Способ регенерации отработанного кислотного катализатора

 

Способ регенерации отработанного кислотного катализатора, используемого для алкилирования углеводородов, включает обработку реагентом жидкой фазы. При этом обработку осуществляют путем экстрагирования водой, упаривания полученного водного экстракта и этерификации полученного остатка содержащим олефин потоком углеводорода, причем в качестве жидкой фазы обработке подвергают масло, образующееся в качестве побочного продукта во время процесса алкилирования. Регенерация отработанного кислотного катализатора из масла, образующегося в качестве побочного продукта, обеспечивает повышение экономичности алкилирования углеводородов. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к каталитическим процессам алкилирования алифатических углеводородов, в частности к способу регенерации отработанного кислотного катализатора, применяемого для алкилирования углеводородов.

Известен способ регенерации отработанного катализатора на основе фторированной сульфокислоты, применяемого для алкилирования углеводородов в неподвижном слое, включающий стадии отделения отработанного кислотного катализатора от продуктов алкилирования путем промывки водой, перегонки кислотного катализатора при температуре примерно 215^oC, смешивания продукта перегонки с концентрированной серной кислотой и отделения кислотного катализатора в обезвоженной форме от серной кислоты путем перегонки при температуре примерно 167^oC (см., например, европейский патент N 0433954 A1, МКИ: C 07 C 2/62, 1991 г.).

Недостаток известного способа заключается в том, что образующееся в качестве побочного продукта во время алкилирования в неподвижном слое масло подают на обезвреживание, то есть не обрабатывают для извлечения из него отработанной фторированной сульфокислоты, представляющей собой относительно дорогостоящий катализатор.

Задачей изобретения является повышение экономичности алкилирования углеводородов на кислотном катализаторе путем обеспечения регенерации отработанного кислотного катализатора из масла, образующегося в качестве побочного продукта во время процесса алкилирования.

Данная задача решается в способе регенерации отработанного кислотного катализатора, используемого для алкилирования углеводородов, включающем обработку реагентом жидкой фазы, за счет того, что обработку осуществляют путем экстрагирования водой, упаривания полученного водного экстракта и этерификации остатка олефинсодержащим углеводородом, при этом в качестве жидкой фазы обработке подвергают масло, образующееся в качестве побочного продукта во время процесса алкилирования.

Регенерированный предлагаемым способом сложный эфир кислоты можно либо непосредственно, либо после предыдущей сушки вводить в процесс алкилирования исходного углеводорода олефиновым агентом алкилирования. Во время алкилирования сложный эфир, переводят в его кислотную форму, являющейся каталитически активной в процессе алкилирования.

Предлагаемый способ можно применять для регенерации катализаторов алкилирования на основе галогенированной алкилсульфокислоты, в частности для регенерации трифторметансульфокислоты.

Экстрагирование масляного побочного продукта можно проводить в реакторах, обеспечивающих обратное смешение.

В качестве альтернативы, экстрагирование можно проводить также в непрерывно работающей экстракционной колонне, в которой водный экстракт подают противотоком олефинсодержащему потоку углеводорода.

Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения этерификацию остатка упаривания осуществляют содержащим бутен углеводородом.

Изобретение поясняется следующим примером.

Пример 250 г масляного побочного продукта, образуемого при алкилировании изобутана 2-бутеном в качестве агента алкилирования в присутствии трифторметансульфокислоты в качестве катализатора, отделяют от продукта алкилирования.

Отработанный катализатор на основе трифторметансульфокислоты, содержащийся в масляном побочном продукте, регенерируют из масла путем экстрагирования 800 мл воды при температуре 25^oC.

Полученный водный экстракт упаривают, получая гидрат трифторметансульфокислоты с содержанием воды 13 вес.%, соответствующим молярному отношению воды и кислоты 1,2:1. 169 г остатка, состоящего из 147 г кислоты и 22 г воды (= 100 мл гидрата кислоты), подают в экстракционный сосуд емкостью 150 мл, через который со скоростью 5 мл/мин, пропускают поток изобутана, содержащий 5% 2-бутена. Получаемый при этом продукт перед подачей на алкилирование пропускают через сушильную колонку емкостью 300 мл, наполненную сухим кремнеземом величиной зерен 0,2 - 0,5 мм (продукт Мерк 100, фирмы Мерк, DE). В реакторе для алкилирования 2-бутен переводят в алкилат, а сложный эфир регенерированной сульфокислоты переводят в каталитически активную кислотную форму, аккумулирующуюся в реакторе. В конце каждого эксперимента отбирают количество кислоты, превышающее количество введенной в начале эксперимента кислоты, и определяют содержание воды отобранной кислоты.

В первом эксперименте в реактор для алкилирования вводят 6 мл (10 г) сухой трифторметансульфокислоты (содержание воды: 0,28%). После реакции 1240 г подаваемого углеводородного потока (содержащего 62 г 2-бутена) при температуре 25^oC, из реактора удаляют избыточную кислоту, оставляя то же количество кислоты в реакторе, что и в начале эксперимента. При этом регенерируют избыточное количество 9,4 г кислоты с содержанием воды 0,88%.

В другом эксперименте в реактор для алкилирования не подают свежую сухую кислоту. Экстракционный сосуд опять наполняют 100 мл кислотного гидрата, а кремнезем в сушильной колонне заменяют на свежий сушильный агент.

После пропускания 1928 г углеводородного потока, содержащего 5% 2-бутена (96,4 г олефина) через экстракционный сосуд при температуре 40^oC, и последующей подачи получаемого экстракта через сушильную колонку и реактор для алкилирования, регенерируют избыточное количество 8,7 г кислоты (94,5% кислоты, 1,6% воды).

Формула изобретения

1. Способ регенерации отработанного кислотного катализатора, используемого для алкилирования углеводородов, включающий обработку реагентом жидкой фазы, отличающийся тем, что обработку осуществляют путем экстрагирования водой, упаривания полученного водного экстракта и этерификации полученного остатка содержащим олефин потоком углеводорода, при этом в качестве жидкой фазы обработке подвергают масло, образующееся в качестве побочного продукта во время процесса алкилирования углеводородов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт этерификации подвергают сушке.