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合成MTBE反應機理

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合成MTBE反應機理

發布日期:2016-08-15 00:00 來源:http://www.fffdsd.live 點擊:

       醇和烯烴在大孔強酸陽離子交換樹脂催化劑作用下的醚化反應中,當醇烯比﹤1時,起催化作用的是樹脂催化劑上的磺酸基團,控制步驟是烯烴與醇反應,在這種條件下反應是非常快的,然而副反應如異構化、聚合反應也加快。當醇烯比﹥1時,磺酸樹脂的氫鍵開始解離,甲醇分子進入氫網絡完全解離并使H離子溶劑化。在這種情況下,反應被溶劑化的質子所催化,而溶劑化的質子的催化活性比磺酸質子的催化活性低,在這種離子機理情況下,反應速度較低并服從表觀均相動力學,其控制步驟是烯烴的質子化并形成正碳離子。

MTBE是混和碳四中的異丁烯與甲醇(醇/烯﹥1)在催化劑的作用下發生醚化反應的產物。該反應要求選擇性很高,碳四中的其它烯烴幾乎不參加醚化反應。該反應也是從碳四中分離異丁烯的有效方法。主反應為:

        MTBE是混和碳四中的異丁烯與甲醇(醇/烯﹥1)在催化劑的作用下發生醚化反應的產物。該反應要求選擇性很高,碳四中的其它烯烴幾乎不參加醚化反應。該反應也是從碳四中分離異丁烯的有效方法。主反應為:



     CH3                              CH3




CH2=CCH3 + CH3OH             CH3COCH3  (醚化反應)

                                      CH3

同時發生如下副反應:



     CH3                           CH3



CH2=CCH3 + H2O            CH3CCH3  (水合反應)

                                   OH

 





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

      CH3                           CH3                  CH3

 


2CH3 OH      CH3OCH3+H2O  (脫水反應)


CH3




CH3C=CHCH3 + CH3OH         CH3CCH2CH3   (TAME)

CH3                              OCH3

 



CH2=CHCH2CH3 + CH3 OH           CH3CHCH2CH3   (MSBE)

                                   OCH3

    TBA在反應過程中生成量很少,是原料水含量和DME生成量的函數,一般﹤0.06%。它本身辛烷值很高,不會對產品質量產生不利的影響。

      控制醚化反應條件(溫度、空速和甲醇/異丁烯摩爾比)使DIB(一般﹤0.01%)的選擇性很低,生成量極少,不影響MTBE產品質量和辛烷值。

      DME的生成取決于催化劑本身、溫度、空速、和醇烯比,在所控制的醚化反應條件下,它的選擇性很低(一般﹤0.05%)。由于DME沸點低,將隨著輕烴一起逸出,因此在MTBE產品中不含DME。

      MSBE的生成取決于催化劑本身、溫度、空速、和醇烯比,在所控制的醚化反應條件下,它的選擇性很低(一般﹤0.01%)

      合成MTBE是放熱催化反應,通常由熱力學平衡控制,低溫下有利于向生成MTBE方向轉移。但是,從反應動力學角度說,在較高溫度下有利于提高反應速率。為此,反應器應根據從熱力學平衡要求的較低溫度和有利于反應動力學的較高溫度兩方面考慮,使反應溫度達到最佳化。



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