甲基叔丁基醚的合成(可编辑修改word版)
甲基叔丁基醚的制备实验步骤
甲基叔丁基醚的制备实验步骤
，
制备叔丁基醚：
甲基叔丁基醚是一种化学物质，主要用于合成有机物。
由于具有独特的热稳定性、抗氧化性和耐臭性，它广泛用于医药、染料、农药、润滑剂等领域。
同时，甲基叔丁基醚也是一种常见的有机合成试剂。
因此，可以通过适当的反应来制备该物质。
分子式：C6H14O
分子量：102.17
制备叔丁基醚的步骤如下：
（1）将有机酸（比如硝酸钠或硫酸钠）放入实验室试管中，并加入一定量的甲酸。
（2）将一定量的叔丁基醛缓慢加入试管，并加热至90℃，反应2-3小时。
（3）将反应液冷却至室温，并滴加盐酸调节pH值，使之处于酸性的状态。
（4）调入NaOH溶液，使反应液处于碱性状态，再加入一定量的碳酸钠，使碱性水溶液中的醛分子全部转化为醚分子。
（5）上清液，用乙醚洗涤，沉淀出甲基叔丁基醚晶体，干燥后即可得到。
由以上步骤可以看出，制备甲基叔丁基醚是一种比较复杂的过程。
要想成功制备出有效的甲基叔丁基醚，就需要相关实验室设备和药剂，由专业人员经过精确操作和严格控制，以确保最终产物的规格及其有效性。
年产5万吨甲基叔丁基醚生产工艺说明书
年产5万吨甲基叔丁基醚生产工艺说明书一、工艺介绍：甲基叔丁基醚（MTBE）是一种无色无味的液体化合物，具有良好的溶解性和抗爆燃性能。
MTBE广泛应用于汽油的增氧剂，可提高汽油的抗爆性能和降低尾气污染。
本工艺旨在生产年产量为5万吨的MTBE。
二、原料及设备：1. 原料：- 丁烷：纯度≥99%- 甲醇：纯度≥99%2. 主要设备：- 重整反应器- 吸附塔- 精馏塔- 冷凝器- 热交换器- 分离塔- 脱醇塔- 真空回流塔- 空压机- 泵三、工艺流程：1. 重整反应：将丁烷加入重整反应器内，经加热至适宜温度后，通过催化剂的作用进行重整反应，生成异丁烯。
反应后的气体进入吸附塔进行分离，异丁烯被吸附下来，其余气体通过后续处理。
2. 合成反应：将甲醇与异丁烯加入合成反应器内，控制反应温度和压力，通过催化剂的作用进行合成反应，生成MTBE。
反应后的气体经冷凝器冷却，大部分甲醇回流到合成反应器。
3. 分离与精馏：经过冷凝器冷却后的气体进入分离塔，将MTBE与未反应的异丁烯分离开。
分离后的MTBE进入精馏塔，通过逐级降温，将低沸点组分分离出来。
4. 脱醇：脱醇工序用于去除MTBE产品中的余留甲醇。
将MTBE加热至一定温度，送入脱醇塔，通过真空条件下的蒸馏，将残余甲醇蒸发出来。
脱醇后的MTBE产品进入真空回流塔进行再次精馏。
5. 空压系统：为工艺提供所需的空气和压缩空气。
四、操作注意事项：1. 操作人员必须了解化学品的性质和工艺流程，严格遵守安全操作规程，佩戴个人防护设备。
2. 严格控制反应温度、压力和催化剂的用量，确保反应条件的稳定性和催化剂的活性。
3. 定期检查设备和管道的完整性，并进行必要的维护和修复。
4. 做好废液的处理工作，确保排放符合环保要求。
五、安全注意事项：1. 避免与火源接触，防止爆炸危险。
2. 避免接触皮肤和眼睛，注意个人防护。
3. 储存和使用化学品时要严格遵守相关规定，远离热源和易燃材料。
4. 废液处理要符合环保法规，避免对环境造成污染。
(完整版)甲基叔丁基醚的合成
甲基叔丁基醚的合成烷基以取代醇类或酚类-OH中的氢原子或以与环醚上的氧原子结合的方式,可生成脂肪族醚类和芳香族醚类。
常见的脂肪族醚有单醚和混合醚、甲基纤维素和乙基纤维基、乙二醇-乙醚和二乙二醇-乙醚、平平加、甲基叔丁基醚等,芳香族醚类有苯甲醚、β-萘基甲基醚、二苯甲醚等,其中生产吨位最大者要数甲基叔丁基醚。
甲基叔丁基醚(简称MTBE)是汽油添加剂醚类的主要产品,稍为次要的醚类还有甲基叔戊基醚(TAME)、乙基叔丁基醚(ETBE)、乙基叔戊基醚(TAEE)和二异丙基醚(DIPE)等。
据预测,到2000年对上述醚类的需求在30Mt/a以上。
汽油中添加上述醚类后,不仅能提高汽油的辛烷值(MTBE本身的马达辛烷值可达101,研究法辛烷值可达118),改善汽车的行车性能,而且还能降低排气中CO含量。
