[发明专利]一种由甲醇和甲醛制备聚甲氧基二甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备聚甲氧基二甲醚(Polyoxymethylene Dimethyl Ethers，简记PODE)的方法，具体地说，涉及一种由甲醇和甲醛反应制备聚甲氧基二甲醚的方法。

背景技术

聚甲氧基二甲醚(PODE)是一种油品添加剂，其平均十六烷值(CN)值为76，且含氧量高。PODE可提高柴油的热值并减少尾气的排放。因此，PODE的制备备受科学家们的关注。

迄今，有多种制备PODE的方法已被报道(如US 2008/0221368A1，US.Pat.No.6,166,266，US.Pat.No.6,160,174和US.Pat.No.6,265,528B1等)。在现有技术中，涉及由甲醇与甲醛反应制得PODE时，所用的催化剂是酸性催化剂，其导致产品(特别是PODE_n＞2)的选择性不理想，因此，现有技术尚有改进余地。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种由甲醇和甲醛反应制备聚甲氧基二甲醚(PODE)的方法，该方法具有反应条件温和、产品得率高等优点。

本发明所述的制备聚甲氧基二甲醚(其分子式：CH₃O(CH₂O)_xCH₃，3≤X≤4)的方法，其主要步骤是：在有催化剂存在条件下，由甲醇与甲醛进行反应，制得目标物，其特征在于，所述的催化剂为负载型催化剂，所述负载型催化剂的活性组分包含：金属钼(Mo)和/或其氧化物、金属铁(Fe)和/或其氧化物、或/和金属铌(Nb)和/或其氧化物，所述负载型催化剂的载体是γ-Al₂O₃；

以所述负载型催化剂的总重量为100％计，金属钼(Mo)和/或其氧化物占0.1wt％～35wt％，金属铁(Fe)和/或其氧化物占0wt％～10wt％，金属铌(Nb)和/或其氧化物占0wt％～15wt％，余量为载体。

在本发明一个优选的技术方案中，所述负载型催化剂的活性组分由金属钼(Mo)和/或其氧化物、金属铁(Fe)和/或其氧化物、和金属铌(Nb)和/或其氧化物组成，以所述负载型催化剂的总重量为100％计，金属钼(Mo)和/或其氧化物占0.1wt％～25wt％，金属铁(Fe)和/或其氧化物占0.1wt％～10wt％，金属铌(Nb)和/或其氧化物占0.01wt％～15wt％，余量为载体。

在上述技术方案中，由于使用了催化活性好、且选择性高的催化剂，目标产物(CH₃O(CH₂O)_xCH₃，3≤X≤4)的选择性可提高10％～30％。

具体实施方式

本发明还提供一种制备前文所述负载型催化剂的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)载体(γ-Al₂O₃)的制备：

将硫酸铝在60℃～70℃的水中，配制成相对密度为1.21～1.23的水溶液，同时配制质量百分数为20％的Na₂CO₃水溶液；

在50℃～60℃的条件下，将相对密度为1.21～1.23的硫酸铝水溶液与质量百分数为20％的Na₂CO₃水溶液混合，有沉淀析出，过滤，滤饼采用温度为50℃～60℃的蒸馏水洗涤，洗涤至洗涤液中不含SO₄^2-离子为止(可通过Ba²⁺检测)；

将经洗涤的滤饼置于温度为50℃～60℃、pH值为9.0～11.0的氨水中，静置至少4小时(熟化)，过滤，滤饼再次采用温度为50℃～60℃的蒸馏水洗涤，洗涤至洗涤液的比电阻大于200Ω/cm，所得滤饼依次经干燥(干燥温度优选为100℃～120℃)和焙烧(焙烧温度优选为500℃～1000℃，更优选焙烧温度为600℃～800℃)后得到目标物(γ-Al₂O₃载体)；

(2)目标负载型催化剂的制备：

采用温度为60℃～80℃的蒸馏水分别配制不同浓度铁、钼和铌的水溶液(如它们的硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、草酸盐或卤酸盐等)；