Катализатор для алкилирования изобутана с @ -олефинами и способ получения алкилата

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для алкилирования изобутана C<SB POS="POST">4</SB>-олефинами и к способу получения алкилата. С целью повышения селективности в отношении триметилпентана катализатор имеет следующее соотношение компонентов, мас.% : фтористоводородная кислота 85-98

метил-трет-бутиловый эфир 2-15. Катализатор представляет собой безводную, не содержащую спирта гомогенную смесь. Получают алкилат алкилированием изобутана C<SB POS="POST">4</SB>-олефинами в жидкой фазе при 20-32°С, давлении 896-1216 кПА в присутствии указанного катализатора. Процесс ведут при объемном отношении фтористоводородной кислоты к углеводородам сырья 1,5-10,0. 2 с.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4202335/23-04 (86) РСТ/US 86/01644 (12.08.86) (22) 10.04.87 (31) 764707 (32) 12.08.85 (33) US (46) 07.10.90. Бюл, N 37 (71) ЮОП Инк. (US) (72) Тамотсу Имаи и Джозеф А.Кокал (US) (53) 66.097.3(088,8) (56) Патент США M 3761540, кл. 585 — 723, опублик. 1973.

Патент США М 3778489, кл, 260 — 683.43, опублик, 1973. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА С4-ОЛЕФИНАМИ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛАТА

Изобретение относится к катализаторам, в частности катализаторам для алкилирования изобутана С4-олефинами, а также к способу получения алкилэта.

Целью изобретения является повышение селективности катализатора в отношении триметилпентана за счет содержания в его составе в качестве промотора метилтрет-бутилового эфира при определенном содержании компонентов, а также получение алкилата с повышенным содержанием триметилпентана, являющегося высокооктановым компонентом.

Пример 1. Процесс проводят в пилотной установке, оснащенной реактором автоклавного типа, изготовленным из медно-никелевого сплава, в котором изопарафин и олефиновый активирующий агент подвергают контактированию с кислотным

„„5U„, 1598855 А3 (si>s В 01 J 31/02, 27/12, С 07 С 2/62 (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для алкилирования иэобутана С4-олефинами и к способу получения алкилатэ. С целью повышения селективности в отношении триметилпентана катализатор имеет следующее соотношение компонентов, мас.,ь: фтористоводородная кислота 85 — 98; метил-третбутиловый эфир 2 — 15. Катализатор представляет собой безводную, не содержащую спирта гомогенную смесь. Получают алкилаталкилированием изобутана С4-олефинами в жидкой фазе при 20 — 32 С, давлении 896 — 1216 кПА в присутствии указанного катализатора. Процесс ведут при объемном соотношении фтористоводор одной кислоты к углеводородам сырья 1,5—

10,0. 2 с.п.ф-лы, 7 табл. катализатором. После достаточного времени контактирования углеводородная и кислотная фазы выводят из автоклавного реактора и подают в отстойник, в котором .указанные фазы подвергают разделению.

Кислотную фазу далее выводят иэ отстойника и рециркулируют обратно в автоклавный реактор с целью контактирования с новой порцией углеводородов. Углеводородную фазу, содержащую алкилат, выводят из отстойника и подают на стадию нейтрализации, которую выполняют с помощью специальных средств. Далее углеводородную фазу собирают и подвергают анализом.

Проводят два раздельных опыта на указанной пилотной установке. В соответствии с первым опытом используют кислотный катализатор, содержащий 90 мас. фтористоводородной кислоты и 10 мас. «(»

1598855 органических растворителей. Органический растворитель представляет собой олигомеризованный изобутилен с диапазоном углеродных чисел Ст — Сгз и представляет собой, в основном, углеводород Сз — Са, B соответствии с вторым опытом используют катализатор, представляющий собой 90 мас. фтористоводородной кислоты и 10 мас. метил-трет-бутилового простого эфира.

Эти опыты проводят в автоклавном реакторе при следующих условиях; температура 20 С, давление 9,14 кгс/см, время пребывания 10 мин, число оборотов мешалки 1800 об/мин. Величина объемного отношения кислотной фазы к углеводородной в автоклаве 1,5. Величина молярного отношения между изобутаном и С4-олефинами 7,9.

Параметры распределения для С4-олефинов следующие, : 2-бутен 48,2; 1-бутен

23,2; изобутен 28,6.

B каждом опыте продукт — алкилат подвергают анализам, Полученные продукты имеют составы и теоретические октановые числа, приведенные в табл. 1.

Как видно из табл, 1 в тех случаях, когда кислотный катализатор содержит простой эфирный компонент, то теоретическое октановое число на 0,9 выше, чем в тех случаях, когда кислотный катализатор содержит фторид водорода и органический растворитель.

Более высокое октановое число, достигаемое в соответствии с предлагаемым изобретением, является прямым результатом образования в большей степени триметил. пентанов, чем диметилгексанов в алкилате.

