[发明专利]一种制备二乙氧基甲烷的方法

说明书

一种制备二乙氧基甲烷的方法，涉及一种制备甲烷的方法，所述方法以二甲氧基甲烷和乙醇为原料，以液体酸及负载型液体酸为催化剂，在反应温度0～160℃、反应压力0.1～10.0 MPa条件下反应，生成二乙氧基甲烷；液体酸催化剂为硫酸，盐酸，硝酸，氢氟酸一种或多种无机酸；硫酸催化剂的质量分数在0～98%，盐酸催化剂为含0～38%氯化氢的水溶液，硝酸催化剂的质量分数在0～95%，氢氟酸催化剂的质量分数在0～55%；反应温度为0～160℃，反应压力为0.1～10.0 MPa。该方法产物较为单一，选择性高，具有良好的应用前景，所需原料廉价易得且整个流程操作简单，不产生污染环境的化学物质，属于环境友好型的工艺路径。

技术领域

本发明涉及一种制备甲烷的方法，特别是涉及一种制备二乙氧基甲烷的方法。

背景技术

二乙氧基甲烷是一种重要的化工原料，英文名：diethoxymethan，简写DEM，结构式：CH₃CH₂OCH₂OCH₂CH₃。二乙氧基甲烷是无色澄清易挥发液体，有类似醚的气味，熔点 -66.5℃，沸点89 ℃，溶于苯、乙醚、乙醇，微溶于水。二乙氧基甲烷具有毒性低、含氧量高、既有亲水性又有亲油性、溶解能力强、表面张力小和蒸发热低等性能。其应用主要分两类：一类是作为溶剂，另一类是作为反应试剂。作为溶剂，二乙氧基甲烷是一种疏质子溶剂，不需要干燥就可用于一些对水敏感的反应。二乙氧基甲烷粘度低，在低温反应及其他粘度大的反应环境中易于处理，在一些烷基化、酰基化、有机锂反应及 Grignard 反应中均用二乙氧基甲烷作溶剂。二乙氧基甲烷是无水铝电池中很有用的溶剂，与其他醚比较发现，二乙氧基甲烷对电池电压的改变很小，还可抑制电极和电解质的分解在聚合物中的应用。作为燃料添加剂，可提高柴油的十六烷值，改善柴油的燃烧质量，还减少了一氧化碳和碳烟的排放。在聚合物中也发挥着优良的溶剂作用。作为反应试剂，可以是乙氧甲基化试剂、甲醛等价物、羰基化反应的底物。目前我国有关二乙氧基甲烷的合成及应用研究较少。因此,加强开发二乙氧基甲烷的基础及应用研究都具有十分重要的意义。

经查阅文献得知，二乙氧基甲烷的合成方法主要有二氯甲烷法、二甲亚砜法、氯化钙法、酸催化法及氯霉素副产品法几种，分别介绍如下：

(1)二氯甲烷法

ClCH₂CH₂Cl + NaOC₂H₅ → CH₃CH₂OCH₂OCH₂CH₃

此法是由二氯甲烷与乙醇钠在50 ℃条件下反应制备二乙氧基甲烷，是合成二乙氧基甲烷较早的方法,反应不仅需要乙醇钠作试剂,还要求无水操作,加上收率低,且催化剂对酸不稳定因而限制了它的发展。

(2)二甲亚砜法

CH₃CH₂OH + (CH₃)₂SO → CH₃CH₂OCH₂OCH₂CH₃

此法是二甲亚砜在酸性介质作用下加热分解为甲醛然后与乙醇反应生成二乙氧基甲烷。二甲亚砜的用量多、催化剂对酸不稳定且产量不高,不利于大规模生产。

(3)氯化钙法

HCHO + CH₃CH₂OH → 2CH₃CH₂OCH₂OCH₂CH₃

该法是乙醇与甲醛水溶液在氯化钙作用下反应合成二乙氧基甲烷。反应收率较好,但反应时间长,后处理不便，不利于工业化生成。