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合成MTBE反应机理

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合成MTBE反应机理

发布日期:2016-08-15 00:00 来源:http://www.ddlihe.com 点击:

       醇和烯烃在大孔强酸阳离子交换树脂催化剂作用下的醚化反应中,当醇烯比﹤1时,起催化作用的是树脂催化剂上的磺酸基团,控制步骤是烯烃与醇反应,在这种条件下反应是非常快的,然而副反应如异构化、聚合反应也加快。当醇烯比﹥1时,磺酸树脂的氢键开始解离,甲醇分子进入氢网络完全解离并使H离子溶剂化。在这种情况下,反应被溶剂化的质子所催化,而溶剂化的质子的催化活性比磺酸质子的催化活性低,在这种离子机理情况下,反应速度较低并服从表观均相动力学,其控制步骤是烯烃的质子化并形成正碳离子。

MTBE是混和碳四中的异丁烯与甲醇(醇/烯﹥1)在催化剂的作用下发生醚化反应的产物。该反应要求选择性很高,碳四中的其它烯烃几乎不参加醚化反应。该反应也是从碳四中分离异丁烯的有效方法。主反应为:

        MTBE是混和碳四中的异丁烯与甲醇(醇/烯﹥1)在催化剂的作用下发生醚化反应的产物。该反应要求选择性很高,碳四中的其它烯烃几乎不参加醚化反应。该反应也是从碳四中分离异丁烯的有效方法。主反应为:



     CH3                              CH3




CH2=CCH3 + CH3OH             CH3COCH3  (醚化反应)

                                      CH3

同时发生如下副反应:



     CH3                           CH3



CH2=CCH3 + H2O            CH3CCH3  (水合反应)

                                   OH

 





2CH2=CCH3            CH3CHCH= CH CHCH3  (二聚反应)

      CH3                           CH3                  CH3

 


2CH3 OH      CH3OCH3+H2O  (脱水反应)


CH3




CH3C=CHCH3 + CH3OH         CH3CCH2CH3   (TAME)

CH3                              OCH3

 



CH2=CHCH2CH3 + CH3 OH           CH3CHCH2CH3   (MSBE)

                                   OCH3

    TBA在反应过程中生成量很少,是原料水含量和DME生成量的函数,一般﹤0.06%。它本身辛烷值很高,不会对产品质量产生不利的影响。

      控制醚化反应条件(温度、空速和甲醇/异丁烯摩尔比)使DIB(一般﹤0.01%)的选择性很低,生成量极少,不影响MTBE产品质量和辛烷值。

      DME的生成取决于催化剂本身、温度、空速、和醇烯比,在所控制的醚化反应条件下,它的选择性很低(一般﹤0.05%)。由于DME沸点低,将随着轻烃一起逸出,因此在MTBE产品中不含DME。

      MSBE的生成取决于催化剂本身、温度、空速、和醇烯比,在所控制的醚化反应条件下,它的选择性很低(一般﹤0.01%)

      合成MTBE是放热催化反应,通常由热力学平衡控制,低温下有利于向生成MTBE方向转移。但是,从反应动力学角度说,在较高温度下有利于提高反应速率。为此,反应器应根据从热力学平衡要求的较低温度和有利于反应动力学的较高温度两方面考虑,使反应温度达到最佳化。



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