Увеличение содержания триметилпентана в алкилате и уменьшение содержания в алкилате диметилгексана является результатом присутствия простого эфирного соединения, П р и и е р 2. Проводят два дополнительных опыта по алкилированию с целью определения стабильности простого эфирного компонента кислотного катализатора. Два опыта по реальному алкилированию проводят на пилотной установке, описанной в примере 1. Технологические условия аналогичны приведенным в примере 1.

В первом опыте процесс продолжается в течение 24 ч, и при этом подачу углеводорода на пилотную установку осуществляют только в течение примерно 5 ч. Второй опыт на пилотной установке проводят в течение

16 дней, но при этом подачу углеводорода производят s течение только 54 ч, Однако кислотные катализаторы присутствуют на установке в течение 24 ч и 16 дней соответственно. В конце каждого из экспериментов кислотную фазу подвергают анализам.

15 еще один эксперимент. Условия его прове20

Полученные при этом результаты представлены в табл. 2, Из данных табл,2 следует, что только незначительное количество метил-трет-бутилового простого эфира разложилось с образованием метанола, Определенное количество метил-трет-бутилового простого эфира, которое диссоциирует до метанола, обусловлено присутствием воды, которая является загрязнителем. Однако подавляющая часть метил-трет-бутилового простого эфира остается непревращенной в метанол.

Пример 3 (сравнительный). На пилотной установке по алкилированию проводят дения аналогичны тем, которые используют при проведении опытов в примерах 1 и 2.

Однако в этом случае кислотный катализатор содержит 90 мас. фторида водорода и

10 мас. метанола.

Результаты этих экспериментов представлены в табл. 3. B табл . 3 также включены результаты, полученные при проведении опыта в примере 1, в рамках которого катализатор содержит фтористоводородную кислоту и метил-трет-бутиловый простой эфир.

Как видно иэ данных табл. 3, применение кислотного катализатора, содержащего простой эфирный компонент, обеспечивает получение результатов, превосходящих результаты, достигаемые при применении кислотного катализатора, содержащего спиртовый компонент. Применение простого эфирного компонента обеспечивает увеличение октанового числа на 0,4 ед, теоретического октанового числа по сравнению с тем случаем, когда применяют кислотный катализатор, содержащий метанол. Это увеличение октанового числа обусловлено увеличением количества образующегося триметилпентана (75,7 мас, в противоположность 72,9 мас. и соответствующим снижением количества образующегося диметилгексана.

Пример 4. Процесс осуществляют в пилотной установке, включающей автоклав из монеля, в котором осуществляют контактирование изопарафина и олефина с кислотным катализатором. Спустя достаточное время, углеводородную и кислотную фазы удаляют. из автоклава и направляют в отстойник, в котором осуществляют разделение фаз. После разделения кислотную фазу удаляют из отстойника и возвращают а автоклав, где ее снова контактируют с углеводородом. Углеводородную фазу,. содержащую алкилат, удаляют из отстойника и направляют в устройство для нейтрали5

20 веденные в табл. 4

30

50 зации, после чего ее собирают для анализа.

В пилотной установке проводят 1-5 опыты по изобретению и сравнительные опыты 6-8. В каждом опыте используют кислотный катализатор, содержащий 85—

98 мас. фтористоводородной кислоты и

2-15 мас.% метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ). Все опыты проводят при 20 С и давлении в автоклаве 896 кПа, время пребывания составляет 10 мин, скорость вращения мешалки 1800 об/мин. Объемное отношение кислотной и углеводородной фаз 1,5. Молярное отношение иэобутана и

С4-олефина 7,9. Состав С4-олефинов, :

2-бутен 48,2; 1-бутен 23,2; изобутилена 28,6.

После каждого опыта проводят анализ полученного алкилата, при этом для состава и октановых чисел получают значения, приПример 5. Сопоставляют алкилат— продукт процесса алкилирования, при котором используют катализатор, содержащий фтористоводородную кислоту и метил-третбутиловый эфир, с продуктом процесса, в котором используют как катализатор только фтористоводородную кислоту, Параметры процесса: температура в реакционной зоне

32 С и давление 1216 кПа, Скорость подачи исходных материалов в процессе и компоненты являются одинаковыми в обоих случаях и указаны в табл. 5 и 6.

Дополнительные рабочие параметры включают молярное отношение иэобутан/олефин, равное примерно 1,0.

В первом опыте используют катализатор, содержащий 97 мас.% фтористоводородной кислоты и 3,0 мас.% метил-трет-бутилового эфира. Во втором опыте используют катализатор, который содержит только 100 мас.% фтбристоводородной кислоты.

Продукт процесса алкилирования подвергают стадии разделения для удаления легких нереактивных углеводородов от продукта алкилирования, Первое разделение происходит в пропаноотгонной колонне, работающей под давлением 260 кПа и при температуре верхнего погона 50 С.

Продукт верхнего погона из пропаноотгонной колонны указан для первого и второго опытов соответственно в табл, 5 и 6 как продукт пропана. Остаток из пропаноотгонной колонны подают на второе разделение в колонну для отгонки изобутана. Продукт остатков со дна колонны для отгонки изобутана представляет собой продукт алкилирования, Продукт верхнего погона из секции отгона изобутана назван как и родукт бутана и состав его для первого и второго опытов указан соответственно в табл. 5 и 6.