生产成本(达相同辛烷值汽油)仅为烷基化油的80%。
现在,MTBE除主要用作汽油添加剂外,还用来经裂解制取高纯异丁烯。
1.化学反应MTBE通常是由甲醇与异丁烯在磺化离子交换树脂的催化作用下合成的:主要副反应有:异丁烯与原料中的水分反应生成叔丁醇、甲醇脱水缩合生成二甲醚,异丁烯聚合生成二聚物或三聚物等。
生成的这些副产物会影响产品的纯度和质量,因此要控制适宜的反应条件以减少副反应的发生。
此外,为让磺化离子交换树脂发挥正常的催化作用,要求原料中的金属阳离子如Na＋、Ｋ＋、Ca２＋、Mg２＋等的含量小于1 ppm,不含碱性物质及游离水等。
2.合成技术分类甲醇与异丁烯之间发生的醚化反应,甲醇是烷基化原料,异丁烯是烷基化剂。
在实际生产中,常以C４混合烃作烷基化剂,其中异丁烯含量在10%～50%之间,其余为正丁烷和正丁烯等惰性组分,由于醚化反应进行得很完善,异丁烯转化率很高,反应尾气稍经分离就可得到纯度很高的正丁烯,用于有机合成或高聚物单体。
因此,按照异丁烯在MTBE装置中达到的转化率及下游配套工艺的不同,合成MTBE技术可分为三种类型,见表5-3-03。
甲基叔丁基醚生产工艺
甲基叔丁基醚生产工艺
甲基叔丁基醚（MTBE）是一种广泛应用于能源领域的化学品，主要用于汽油的增氧剂和燃料添加剂。
下面是一种基于异丁烯和甲醇反应的甲基叔丁基醚生产工艺的简要介绍。
首先，将异丁烯和甲醇送入反应器中。
反应器采用固定床催化剂床层，催化剂通常采用硅铝酸盐或钌基催化剂。
异丁烯和甲醇在催化剂的作用下发生缩合反应，生成甲基叔丁基醚。
反应的温度通常在100-150°C之间，压力在1.5-3.5 MPa之间，催化剂床层的空速在0.5-2 h-1之间。
反应器的设计需要考虑
反应热的控制，以确保反应温度的稳定性。
反应器出口的气相产物进入分离器，通过减压和冷却的方式，将其中的伴随产物和未反应物质分离出来。
常见的伴随产物包括异丁烷、二异丁烯和甲醇。
这些伴随产物可以通过进一步的处理流程进行回收或处理。
分离后的甲基叔丁基醚液体产物进入精馏塔进行精馏。
在精馏过程中，将甲基叔丁基醚和轻质伴随产物分离出来，以得到高纯度的甲基叔丁基醚产品。
分离过程需要针对不同组分的沸点差异进行合适的操作条件控制。
得到的甲基叔丁基醚产品可以通过热交换和冷却方式降低温度，以达到产品的储存和运输要求。
另外，还需要对废气进行处理，以达到环保和安全的要求。
总结来说，甲基叔丁基醚的生产工艺主要包括异丁烯和甲醇的缩合反应、反应产物的分离和精馏过程等。
这种工艺能够高效地生产出高纯度的甲基叔丁基醚产品，满足市场需求。
同时，需要注意产生的伴随产物的处理和废气的处理，以保护环境和确保生产的安全。
甲基叔丁基醚的合成
甲基叔丁基醚的合成
甲基叔丁基醚是一种常用的有机化合物，它可以用作溶剂、反应中间
体和燃料添加剂等。
下面将介绍甲基叔丁基醚的合成方法。
甲基叔丁基醚的合成方法有多种，其中最常用的是威廉姆森合成法。
该方法是通过醇和卤代烷的反应来合成醚。
具体步骤如下：
1. 将叔丁醇和碘代甲烷加入反应瓶中，加入少量碱催化剂。
2. 在室温下搅拌反应混合物，直到反应完成。
3. 将反应混合物过滤，得到甲基叔丁基醚。
威廉姆森合成法是一种简单、高效的合成方法，但是需要注意的是，
反应过程中需要控制温度和反应时间，以避免产生副反应和不纯产物。
除了威廉姆森合成法外，还有其他合成方法，如醇酸催化剂法、氧化
还原法等。
这些方法各有优缺点，可以根据实际需要选择合适的方法。
总之，甲基叔丁基醚是一种重要的有机化合物，其合成方法多种多样，
需要根据实际需要选择合适的方法。
在进行合成过程中，需要注意控制反应条件，以获得高纯度的产物。
甲基叔丁基醚(mtbe)的合成
甲基叔丁基醚(mtbe)的合成甲基叔丁基醚(MTBE)是一种常用的挥发性有机化合物，广泛用于汽车燃料和溶剂。
它是由丙烯和甲苯反应生成的一种化合物，是一种无色液体，具有低挥发性和良好的稳定性。
本文将介绍甲基叔丁基醚的合成方法和反应机理。
1. MTBE的合成方法甲基叔丁基醚的合成方法一般采用丙烯和甲苯催化剂反应的方式。
