专利名称：一种乙醚的生产方法
技术领域：
本发明涉及化工合成脂肪族醚领域，更具体地，本发明涉及一种在液体酸性催化剂存在下由乙醇生产乙醚的方法。
背景技术：
乙醚是二乙醚的简称，又称乙氧基乙醚，分子式C4H10O，结构式CH3CH2-O-CH2CH3，分子量74.08。
乙醚是一种无色透明，易挥发和可燃性的流动液体，带有芳香的刺激味。
乙醚在有机合成中主要用作溶剂，亦用于从水溶液中提取某些有机物。在生产无烟火药、棉胶和照相软件时，也广泛使用，无水乙醚在医药上还可作为麻醉剂使用。
目前的生产方法一般是在温度约135℃的条件下由乙醇和硫酸脱水制备得到。由于硫酸和水的部分共沸现象，乙醚凝液中酸含量高达3～5％，除产生大量硫酸废水外，还给乙醇回收和乙醚净化系统带来严重的设备腐蚀。另外硫酸中有机物的碳化，不但影响运转周期还产生大量废酸，产生较严重的环境污染问题。
发明内容
为了克服在现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提出了一种乙醚生产方法，这种方法不但克服了现有技术中存在的一些缺陷，而且投资小，成本低，具有良好的经济效益。通过以下技术方案可实现本发明的目的。
乙醇和液体复合酸催化剂进行催化脱水反应，复合酸催化剂破坏了水与硫酸的共沸现象，使水分能够稳定均衡地蒸发出来，这样可达到连续生产乙醚的目的。
所述的催化脱水反应的化学方程式如下①②③④一种由乙醇经复合酸催化脱水生产乙醚的方法，其特征在于1)使用浓度80～98％硫酸和浓度60～85％磷酸混合物作为复合酸液体催化剂，其H2SO4∶H3PO4的摩尔比为1∶0.5～8。
2)在复合液体酸催化剂存在下，在110～180℃与压力0～0.05兆帕下进行乙醇脱水反应。
3)含有反应所产生的乙醚、水蒸汽和未反应的乙醇的气体经在温度≤30℃的条件下冷凝，再经分离柱(＜30℃)均相分离后，上部液体是含有微量水分和微量甲醇的乙醚液体，这种液体再经精馏塔1精馏后作为产品送入乙醚储罐。
4)经分离柱均相分离后下部液体是含有水分和溶解在水中的乙醚、未反应的乙醇的混合液体，这种液体经过精馏塔2，蒸发出乙醚和乙醇，它们从塔顶经冷凝器3后返回反应釜继续反应。塔底排出水分。
优选地，所述的硫酸与磷酸的摩尔比为1∶0.6～5。
优选地，在液体复合酸催化剂存在下乙醇脱水生成乙醚的温度为120～160℃，压力为0.01～0.03兆帕。
优选地，冷凝器冷却水的温度≤30℃。
优选地，精馏塔1塔底温度为30～50℃，精馏塔2的塔底温度为60～130℃。
下面将结合附图对本发明作进一步说明
图1说明了本发明在液体复合酸催化剂存在下由乙醇脱水生产乙醚的方法流程图。
本发明除反应釜需采用耐酸材质，如搪玻璃或其它耐酸金属和非金属材质外，其它部分均可采用碳钢或其它金属或非金属材质和设备，降低了造价，减少了投资。
首先乙醇用计量泵定量加入反应釜，在复合液体酸催化剂存在下进行脱水催化反应，产生乙醚气体和水蒸汽。反应釜通过蒸汽、导热油、电加热或其它方式加热到110～180℃，优选的是120～170℃，更优选的是130～160℃。复合液体酸H2SO4∶H3PO4摩尔比为1∶0.5～8，优选的是1∶0.6～5，更优选的是1∶0.7～4。
反应产生的乙醚气体、水蒸汽和未反应的乙醇气体混合物经冷凝器1冷凝后，进入分离柱。在分离柱中上部乙醚液相进入精馏塔1精馏后得到产品乙醚，，再经冷凝器2进入成品储槽。精馏塔1塔底的水分和乙醇混合物再进入反应釜参与反应。
所述的分离柱是采用玻璃式或玻璃液面计式金属材质分离柱，分离柱上部流出液经精馏塔1精馏后得乙醚产品。
在分离柱下部产物中，乙醚含量约3～8％，乙醇含量约10～30％，其余为水，所述分离柱的下部产物经精馏塔2精馏后，在塔顶馏出物经冷凝器3冷却后再返回反应釜进行反应。塔底流出物产出的水分为含乙醇＜1％水，排出或经过循环冷却水系统。
本发明与现有技术相比，采用了复合酸作为脱水催化剂，反应条件温和。脱水效果稳定均衡，反应和脱水能够同时连续进行，减少了设备的腐蚀和设备投资，总回收率达到98％以上。
为了更好地说明本发明而不是限制其保护范围，列出以下实施例实施例1在3立方米反应釜中加入98％硫酸500kg，85％磷酸1500kg，通过0.4兆帕蒸汽将它们加热到130℃，然后使用98％工业乙醇10吨，通过泵在24小时连续加入反应釜中进行反应，精馏塔1塔底和精馏塔2塔顶产物同时返回反应釜进一步反应。精馏塔1塔顶气体经冷凝器2冷凝后得到99％的乙醚7.88吨，精馏塔2塔底废水2.10吨，塔底废水含乙醇＜1％，总反应收率＞99％。
实施例23立方米反应釜中加入80％硫酸1000kg，85％磷酸500kg，通过0.5兆帕蒸汽将它们加热到145℃，然后使用98％工业乙醇10吨，通过泵在24小时连续加入反应釜中进行反应，精馏塔1塔底和精馏塔2塔顶产物同时返回反应釜进一步反应。精馏塔1塔顶经冷凝器2冷凝后得到99％的乙醚7.80吨，精馏塔2之塔底废水2.16吨，废水中乙醇含量＜1％，总反应收率＞98％。
权利要求
1.一种乙醚的生产方法，其特征在于在浓度80-98％硫酸和浓度60-85％磷酸，其H2SO4∶H3PO4摩尔比为1∶0.5-8的混合酸作为复合酸液体催化剂存在下，在反应温度为110-180℃与反应压力为0-0.05兆帕下进行乙醇脱水反应，反应产物经冷凝后再经分离柱分离，其分离柱上部乙醚溶液经精馏后得到产品乙醚。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于硫酸和磷酸的摩尔比为1∶0.7～4。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于乙醇脱水的反应温度为130～160℃，压力为0～0.03兆帕。
全文摘要
本发明属于化学合成乙醚领域，以乙醇为原料，采用液体复合酸作为脱水催化剂，改变了单一酸脱水催化的共沸现象，使水份能够稳定均衡脱出，并与乙醚分离，生产能够稳定连续进行。该方法能量消耗低，设备腐蚀小，生产流程短，设备投资省，生产成本低，具有明显的经济效益。
文档编号C07C41/00GK1519220SQ03102470
公开日2004年8月11日 申请日期2003年1月23日 优先权日2003年1月23日
发明者李奇, 李 奇 申请人:李奇, 李 奇