層，所述的液態(tài)精餾層的容積占反應(yīng)器總?cè)莘e的1/4，所述的乙醇和多聚甲醛混合物料占反應(yīng)器總?cè)莘e的2/4，余下的1/4為上部空間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液態(tài)精餾層技術(shù)制備的甲醛酯及其制備方法。當(dāng)前國內(nèi)科研機構(gòu)和企采用催化精餾技術(shù)，需要40-50塊塔板數(shù)的精餾塔方能脫去水和乙醇，生產(chǎn)成本高，耗能多；受當(dāng)前市場推廣乙醇汽油和甲醇汽油的啟發(fā)，對利用乙醇和甲醛通過縮醛化反應(yīng)制備具有醇醚特性的甲醛酯；甲醛酯別名是二乙氧基甲烷簡稱DEM，DEM自身的分子結(jié)構(gòu)和特性使得它在有機合成領(lǐng)域用途廣泛。一種馬達碳氫燃料甲醛酯，其組成包括甲醛酯、乙醇和水，所述的甲醛酯重量份數(shù)70--90、所述的乙醇重量份數(shù)10—30，所述的水重量份數(shù)0.,5甲醛酯、乙醇的摩爾比2.2—3.0:1。本發(fā)明用于工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號C07C43/30GK102977934SQ20121051544
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者夏元成, 趙揚, 陳鵬騫 申請人:夏丹