Способ выделения изобутилена

 

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОБУ- ТИЛЕНА ИЗ углеводородных фракций катгшитическим гшкилированием фенола и его производных бутанбутиленовой фракцией с последующим деалкилированием алкилата при повышенной температуре в присутствии катализатора алкилирования и выделением изобутилена из продуктов деалкилирования, отличающийсятем, что, с целью повышения чистоты•, изобутилена, стадию деалкилирования осуществляют при температуре не выше 240*С до достижения остаточного насыщения не более 1 моль изобутилена на 1 моль фенола с последующим возвратом продуктов деалкилирования и катализатора, отделенных от изобутилена, на стадию алкилирования.2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве катализатора используют алюминий или алюминийорганическое соединение.3.Способ попп.1и2, отли- •чающийся тем, .что алкилатпредварительно продувают инертным газом, изобутиленом или веществом, имеющим температуру кипения ниже, чем применяемые фенолы, и вьпле, чем изобутилен.С ?(Лс;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (53) 665. 545. 55(088.8) с эа

°

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 1429049/23-04 (22) 19.05.70 (46) 23.04.83. Бюл. М 15 (72) А.Г.Лиакумович, Ю.И.Мичуров, Н.Ф.Киян, В.М.Соболев и В,И.Пономаренко (54) (57) 1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОБУТИЛЕНА иэ углеводородных фракций каталитическим алкилированием фенола и его производных бутанбутиленовой фракцией с последующим деалкилированием алкилата при повышенной температуре в присутствии катализатора алкилирования и выдепением изобутилена иэ продуктов деалкилирования, отличающийся

3СЮ с 10 G 59 02 ° с 07 в 27 00 тем, что, с целью повышения чистотыизобутилена, стадию деалкилирования осуществляют при температуре не выше

240 С до достижения остаточного насыщения не более 1 моль иэобутилена на 1 моль фенола с последующим возвратом продуктов деалкилирования и катализатора, отделенных от иэобутилена, на стадию алкилирования.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве ка" тализатора используют алюминий или алюминийорганическое соединение.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что алкилат предварительно продувают инертным газом, иэобутиленом или веществом, имеющим температуру кипения ниже, чем применяемые фенолы, и выше, чем изобутилен.

С:, 334861

Изобретение относи вся к области

«ефтехимическогс: синтеза, в частности к выделению одного из ценных олефинов — эысакоконцентриронанного изобутилена.

Известный способ выделения иэобутилена иэ углеводородного сырья состоит в алкилировании фенола и его производных бутанбутиленовой фракцией в присутствии серной кислоты в качестве катализатора с последующим удалением иэ каталиэата растворенных углеводородов и деалкилированием алкилата при температуре 100-300 С на том же катализаторе.

Чистота получаемого изобутилена

94-96%.

С целью повышения чистоты изобутилена, предлагается стадию деалкилирования проводить при температуре не выше 240оС до достижения остаточного насыщения не более 1 моль изобутилена на 1 моль фенола с последующим возвратом продуктов деалкилирования и катализатора, отделенных от иэобутилена, на стадию алкилиронания.

Желательно в качестве .катализатора использовать алюминий или алюминийорганическое соединение и алкила" предварительно продувать инертным газом, изобутиленом или веществом, имеющим температуру кипения .ниже, чем .применяемые фенолы, и выше, чем иэобутилен.

Пример 1, В 188 r фенола при 160-170 С растворяют 1,5 r алюминия. Раствор разливают беэ доступа влаги в три барботера так, что высота слоя в каждом из них около

100 мм. Барботеры последовательно соединяют, помещают в термостат с температурой 90-140 С и пропускают о через них со скоростью 100-150 мг/мин газообразную бутанбутиленовую фракцию в количестве 230 г, На выходе иэ последнего барботера непрореагировавшие углеводороды конденсируют смесью ацетон + твердая углекислота.

Полученный алкилат из всех барботеров переносят в/колбу с обратным холодильником и удаляют физически растворенные углеводороды отгонкой под вакуумом, не поднимая температуру выше 110 С. Затем вакуум снижают азотом и поднимают температуру до 180-230 С. Выделяющийся изобутилен конденсируют за счет охлаждения смесью ацетон + твердая углекислота.

