[发明专利]生产醚的方法

说明书

本发明涉及一种生产醚的方法。具体地说，本发明涉及一种在反应设备中，采用酸性沸石为烯烃反应催化剂，由乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯和庚烯等轻烯烃或它们的混合物反应生产醇和醚的混合物，然后得到至多仅含少量联产物醇和水的醚的方法。

从轻烯烃制取醚需要有一种高效的催化方法，从而增加汽油的高辛烷值调合料的供应。二异丙醚（DIPE）等低分子量醚的沸点在汽油沸程内，已知这些低分子量醚有较高的调合辛烷值。此外，能用来制备DIPE的丙烯通常是可从炼厂得到的副产物。石油化工厂也生产C₂到C₇分子量范围的轻烯烃混合气，这些混合气或其馏份经反应生成醚，所得产物可作溶剂和汽油调合料使用。

烯烃催化水合生产醇和醚是一种很成熟的技术，有着重要的工业意义。已公开的代表性烯烃水合方法有：美国专利2，162，913;2，477，380;2，797，247;3，798，097;2，805，260;2，830，090;2，861，045;2，891，999;3，006，970;3，198，752;3，810，849和3，989，762。

烯烃水合采用沸石催化剂也是已知的。如美国专利4，214，107中所述，低级烯烃特别是丙烯，可以用一种硅铝比至少为12、约束指数为1到12的结晶硅铝酸盐沸石催化剂（如HZSM-5）进行催化水合生成相应的醇，基本上无醚和烃等副产物。

按照美国专利4，499，313，烯烃在氢型丝光沸石或氢型沸石Y（硅铝比均为20到500）存在下水合生成相应的醇。据说使用这种催 化剂所得到的醇的产率比用普通固体酸催化剂的烯烃水合方法要高。据说使用沸石催化剂也优于离子交换型烯烃水合催化剂，因为它不受水合温度的限制。本方法采用的反应条件包括50-300℃，最好为100-250℃的温度，5到200kg/cm²的压力以维持液相或气液多相条件，水与烯烃的摩尔比为1到20。反应时间当间歇操作时为20分钟到20小时，在连续操作时液体时空速率（LHSV）通常为0.1到10。

由轻烯烃与醇反应生成醚也是众所周知的方法。按照美国专利4，042，633，DIPE是采用蒙脱粘土催化剂，由异丙醇或另加丙烯而制备的。美国专利4，175，210公开了用硅钨酸作烯烃与醇反应的催化剂制备醚的方法。按照美国专利4，182，914所述，DIPE是采用强酸性阳离子交换树脂为催化剂，由IPA和丙烯连续反应而制备的。在美国专利4，334，890所叙述的生产汽油调合料的方法中，由含异丁烯的混合C₄气体与乙醇水溶液反应生成乙基叔丁基醚和叔丁醇的混合物。美国专利4，418，219叙述了发动机燃料用高辛烷值调合剂甲基叔丁基醚（MTBE）的制备方法，它采用异丁烯与甲醇反应，催化剂为磷酸硼、蓝色氧化钨或一种硅铝摩尔比至少为12∶1、约束指数为1到12的结晶硅铝酸盐沸石。美国专利4，605，787叙述了诸如MTBE和MTAE（甲基叔戊基醚）等烷基叔烷基醚的制备方法，它通过伯醇与叔碳原子上有双键的烯烃反应制成，所用催化剂为约束指数为1到12的酸性沸石，如沸石ZSM-5、11、12和23、脱铝沸石Y和稀土交换的沸石Y。欧洲公开专利申请55，045叙述了一种由烯烃和醇反应制备醚的方法，如由异丁烯和甲醇制备MTBE，催化剂为酸性沸石催化剂如沸石β和沸石ZSM-5、8、11、12、23、35、43、和48。

本发明的目的是提供一种用成本低并易得的轻烯烃原料生产醚的方法，这些醚可作汽油的高辛烷值调合料使用。

因此，本发明是一种生产醚的方法，该方法包括：

a）在一个烯烃反应设备中，在酸性沸石催化剂存在下，由至少一种轻烯烃与水以及从下游蒸馏操作中接收的醇反应，生成醇和醚的含水混合物，烯烃反应设备在一定条件下操作，使烯烃和水反应生成醇，由醇脱水和/或由烯烃和醇反应生成醚;

b）将醇和醚的含水混合物送到在一定条件下操作的蒸馏设备中，蒸馏得到含醚及少量醇和水的恒沸塔顶馏份，和含醇水溶液的塔底馏份;

c）至少将一部分塔底馏份循环到烯烃反应设备中;

d）将恒沸的塔顶馏份送到在一定条件下操作的醇分离设备中，分离成至多含可略量醇和水的醚产物和含水的醇产物。

将醇循环回烯烃反应设备中有可能促进全部烯烃主要转化成醚。如果产物是作汽油提高辛烷值用，这种指导原料烯烃水合主要生成醚产物的能力可能特别有利，因为它排除或减少了相分离的可能，如果生成含大量醇的醚混合物则可能出现相分离。

附图是表示按本发明一个实施例的方法生产DIPE的示意图。