该反应具有以下几个步骤：（1）丙烯和甲苯初期反应生成异丙苯;反应的化学方程式如下：CH2＝CHCH3 + C6H5CH3 → C9H12 + H2 （丙烯和甲苯反应生成异丙苯）2. 反应机理该合成反应的催化剂一般采用超稳定贵金属催化剂，催化剂具体种类包括铂、铑和钯等。
丙烯和甲苯反应形成异丙苯，是由于离子型贵金属催化剂引起的丙烯的加成重排反应，目的是为了增加丙烯的反应能力，提高反应速度和产率。
具体反应机理如下：（1）先由贵金属催化剂引发丙烯烯基吸附，生成–C＝CH2配合物；（2）接着丙烯通过形成活性中间体CH2＝CH–*，与甲苯发生加成反应，生成间位取代物；（3）继而发生重排反应，生成异丙苯。
反应后续步骤中，催化剂继续引发甲苯和异丙醇的反应，生成甲基叔丁基醚。
反应的为正会总方程如下：3. 反应条件MTBE的合成反应条件应以催化剂种类和质量为主要考虑因素。
一般情况下，建议使用5%钯银催化剂时，丙烯的摩尔数为1，甲苯为5，反应温度为55℃，反应压力为1.3Mpa，反应时间为1.5小时。
在温度和压力控制正常的情况下，反应中的渗透性很强。
此外，反应前还应进行催化剂活性的测试，以确保反应的成功。
4. 结论甲基叔丁基醚(MTBE)广泛用于汽车燃料和溶剂，是一种重要的有机化合物。
本文主要介绍了MTBE的合成方法、反应机理以及反应条件。
该反应具有反应条件简单、高反应速度和反应产率高等优点，已经成为生产MTBE的常用方法。
随着化学产业和汽车工业的发展，MTBE的合成方法和应用领域将得到更多的关注和研究。
甲基叔丁基醚的合成实验报告
甲基叔丁基醚的合成实验报告实验目的：
通过合成甲基叔丁基醚的方法，掌握有机合成的基本操作技能，了解醚的结构和性质。
实验原理：
醚是由氧原子连接两个烃基而形成的一类化合物。
甲基叔丁基
醚是一种常用的醚类溶剂，也被广泛应用于有机化学合成中。
甲基叔丁基醚的合成一般采用Williamson合成法，其基本原理
是通过亲电取代反应来实现醚的形成。
具体步骤包括：先通过氢
氧化钠使去质子后的叔丁醇原位生成相应的阴离子，再将甲基碘
反应物加入体系中，最终形成目标产物甲基叔丁基醚。
该反应的
化学方程式如下所示：
(CH3)3COH + NaOH → (CH3)3CO- + H2O
(CH3)3CO- + CH3I → (CH3)3COCH3 + I-
实验步骤：
1、准备反应物和试剂：叔丁醇、氢氧化钠、甲基碘、无水乙
醇
2、取一个25毫升干净干燥的三口瓶，加入5毫升叔丁醇和适
量无水乙醇
3、将氢氧化钠粉末加入三口瓶中，并充分摇匀直至完全溶解
4、加入4毫升甲基碘，并充分摇匀，置于室温下反应2小时
5、反应结束后，将产物液体倾倒到滤纸上去除不溶性杂质，
再将产物用乙醇洗涤两遍，将产物移至干净的干燥称量瓶中，用
天平称重并记录质量。
实验结果：
在实验室条件下，采用Williamson合成法制备甲基叔丁基醚，
实验反应正常进行，产物质量为2.38克。
实验结论：
通过本次实验，我们学习了醚类化合物的基本结构和性质，并
掌握了常用的Williamson合成法制备甲基叔丁基醚的方法和技能。
本实验结果表明，反应考虑因素太多，实验中须仔细观察操作。
mtbe的生产工艺
mtbe的生产工艺MTBE（甲基叔丁基醚）是一种常用的有机化合物，主要用作汽油的添加剂，能够提高汽油的辛烷值和抗爆性能。
下面简要介绍MTBE的生产工艺。
MTBE的生产主要通过甲烷和异丁烯的反应来实现。
具体的工艺流程如下：1. 甲烷和异丁烯的制备：甲烷（天然气）通过加热反应，在高温下与异丁烯（从石油炼制过程中分离得到）反应生成甲苯（另一种化合物）。
然后，甲苯与甲烷的混合物进一步反应，生成季戊烷（C5烃化合物）。
最后，季戊烷通过褒封分离装置进行分离，得到甲烷和异丁烯的混合物。
2. MTBE的反应：在反应器中，将得到的甲烷和异丁烯的混合物与过量的甲醇加入。
反应温度一般在0-50摄氏度之间，通常在25摄氏度左右。
同时，在反应器中加入催化剂，常用的催化剂有硫酸、氢氟酸等。
反应时间一般为几小时至几十小时。
3. MTBE的分离和提纯：反应结束后，通过蒸馏装置将反应物中的MTBE和甲醇分离。
