專利名稱：一種乙醚的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工合成脂肪族醚領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種在液體酸性催化劑存在下由乙醇生產(chǎn)乙醚的方法。
背景技術(shù)：
乙醚是二乙醚的簡稱，又稱乙氧基乙醚，分子式C4H10O，結(jié)構(gòu)式CH3CH2-O-CH2CH3，分子量74.08。
乙醚是一種無色透明，易揮發(fā)和可燃性的流動液體，帶有芳香的刺激味。
乙醚在有機合成中主要用作溶劑，亦用于從水溶液中提取某些有機物。在生產(chǎn)無煙火藥、棉膠和照相軟件時，也廣泛使用，無水乙醚在醫(yī)藥上還可作為麻醉劑使用。
目前的生產(chǎn)方法一般是在溫度約135℃的條件下由乙醇和硫酸脫水制備得到。由于硫酸和水的部分共沸現(xiàn)象，乙醚凝液中酸含量高達3～5％，除產(chǎn)生大量硫酸廢水外，還給乙醇回收和乙醚凈化系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕。另外硫酸中有機物的碳化，不但影響運轉(zhuǎn)周期還產(chǎn)生大量廢酸，產(chǎn)生較嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服在現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出了一種乙醚生產(chǎn)方法，這種方法不但克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的一些缺陷，而且投資小，成本低，具有良好的經(jīng)濟效益。通過以下技術(shù)方案可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
乙醇和液體復(fù)合酸催化劑進行催化脫水反應(yīng)，復(fù)合酸催化劑破壞了水與硫酸的共沸現(xiàn)象，使水分能夠穩(wěn)定均衡地蒸發(fā)出來，這樣可達到連續(xù)生產(chǎn)乙醚的目的。
所述的催化脫水反應(yīng)的化學(xué)方程式如下①②③④一種由乙醇經(jīng)復(fù)合酸催化脫水生產(chǎn)乙醚的方法，其特征在于1)使用濃度80～98％硫酸和濃度60～85％磷酸混合物作為復(fù)合酸液體催化劑，其H2SO4∶H3PO4的摩爾比為1∶0.5～8。
2)在復(fù)合液體酸催化劑存在下，在110～180℃與壓力0～0.05兆帕下進行乙醇脫水反應(yīng)。
3)含有反應(yīng)所產(chǎn)生的乙醚、水蒸汽和未反應(yīng)的乙醇的氣體經(jīng)在溫度≤30℃的條件下冷凝，再經(jīng)分離柱(＜30℃)均相分離后，上部液體是含有微量水分和微量甲醇的乙醚液體，這種液體再經(jīng)精餾塔1精餾后作為產(chǎn)品送入乙醚儲罐。
4)經(jīng)分離柱均相分離后下部液體是含有水分和溶解在水中的乙醚、未反應(yīng)的乙醇的混合液體，這種液體經(jīng)過精餾塔2，蒸發(fā)出乙醚和乙醇，它們從塔頂經(jīng)冷凝器3后返回反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)。塔底排出水分。
優(yōu)選地，所述的硫酸與磷酸的摩爾比為1∶0.6～5。
優(yōu)選地，在液體復(fù)合酸催化劑存在下乙醇脫水生成乙醚的溫度為120～160℃，壓力為0.01～0.03兆帕。
優(yōu)選地，冷凝器冷卻水的溫度≤30℃。
優(yōu)選地，精餾塔1塔底溫度為30～50℃，精餾塔2的塔底溫度為60～130℃。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明

圖1說明了本發(fā)明在液體復(fù)合酸催化劑存在下由乙醇脫水生產(chǎn)乙醚的方法流程圖。
本發(fā)明除反應(yīng)釜需采用耐酸材質(zhì)，如搪玻璃或其它耐酸金屬和非金屬材質(zhì)外，其它部分均可采用碳鋼或其它金屬或非金屬材質(zhì)和設(shè)備，降低了造價，減少了投資。
