[发明专利]一种气相异丁烯生产MTBE催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的生产方法，特别是一种气相异丁烯生产MTBE催化 剂的制备方法。

技术背景

MTBE(甲基叔丁基醚)一般是以甲醇和液化异丁烯为原料，在酸性催化剂 的作用下合成的。合成MTBE的催化剂主要有：氢氟酸、硫酸、苯乙烯系阳离子 交换树脂、固体酸、分子筛、杂多酸等，在工业上用得最多的是树脂催化剂。

目前合成MTBE国外生产工艺较有代表性的有：意大利斯纳姆.普罗盖蒂/ 阿尼克(SNAMPROGETTI/ANIC)工艺、法国石油研究院IFP工艺，美国催化蒸馏及 联合工艺等。现分别介绍如下。

(1)意大利SNAM工艺

该工艺所采用的反应器为列管式固定床，反应温度50～60℃，催化剂是聚 苯乙烯-二乙烯苯离子交换树脂。反应中，甲醇稍过量，产品MTBE的含量在98％ 以上。为解决甲醇过量所引起的MTBE净化问题，可采用SNAM的二段法工艺，即 采用两个串联的管式反应器。西德许尔斯(HULS)工艺是此工艺的代表。

(2)法国IFP工艺

IFP工艺的主要特点是反应器采用上流式膨胀床，与管式反应器相比，它具 有结构简单、投资少、催化剂装卸方便等优点。另外，采用上流式操作，可防止 催化剂堆集成块，减少压力降，催化剂使用寿命长，副反应少等优点。

(3)美国催化蒸馏工艺

催化蒸馏工艺是把筒式固定床反应器与蒸馏塔结合在一起，故一方面反应 放出的热量用于产物的分离，具有明显的节能效果；另一方面由于反应的同时连 续蒸出产品，可最大限度地减少逆向反应和副产品的生成。

(4)美国UOP公司的联合工艺

以油田气或炼厂气中的丁烷为原料，异构化反应转化为异丁烷，进而脱氢生 成异丁烯，异丁烯再与甲醇醚化反应生成MTBE。联合工艺使MTBE生产具有更为广 泛的原料来源，且可减低成本，单程转化率高，设备投资低，可靠性好。

现有MTBE生产技术均采用液态异丁烯为原料，存在能耗高、催化剂床层压 力大等缺点，需进一步改进。

发明内容

本发明一种气相异丁烯生产MTBE催化剂的制备方法，以ZSM-5分子筛负 载N，N-二甲基甲酰胺，1-丙基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐，磺酸丁基吡 啶内酯制备而成。

本发明一种气相异丁烯生产MTBE催化剂的制备方法，通过以下步骤实现：

在反应釜中，搅拌状态下加入ZSM-5分子筛，加入ZSM-5分子筛质量2-4倍的 N，N-二甲基甲酰胺，加入ZSM-5分子筛质量百分比含量0.5-2％的1-丙基磺酸-3- 甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐，然后加入ZSM-5分子筛质量百分含量0.5-2的磺酸丁 基吡啶内酯参与反应，加料温度控制在0-10℃，加料完成后，升温至50-90℃， 反应2-5h，反应结束后，过滤，水洗至中性，烘干，得到催化剂。

所述ZSM-5分子筛，N，N-二甲基甲酰胺为市售产品。

所述1-丙基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐，磺酸丁基吡啶内酯为市售产 品，如中科院兰州化学物理研究所研制的产品。

本发明具有以下有益效果：

对比异丁烷脱氢制备异丁烯，异丁烯醚化生成MTBE的联合工艺以及利用其 它生产含异丁烯的碳四烯烃生产MTBE的生产工艺的催化剂，气相异丁烯使用催 化剂直接进行醚化反应，省去了液化工序，可减少设备投资，降低成本，

具体实施方式

以下实例仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。

实施例1：

在1000L反应釜中，搅拌状态下加入100KgZSM-5分子筛，300KgN，N-二甲基 甲酰胺，1Kg1-丙基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐，1Kg的磺酸丁基吡啶内酯 参与反应，加料温度控制在5℃，加料完成后，升温至70℃，反应4h，反应结束 后，过滤，水洗至中性，烘干，得到催化剂产品编号为K-1。

实施例2

在1000L反应釜中，搅拌状态下加入100KgZSM-5分子筛，200KgN，N-二甲基 甲酰胺，0.5Kg1-丙基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐，0.5Kg的磺酸丁基吡啶 内酯参与反应，加料温度控制在0℃，加料完成后，升温至50℃，反应5h，反应 结束后，过滤，水洗至中性，烘干，得到催化剂编号为K-2。