由于MTBE和甲醇的沸点差异较大，所以可以通过蒸馏分离的方式较为简单地得到纯净的MTBE。
4. MTBE的处理和储存：经过分离和提纯后，MTBE可以进一步经过活性炭吸附、净化过滤等处理工艺，去除杂质和色度。
最后，MTBE会被储存在特殊的贮罐或罐车中，以便于运输和销售。
需要注意的是，MTBE的生产工艺中要注意工艺条件的控制和安全措施的采用，以确保反应的安全性和产品的质量。
同时，还需要根据不同地区的法律法规要求，对废水、废气等进行处理，以确保环境的安全。
以上是MTBE的生产工艺的简要介绍，通过甲烷和异丁烯的反应，可以获得MTBE这一重要的汽油添加剂，以改善汽油的性能。
一种甲基叔丁基醚的制备方法
浅论人与社会的和谐【摘要】2000多年以前，在中国的春秋战国时代，曾经呈现过一个“百家争鸣”的思想的春天，当时的诸子百家都在以不同的思考方式追求着自己心目中的乌托邦之梦。
当然，在他们之中，对后世的影响最大的首推以孔孟为代表的儒家思想。
如果我们不进行内涵方面的深究，而只是从较浅层次进行比较的话，可以将儒家思想中的理想社会：“大同社会”与如今提倡的“和谐社会”画一个约等号。
虽然说以我个人的观点，儒家思想在很大程度上已经不再适用于当今的中国社会，但是瑕不掩瑜，“大同社会”的理念在整体上是可以接受的。
我国已故著名社会学家费孝通先生曾经为我们解释过儒家的“大同社会”理念：“各美其美，美人之美，美美与共，天下大同。
”在接下来的正文当中，我将从这几个方面入手，浅谈一下当今社会的和谐问题，主要涵盖了人自身的和谐、人际间的和谐以及最终当然也是最全面的人与社会的和谐三个相互关联的话题。
当然，这是一个非常大的话题，我只是在一些方面很浅显地谈一谈而已。
【正文】一、各美其美所谓“各美其美”，顾名思义，当然就是完善自身。
换言之，就是人自身的和谐。
人是构成社会的基本元素，以此类推，和谐的人当然也就是和谐社会构成的基本元素。
古人很注重人自身的修养问题，因此古来即有“君子”之语。
“君子”者，乃是古人对人格品质的最高追求，古有楚三闾大夫屈原在诗文中以“香草美人”自喻，而费孝通先生更是将此列于“天下大同”之首，足见自身修养的重要性：此一点乃为“和谐社会”之基石。
中国古有“君子”，而西方古代则有“gentleman”（绅士），其本质方面的内涵基本上是一致的，只是由于文化上的一些差距，表现出来有些区别而已，从这一点也足见这是一条“放之四海而皆准”的真理。
以上谈到的是古代社会的“各美其美”，现在我们再来说一说现代社会。
当今社会竞争日趋激烈，一个名唤“亚健康”的词语越来越流行，而“亚健康”的现象更是甚嚣尘上。
然而，依愚见，如今对“亚健康”的定义并不全面，或者说是很不全面，“健康”与“亚健康”的划定绝对不应当仅仅局限于身体方面，更重要的方面应该是心理状态、思想状态，这是一个人的立身之本，否则一个人就成了“行尸走肉”而不是一个完整的“人”。
(完整word版)甲基叔丁基醚的合成研究进展
甲基叔丁基醚的合成研究进展作者：xx 指导老师:xx（xxxxx化学化工学院，xx，246000）摘要：根据原料的不同，对甲基叔丁基醚的合成方法进行了综述。
威廉逊合成法因为原料昂贵只适用于少量合成；甲醇和叔丁醇脱水醚化合成甲基叔丁基醚由于原料相对便宜，既可以用于实验室合成，也可以推广至工业化生产; 甲醇和异丁烯反应生产甲基叔丁基醚是目前最主要的工业化生产方法。
由于异丁烯来源受限,利用廉价原料生产异丁烯成为甲基叔丁基醚合成中的重要研究方向，也有以非异丁烯为原料的甲基叔丁基醚合成路线研究。
同时本文也介绍了国内外的一些MTBE的生产技术、替代品和对环境的影响.关键词:甲基叔丁基醚合成;甲醇；叔丁醇；异丁烯1 引言甲基叔丁基醚（简MTBE）,是一种透明、无色、高辛烷值的液体，具有醚类所特有的气味，氧含量为18％（质量分数).MTBE能与汽油很好地互溶，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组分,其作为汽油抗爆剂已经在全世界范围内普遍使用。
