[发明专利]甲醇脱水制备二甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二甲醚的制备方法，具体地说，涉及一种由甲醇催化脱水制备二甲醚的 方法。

背景技术

二甲醚(Dimethyl ether缩写DME)是一种基本有机化工原料，主要用于日用化工、制药、 制冷、染料、涂料、气溶胶的喷射剂等方面。

由甲醇催化脱水制备二甲醚是一种常用的制备二甲醚的方法，其中常用的催化剂有： HZSM-5分子筛、脱铝Y分子筛、十二钨磷酸或含铝二氧化钛(aluminotitanate)等，这些已有 催化剂均存在着使用温度范围窄且较高(现有催化剂的使用温度一般高于270℃)、反应选择 性差或催化剂表面容易“积碳”等缺陷。

鉴于此，提供一种DME得率高、所用催化剂表面不易“积碳”及所用催化剂的使用温度 低且温度范围宽的二甲醚的制备方法成为本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种由甲醇催化脱水制备二甲醚(DME)的改进方法，克服现 有技术中存在的缺陷。

本发明所述的制备二甲醚(DME)的方法，其主要步骤是：在有催化剂存在条件下，由 甲醇经脱水反应获得目标物(DME)，其特征在于，所述的催化剂包含：75wt％～99.9wt％ 氧化铝和0.1wt％～25wt％氧化铌。

在本发明一个优选技术方案中，所用的催化剂包含：90wt％～99wt％氧化铝和1wt％～10 wt％的氧化铌；更优选的技术方案是：所用的催化剂包含：90wt％～95wt％氧化铝和5wt％～ 10wt％的氧化铌。

在本发明另一个优选技术方案中，所用的氧化铝为γ-Al₂O₃，所用的氧化铌为Nb₂O₅。

具体实施方式

本发明所述的制备二甲醚(DME)的方法，其反应方程式如下所示：

所述方法包括如下步骤：

将前文所述的催化剂与石英砂按重量比为1∶1装填于带有控温装置的管式反应器中，构成 “固定床”式反应器。催化剂装填完毕并经氮气吹扫该“固定床”式反应器后，升温至220 ℃～270℃。在0.1Mpa条件下，将甲醇经平流泵注入该“固定床”式反应器中，甲醇的流量 为0.1ml/min～0.4ml/min、质量空速为1h^-1～4h^-1，流出的液态反应产物进入液体接收瓶。

一种制备本发明所述催化剂的方法，其主要步骤是：将γ-Al₂O₃浸渍于草酸铌水溶液中 (γ-Al₂O₃和草酸铌溶液的量按前文所述的氧化铝与氧化铌的含量计算获得)，于50℃～70℃ 浸渍至少6小时，过滤，所得固体先于110℃～130℃条件下，干燥至少12小时，然后再经450 ℃～550℃煅烧后得目标物(发明所述催化剂)，所制得的催化剂的比表面(BET)为203m²/g～ 248m²/g、孔径为11.70nm～13.10nm、孔容为0.55cm³/g～0.80cm³/g，所制得的催化剂可以 直接使用。

其中：比表面的测定在全自动吸附仪上进行，所用仪器为ASAP2020型比表面积吸附仪， 采用液氮温度(77K)下的N₂吸附法测得BET比表面积，样品均于200℃真空脱气处理12小时， 然后根据BET公式计算比表面。

本发明所述的催化剂除了可采用浸渍-煅烧法制得[氧化铌(Nb₂O₅)覆盖(或负载)在氧 化铝(优选γ-Al₂O₃)上]外，还可以采用共沉淀-煅烧法(即先采用硫酸铝或铝酸钠和草酸铌 水溶液进行共沉淀，然后经煅烧)制得包含氧化铌和氧化铝(优选γ-Al₂O₃)的催化剂。

本发明提供的制备二甲醚(DME)的方法，其最大的优点在于，在降低了催化剂的使用 温度及拓宽了使用温度的范围(本发明催化剂的使用温度低于或等于270℃，催化剂使用温度 范围为220℃～270℃)的同时，提高了反应的选择性。此外，本发明基本消除催化剂的“积 碳”现象。