首先乙醇用計量泵定量加入反應(yīng)釜，在復(fù)合液體酸催化劑存在下進行脫水催化反應(yīng)，產(chǎn)生乙醚氣體和水蒸汽。反應(yīng)釜通過蒸汽、導(dǎo)熱油、電加熱或其它方式加熱到110～180℃，優(yōu)選的是120～170℃，更優(yōu)選的是130～160℃。復(fù)合液體酸H2SO4∶H3PO4摩爾比為1∶0.5～8，優(yōu)選的是1∶0.6～5，更優(yōu)選的是1∶0.7～4。
反應(yīng)產(chǎn)生的乙醚氣體、水蒸汽和未反應(yīng)的乙醇氣體混合物經(jīng)冷凝器1冷凝后，進入分離柱。在分離柱中上部乙醚液相進入精餾塔1精餾后得到產(chǎn)品乙醚，，再經(jīng)冷凝器2進入成品儲槽。精餾塔1塔底的水分和乙醇混合物再進入反應(yīng)釜參與反應(yīng)。
所述的分離柱是采用玻璃式或玻璃液面計式金屬材質(zhì)分離柱，分離柱上部流出液經(jīng)精餾塔1精餾后得乙醚產(chǎn)品。
在分離柱下部產(chǎn)物中，乙醚含量約3～8％，乙醇含量約10～30％，其余為水，所述分離柱的下部產(chǎn)物經(jīng)精餾塔2精餾后，在塔頂餾出物經(jīng)冷凝器3冷卻后再返回反應(yīng)釜進行反應(yīng)。塔底流出物產(chǎn)出的水分為含乙醇＜1％水，排出或經(jīng)過循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了復(fù)合酸作為脫水催化劑，反應(yīng)條件溫和。脫水效果穩(wěn)定均衡，反應(yīng)和脫水能夠同時連續(xù)進行，減少了設(shè)備的腐蝕和設(shè)備投資，總回收率達到98％以上。
為了更好地說明本發(fā)明而不是限制其保護范圍，列出以下實施例實施例1在3立方米反應(yīng)釜中加入98％硫酸500kg，85％磷酸1500kg，通過0.4兆帕蒸汽將它們加熱到130℃，然后使用98％工業(yè)乙醇10噸，通過泵在24小時連續(xù)加入反應(yīng)釜中進行反應(yīng)，精餾塔1塔底和精餾塔2塔頂產(chǎn)物同時返回反應(yīng)釜進一步反應(yīng)。精餾塔1塔頂氣體經(jīng)冷凝器2冷凝后得到99％的乙醚7.88噸，精餾塔2塔底廢水2.10噸，塔底廢水含乙醇＜1％，總反應(yīng)收率＞99％。
實施例23立方米反應(yīng)釜中加入80％硫酸1000kg，85％磷酸500kg，通過0.5兆帕蒸汽將它們加熱到145℃，然后使用98％工業(yè)乙醇10噸，通過泵在24小時連續(xù)加入反應(yīng)釜中進行反應(yīng)，精餾塔1塔底和精餾塔2塔頂產(chǎn)物同時返回反應(yīng)釜進一步反應(yīng)。精餾塔1塔頂經(jīng)冷凝器2冷凝后得到99％的乙醚7.80噸，精餾塔2之塔底廢水2.16噸，廢水中乙醇含量＜1％，總反應(yīng)收率＞98％。
權(quán)利要求
1.一種乙醚的生產(chǎn)方法，其特征在于在濃度80-98％硫酸和濃度60-85％磷酸，其H2SO4∶H3PO4摩爾比為1∶0.5-8的混合酸作為復(fù)合酸液體催化劑存在下，在反應(yīng)溫度為110-180℃與反應(yīng)壓力為0-0.05兆帕下進行乙醇脫水反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝后再經(jīng)分離柱分離，其分離柱上部乙醚溶液經(jīng)精餾后得到產(chǎn)品乙醚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于硫酸和磷酸的摩爾比為1∶0.7～4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于乙醇脫水的反應(yīng)溫度為130～160℃，壓力為0～0.03兆帕。
全文摘要
本發(fā)明屬于化學(xué)合成乙醚領(lǐng)域，以乙醇為原料，采用液體復(fù)合酸作為脫水催化劑，改變了單一酸脫水催化的共沸現(xiàn)象，使水份能夠穩(wěn)定均衡脫出，并與乙醚分離，生產(chǎn)能夠穩(wěn)定連續(xù)進行。該方法能量消耗低，設(shè)備腐蝕小，生產(chǎn)流程短，設(shè)備投資省，生產(chǎn)成本低，具有明顯的經(jīng)濟效益。
文檔編號C07C41/00GK1519220SQ03102470
公開日2004年8月11日 申請日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者李奇, 李 奇 申請人:李奇, 李 奇