MTBE 不仅能有效提高汽油辛烷值( 添加2％的MTBE 汽油产品的辛烷值可增加7％）和汽油燃烧效率，汽车尾气中不含铅，而且还能改善汽车性能,同时减少了其他有害物质如臭氧、苯、丁二烯等的排放，降低汽油的成本。
随着无铅汽油的推广使用，MTBE 的生产量不断增加。
2006 年，中国每年对MTBE 的需求量为500 万t[1]，且社会需求量与日俱增。
自1973年，世界上第1套10万t/a的MTBE装置在意大利斯纳姆(SNAM）公司建成后,在美国和西欧掀起了建设MTBE 生产装置的热潮，到1990年,美国通过的空气清洁法修正案（CAA-1990)[2］要求汽油中添加含氧化合物（如MTBE)，以减少汽车污染.MTBE 由此成为新兴的大吨位石化产品。
2008年,欧盟委员会确认甲基叔丁基醚对人体的健康不构成威胁［3］，这表明MTBE 可继续作为提高汽油辛烷值的主要改进剂。
因此，西欧地区MTBE产量由2006年的1.92Mt增加到2011年的2。
甲基叔丁基醚_MTBE_的合成_申文杰
甲基叔丁基醚(M TBE)的合成申文杰 胡津仙(中国科学院山西煤炭化学研究所,太原,030001)摘要 介绍了甲醇、异丁烯合成甲基叔丁基醚的催化剂、热力学、动力学。
综述了合成M TBE的主要原料异丁烯的生产过程,并总结了甲醇、异丁醇和甲醇、叔丁醇合成M T BE的研究开发进展。
参考文献16篇。
关键词 甲基叔丁基醚 异丁烯 低碳醇 醚化一.前 言适于汽油添加剂的醚类有许多,如甲基叔丁基醚(M TBE)、甲基叔戊基醚(TAM E)、乙基叔丁基醚(ETBE)、二异丙基醚(DIPE)等。
目前大都通过异构烯烃和醇反应来合成,其中以M TBE、TAM E为主。
M TBE的特点是辛烷值高(RON120,MON100)、挥发性低、是能与烃类完全相溶的化学氧载体。
在汽油中添加M TBE已成为20年来发展最快的化工产品之一,是世界上第七大合成化学品。
1995年产量大于2000万吨,预计2000年的产量将达到2500万吨,而届时的需求量将在3000万吨以上。
我国1995年可望达到的生产能力为50万吨/年,仅占世界生产能力的2.4%,且目前生产的M TBE几乎全部出口。
M TBE主要由甲醇与异丁烯反应制得,生产工艺己经成熟,目前正朝着生产规模化、装置大型化、降低生产成本的方向发展。
其反应过程为:C H2CCH3C H3+C H3O H H C3CCH3CH3OCH3 △H=-8.72Kcal/mol(1)副反应:CH2CC H3CH3+H2O H C3CCH3CH3OH △H=-8.65Kcal/m ol(2)n CH2CCH3CH3 CH2CCH3CH3n n=2,3(3)—331—合成化学(HECHEN G HU AX UE) 第5卷第4期(1997)⒇1996年4月19日收到,1996年5月30日修回。
DOI:10.15952/ k i.cjsc.1997.04.003 一般M TBE的选择性均大于98%,叔丁醇的选择性小于1.0%,并生成微量的C8、C12。
甲基叔丁基醚实验报告
甲基叔丁基醚实验报告篇一：实验室项目卡--甲基叔丁基醚的制备化学化工学院实验项目卡片有机化学实验实验室填表人：教研室主任：日期：篇二：甲基叔丁基醚开题报告山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目学院名称专业班级学生姓名学号指导教师填表时间：年月日填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。
3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。
4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。
5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。
篇三：甲基叔丁基醚的合成甲基叔丁基醚的合成烷基以取代醇类或酚类-OH中的氢原子或以与环醚上的氧原子结合的方式,可生成脂肪族醚类和芳香族醚类。