Дополнительным важным фактором является объемное отношение кислоты к углероду в загрузке, которое в этом полимере равно 10, Способ, осуществляемый в укаэанных условиях, способен дать примерно

51,3 м /ч продукта алкилирования с октановым числом примерно 96,0, В табл. 5 и 6 для первого и второго опытов соответственно приводится состав и количество сырья полученных продук.ов. В табл, 7 приведены для сравнения составы продукта алкилирования, полученные в первом и втором опытах примера 5.

Сравнительный анализ продукта алкилирования из первого и второго опытов показывает, что продукт алкилирования в первом опыте 1, полученный при использовании катализатора для алкилирования, содержащего фтористоводородную кислоту и метил-трет-бутиловый эфир, имеет более высокое содержание триметилпентана, чем продукт, полученный при использовании катализатора, содержащего только фтористоводородную кислоту, как во втором опыте.

Дополнительное содержание триметилпентана в продукте иэ первого опыта обеспечивает алкилату более высокое октановое число (RON), чем продукту из второго опыта, Это является убедительным подтверждением того, что катализатор алкилирования в соответствии с предлагаемым изобретением, содержащий 85—

98 мас.% фтористоводородной кислоты и

15 — 2 мас.% метил-трет-бутилового эфира, превосходит известный катализатор, содержащий только фтористоводородную кислоту, давая алкилат с более высоким октановым числом.

Формула изобретения

1. Катализатор для алкилирования изобутана С4-олефинами, содержащий фтористоводородную кислоту и промотор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения селективности катализатора в отношении триметилпентана, в качестве промотора он содержит метил-трет-бутиловый эфир и представляет собой безводную, не содержащую спирта.гомогенную смесь при следующем содержании компонентов, мас.%:

Фтористоводородная кислота 85-98

Метил-трет-бутиловый эфир 2 — 15 .

2. Способ получения алкилата путем алкилирования изобутана С4-олефинами в жидкой фазе в присутствии катализатора, 1598855 содержащего фтористоводородную кислоту и промотор, при температуре 20 — 32 С, давлении 896 — 1216 кПа, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания в алкилате триметилпентана, используют катализатор, представляющий безводную, не содержащую спирта гомогенную смесь, содержащую в качестве промотора метилтрет-бутиловый эфир, при следующем

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.,, и и соотношении

Состав алкилата и октановое число фторид водорода: органический растворитель

90:10 фтористоводородная кислота: метил-трет-бутиловый простой э и 9010

6,4

75,7

12,0

5,9

8,3

72,6

13,9

5,2

96,4

95,5

Таблица 2

Таблица 3

Содержание компонентов, мас., и и соотношении

Состав алкилата и октановое число фтористоводородная кислота:

:метил-трет-бутиловый простой э и 90;10 фтористый водород: метанол

90:10

6,4

75,7

12,0

5,9

9,8

72,9

11,7

5,6

96.0

96,4

Св

Триметилпентан

Диметилгексан

Св

Теоретическое октановое число

Са

Триметилпентан

Диметилгексан

С а

Теоретическое октановое число соотношении компонентов в катализаторе, мас. :

Фтористоводо родная кислота 85-98

5 Метил-трет-бутиловый эфир 2 — 15 и процесс проводят при объемном отношении фтористоводородной кислоты к углеводородам сырья 1,5 — 10,0.

3598855

Таблица 4

:Таблица 5

1598855

Таблица 6

Таблица7

Составитель Н. Путова

Редактор И. Горная Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 3075 Тираж 406 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Катализатор для алкилирования изобутана с @ -олефинами и способ получения алкилата Катализатор для алкилирования изобутана с @ -олефинами и способ получения алкилата Катализатор для алкилирования изобутана с @ -олефинами и способ получения алкилата Катализатор для алкилирования изобутана с @ -олефинами и способ получения алкилата Катализатор для алкилирования изобутана с @ -олефинами и способ получения алкилата Катализатор для алкилирования изобутана с @ -олефинами и способ получения алкилата 

 

Похожие патенты:

Вптб // 400075

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к применению активной смеси Добрянского и Гавриловой состава, г/л: сернокислый магний 120-130 уксусный ангидрид 102-112 формалин 30-40 вода до 1 л в качестве катализатора для реакции конденсации аминов с формальдегидом

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к гомогенному катализатору для полимеризации a олеинов

Изобретение относится к каталнтической химии, в частности к получению интерметаллнческого катализатора для гидродегидрогенизации углеводородов и гидрирования монооксида углерода

Изобретение относится к каталитической химии ,в частности, к катализатору для алкилирования изобутана бутенами

Изобретение относится к ациклическим ненасыщенным соединениям ,в частности, к получению бутиленов или гексенов

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам для синтеза пирролидина из тетрагидрофурана и аммиака

Изобретение относится к гетеро-i циклическим соединениям, в частности к получению 2-метш1фурана, который используется для получения полимеров, и в качестве добавки к жидкому топливу..
Наверх