常见的脂肪族醚有单醚和混合醚、甲基纤维素和乙基纤维基、乙二醇-乙醚和二乙二醇-乙醚、平平加、甲基叔丁基醚等,芳香族醚类有苯甲醚、β-萘基甲基醚、二苯甲醚等,其中生产吨位最大者要数甲基叔丁基醚。
甲(本文来自：小草范文网:甲基叔丁基醚实验报告)基叔丁基醚(简称MTBE)是汽油添加剂醚类的主要产品,稍为次要的醚类还有甲基叔戊基醚(TAME)、乙基叔丁基醚(ETBE)、乙基叔戊基醚(TAEE)和二异丙基醚(DIPE)等。
据预测,到XX 年对上述醚类的需求在30Mt/a以上。
汽油中添加上述醚类后,不仅能提高汽油的辛烷值(MTBE本身的马达辛烷值可达101,研究法辛烷值可达118),改善汽车的行车性能,而且还能降低排气中CO含量。
生产成本(达相同辛烷值汽油)仅为烷基化油的80%。
现在,MTBE除主要用作汽油添加剂外,还用来经裂解制取高纯异丁烯。
1.化学反应MTBE通常是由甲醇与异丁烯在磺化离子交换树脂的催化作用下合成的:主要副反应有:异丁烯与原料中的水分反应生成叔丁醇、甲醇脱水缩合生成二甲醚,异丁烯聚合生成二聚物或三聚物等。
甲基叔丁基醚生产工艺流程介绍
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关于甲基叔丁基醚的合成研究
关于甲基叔丁基醚的合成研究摘要：本实验探究了以甲醇和叔丁醇为原料，采用酸催化使醇分子间脱水制备甲基叔丁基醚。
研究了反应物摩尔用量比、催化剂种类、用量、浓度等因素对合成甲基叔丁基醚产率的影响。
关键词：叔丁醇；甲基叔丁基醚1.实验原理在加热的条件下，以甲醇和叔丁醇为原料，15%的稀硫酸作催化剂，甲醇与叔丁醇发生分子间脱水反应并按照SN1机理合成甲基叔丁基醚。
叔丁醇先与H+反应生成钅羊盐，再失去一分子水得到碳正离子，碳正离子作为亲核试剂与甲醇中的氧原子反应，脱去氢质子后得到最终产物MTBE。
2.实验方法2.1反应物影响(1)在250mL的三颈烧瓶上一侧口处安装温度计，另一侧口用玻璃塞塞住，中间分馏柱，分馏柱顶端设温度计。
(2)将35mL15%的稀硫酸、4mL的甲醇和10mL的叔丁醇依次从一侧口处加入到三颈烧瓶中搅匀。
投入沸石，小火加热分馏。
(3)控制反应温度在85℃左右，馏出物温度在40～60℃范围之内。
当不再有馏出物馏出时，停止加热。
(4)将收集液转移到分液漏斗中，每次用5mL蒸馏水洗涤，重复3次。
用适量碳酸钾干燥，15min后滤去碳酸钾，然后加无水氯化钙干燥，将收集到的馏出液转移到干燥的蒸馏装置中，锥形瓶用冰水冷却，蒸馏55～57℃的馏分，计算产率。
(5)保持15%稀硫酸体积为35mL，叔丁醇用量10mL不变，将甲醇的用量分别改变为8mL、12mL、16mL、18mL，重复(1)-(4)中步骤。
2.2催化剂的种类影响(1)分别量取35mL15%的稀磷酸、16mL甲醇、10mL的叔丁醇依次置于250mL 三颈烧瓶中，振摇瓶身使反应物与催化剂混合均匀，后投入几粒沸石，小火加热开始分馏。
(2)重复2.1中(3)-(4)的步骤。
(3)依次更换稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸溶液，再量取16mL甲醇、10mL的叔丁醇分别加入到250mL的三颈烧瓶中摇匀，投入沸石，进行分馏。
2.3催化剂的用量影响(1)将35mL15%稀硫酸、16mL甲醇和10mL叔丁醇依次置于250ml三颈烧瓶中摇匀。
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甲基叔丁基醚的合成烷基以取代醇类或酚类-OH 中的氢原子或以与环醚上的氧原子结合的方式,可生成脂肪族醚类和芳香族醚类。
常见的脂肪族醚有单醚和混合醚、甲基纤维素和乙基纤维基、乙二醇-乙醚和二乙二醇-乙醚、平平加、甲基叔丁基醚等,芳香族醚类有苯甲醚、β-萘基甲基醚、二苯甲醚等,其中生产吨位最大者要数甲基叔丁基醚。
甲基叔丁基醚(简称 MTBE)是汽油添加剂醚类的主要产品,稍为次要的醚类还有甲基叔戊基醚(TAME)、乙基叔丁基醚(ETBE)、乙基叔戊基醚(TAEE)和二异丙基醚(DIPE)等。
据预测,到 2000 年对上述醚类的需求在 30Mt/a 以上。
汽油中添加上述醚类后,不仅能提高汽油的辛烷值(MTBE 本身的马达辛烷值可达101,研究法辛烷值可达 118),改善汽车的行车性能, 而且还能降低排气中 CO 含量。
生产成本(达相同辛烷值汽油)仅为烷基化油的 80%。
现在,MTBE 除主要用作汽油添加剂外,还用来经裂解制取高纯异丁烯。
1.化学反应MTBE 通常是由甲醇与异丁烯在磺化离子交换树脂的催化作用下合成的:主要副反应有:异丁烯与原料中的水分反应生成叔丁醇、甲醇脱水缩合生成二甲醚,异丁烯聚合生成二聚物或三聚物等。
生成的这些副产物会影响产品的纯度和质量,因此要控制适宜的反应条件以减少副反应的发生。
此外,为让磺化离子交换树脂发挥正常的催化作用,要求原料中的金属阳离子如 Na ＋、Ｋ＋、Ca２＋、Mg２＋等的含量小于 1 ppm,不含碱性物质及游离水等。
2.合成技术分类甲醇与异丁烯之间发生的醚化反应,甲醇是烷基化原料,异丁烯是烷基化剂。
在实际生产中,常以C４混合烃作烷基化剂,其中异丁烯含量在10%～50%之间, 其余为正丁烷和正丁烯等惰性组分,由于醚化反应进行得很完善,异丁烯转化率很高,反应尾气稍经分离就可得到纯度很高的正丁烯,用于有机合成或高聚物单体。
因此,按照异丁烯在MTBE 装置中达到的转化率及下游配套工艺的不同,合成MTBE 技术可分为三种类型,见表5-3-03。
表中的标准转化型对异丁烯的转化没有严格的限制,剩余的异丁烯仍可用作烷基化装置的有用组分,不会造成浪费,正丁烯也是有用组分,烷基化对它的浓度没有严格限制。
表 5-3-03MTBE 技术的三种类型3.工艺条件的讨论影响醚化反应的主要因素有:甲醇与异丁烯的摩尔比、异丁烯浓度、反应温度、空速和反应压力,现简要分析如下。
(1)甲醇和异丁烯的摩尔比醇/烯比不仅影响转化率,而且对生成 MTBE 的选择性也有影响。
通常采用甲醇稍过量,以保证异丁烯的高转化率,但也不宜太大,当醇/烯比大于 2 时,对MTBE 收率的影响已很小。
工业上采用的醇/烯摩尔比为 1.05～1.2∶1。
(2)异丁烯浓度异丁烯浓度不同的C４馏分,在醚化过程中,反应速度也不同,浓度高反应速度快,但对异丁烯转化率影响却不大。
然而当异丁烯浓度低于10%(w),转化率会急剧下降。
(3)反应温度在一定的醇/烯比下,反应温度不仅影响反应速度,而且也影响转化率,选择性和催化剂寿命。
反应温度太低, 虽对醚化反应和化学平衡有利,但反应速度慢,反应时间长。
反应温度过高,副反应激烈,平衡转化率也降低, 影响到反应选择性和催化剂使用寿命。
生产实践证明,反应温度的适宜范围为 40～80℃,较佳反应温度范围为60～70℃。
(4)空速研究结果表明,不论原料中异丁烯含量变化如何,空速在 3～5 h-1 范围内,催化剂活性均相当好,异丁烯均可达到平衡转化率。
在异丁烯浓度为 30～50%(w) 时,将空速提高至 15 h-1,转化率降低仍不明显。
现在,工业上选取空速范围为 3～15 h-1。
(5)反应压力试验表明,只要反应区的压力能把反应物维持在液相状态,再增加压力,对反应转化率和选择性影响不大。
但在工业生产装置上选择压力还需考虑系统的阻力降及分离系统所需的操作压力,一般可在1.0～2.0MPa 范围内选择。
4.生产过程和工艺流程(1)标准转化型(炼油型)生产过程和工艺流程与下游烷基化配套的标准转化型工艺流程。
①原料净化和反应原料净化的目的是除去原料中的金属阳离子。
净化采用与醚化催化剂相同型号的离子交换树脂。
净化器除主要起原料净化作用外,还可起一定的醚化反应作用。
所以,净化器实际上是净化-醚化反应器。
装置设 2 台净化-醚化反应器,轮流切换使用。
C４馏分和甲醇按比例混合,加热到40～50℃后从上部进入净化-醚化反应器,反应压力1～1.5MPa,采用物料外循环方式移走醚化反应热。
由于对异丁烯转化率要求较低,只需90～92%,故设置一台反应器,并在较低温度下操作。
甲醇和异丁烯的摩尔比为 1～1.05∶1。
若需提高异丁烯转化率,摩尔比应增至1.2∶1,而且需设 2 台反应器,并在反应器间设蒸馏塔,用来除去第 1 反应器中生成的 MTBE,以免除它在第 2 反应器中发生生成甲醇和异丁烯的逆反应,有利于提高异丁烯的转化率。
②产品分离由于甲醇在水中的溶解度大,在一定条件下又能与C４馏分或 MTBE 形成共沸物,以及考虑到反应时醇烯比的不同,工业上采用两种分离流程。
1)前水洗流程反应产物先经甲醇水洗塔除去甲醇,然后再经分馏塔分出C４混合馏分和 MTBE。
甲醇水溶液送往甲醇回收塔进行甲醇与水的分离。
2)后水洗流程即图5-3-08 所示流程。
反应产物先经C４分离塔进行 MTBE 与甲醇 C４混合馏分共沸物的分离,塔底为MTBE 产品。
共沸物进入水洗塔,用水抽提出甲醇以实现甲醇与C４馏分的分离。
从水洗塔底出来的甲醇水溶液进入甲醇回收塔,塔顶出来的甲醇返回反应系统重新使用,从塔底出来的含微量甲醇的水大部分送往水洗塔循环使用,少部分排出装置以免水中所含甲醇和其他杂质积累。
当装置采用的醇烯比不大(约为 1.0～1.05),反应产物中的残余甲醇在一定压力下可全部与未反应的C４馏分形成共沸物时,可采用后水洗分离流程。
所得 MTBE 产品含量大于 98%,研究法(RON)辛烷值为 117,马达法(MON)为 101。
(2)超高转化型生产过程和工艺流程法国石油研究院(IFP)开发成功的超高转化型生产工艺流程。
可采用各种异丁烯含量的 C４馏分作原料。
主反应器采用上流筒式外循环膨胀床,催化剂为阳离子交换树脂。
根据对异丁烯转化率的要求,可选用 1段或 2 段工艺,2 段和 1 段工艺的区别在于增加 2 段反应器和第 2 脱 C４馏分塔,异丁烷转化率可达 99.9%。
新鲜和循环甲醇与 C４馏分由反应器底部加入,从主反应器顶部出来的物料一部分进入补充反应器中继续反应,另一部分通过冷却器换热后循环到主反应器底部,以调节和控制主反应器温度和反应物料浓度。
从补充反应器底部出来的物料进入第一脱 C４馏分塔,塔底出 MTBE 产品,塔顶为C４馏分和甲醇共沸物,再进入第二醚化反应器(二段反应器)进一步反应,异丁烯总转化率可达 99.9%。
二段反应器出来的物料进入第二脱C４馏分塔,塔底为 MTBE 和甲醇,循环到主反应器中,塔顶为含甲醇的 C４馏分,经水洗塔,甲醇回收塔可得到基本上不含异丁烯的 C４馏分和甲醇,甲醇循环回主反应器底部。
该工艺有以下特点:a.采用上流筒式膨胀床反应器,与列管式固定床反应器相比,造价低。
装卸催化剂容易。
可防止催化剂颗粒粘结。
床层阻力降低。
反应器内催化剂处于运动状态,反应热分布均匀,可防止床层过热。
减少副反应和延长催化剂使用寿命;b.主反应器中催化剂负荷大,而且最易受原料中阳离子的毒害而失活。
本工艺可设两个主反应器,当一个反应器内催化剂失活时,可切换另一个反应器;c.异丁烯转化率高、操作容易、灵活，可适应不同异丁烯含量的 C４馏分。
(3)催化蒸馏 MTBE 工艺该工艺把反应器和蒸馏塔组合在一起,实现反应和蒸馏在同一设备内进行,所用原料为催化裂化 C４馏分。
有醇/烯比大于 1 的 MTBE 流程和醇/烯比小于 1 的MTBE-Plus 流程,水洗塔主要除去 C４馏分中的铵盐等杂质,保护床主要除去 Na＋、Ｋ＋、Ca２＋和Mg ２＋等杂质,由于催化反应与精馏同在一个区域发生,生成的 MTBT 能迅速离开反应区,使化学平衡向生成MTBE 方向进行,异丁烯的转化率可达 99%以上, MTBE 浓度也可达 98%以上。
因醇/烯摩尔比小于 1,甲醇全部转化,不存在甲醇回收问题,工艺流程大为简化。
催化蒸馏工艺特点有:a.将反应与精馏相结合,将放出的反应热用来分离产物,有明显的节能效果,水、电、蒸气消耗为其他工艺的60%～70%;由于反应产物很快离开反应区,有利于平衡向生成 MTBE 方向进行,异丁烯的转化率高;b.催化剂采用特殊的“捆包”和支撑,不和设备直接接触,对设备无腐蚀。
但催化剂装卸复杂,要求催化剂有足够长的使用寿命,要求原料中阳离子含量降低到PPb 级.因此,原料预处理较复杂。
c.只需一个反应器,省去了一个反应器和一个中间脱C４馏分塔。
因而设备投资较省。