Получают 50,8 r изобутилена с концентрацией 99,6 вес.%. Выход изобутилена от взятого в процессе 45,9%, от вступившего н реакцию — 48%.

Часть иэобутилена при деалкилировании не выделяется .и остается в алкилате. Частично насыщенный изобутиленом алкилат содержит в основном фенол и П -трет-бутилфенол и исполь7

Пример 6. Алкилирование проводят, как в примере 3, но перед ним через барботеры пропускают

30 г чистого изобутилена (концентрация не ниже 99,5%) в течени@

1,5 ч. Получают 80.4 г изобутиле«а состава, вес.%: H-+изобутан 0,12, изобутилен 99,4 и н-бутилены 0,48. зуется в последующих опытах. Результаты опыта приведены в табл. 1. Пример 2. Фенолы, оставшиеся после деалкилирования (см.пример 1), в количестве 242 r снова разливают по барботерам и пропускают через них 212 r бутанбутиленовой фракции при температуре 110 С. Дао лее опыт проводят аналогично примеру 1. Получают 87,4 г изобутилена

10 с концентрацией 99,3 вес.%. Выход изобутилена от взятого в реакцию

85,6%, от вступившего в реакцию

93,4%. Результаты этого опыта также приведены в табл. 1.

15 Пример 3. К 215 r перегнанной под вакуумом креэольной фракции, содержащей 1,7 вес.% фенола, 11,5% о-крезола, 70,6% п- и м-креэола и

16,2% ксиленолов и этилфенола, до20 бавляют при комнатной температуре и в атмосфере азота 20 мп триизобутилалюминия. Приготовленную смесь разливают в три барботера и пропускают через них 260 r бутанбутиленовой Фракции при температуре 120 С, Опыт проводят так же, как описано в примере 1. Температуру в конце деалкилирования поднимают до 200220 С. Получают 75,6 г иэобутилена с концентрацией 99,9 вес.%. Выход иэобутилена от взятого в реакцию

86,5%, от вступившего в реакцию

93,1%. Результаты анализа. бутанбутиленоной фракции и иэобутилена при,,ведены в табл. 1.

35 . Во всех приведенных примерах физически растворенные углеводороды, снижающие концентрацию выделяемого иэобутилена, удаляют отгонкой под вакуумом. Однако их можно уда40 лять также продункой инертным газом или чистым изобутиленом.

Пример 4. Алкилирование проводят аналогично примеру 3. Физически растворенные углеводороды не отгоняют под вакуумом, а сразу деалкилируют, Получают 79,5 r иэобутилена следующего состава, вес.%: н-+изобутан 4,6, иэобутилен 93,7 и н-бутилены 1,7.

Пример 5. Алкилирование проводят по примеру 3, но прежде через барботеры пропускают азот со скоростью 100-120 мл/мин 1 ч. Дал=-е о деалкилирование ведут при 200-220 С.

Получают 69,3 r иэобутилена соста55 на, вес.%: н-+иэобутан 0,04, изобутилен 99,63 и н-бутилены 0,33, Х34 861

25

Показатель

Пример

2 j 3

33,8

33,8

50,9

48,2

48,2

33,6

18,0

1 8, 0

15;5

61,2

64,4 н- + изобутан

73,4 иэобутилен

1,8

7,1

3,5

23,1

31,7

33,8 н-бутилены

0,2

0 05

0,2

99,3

99,9

99,6 0,2 изобутилен н-бутилены. 0,05

0,5

91,8

92,9

98,0

86,5

85,6

45,9

93,1

93,4

48,0

Как видно из примеров продувка инертным газом или изобутиленом позволяет получать иэобутилен концентрации выше 99Ъ.

Для удаления физически растворенных углеводородов можно йспользовать иэобутилен, выделяющийся в процессе деалкилирования. При этом удаляется также часть химически связанных н-бутиленов (пример 7) .

Пример 7. Ллкилирование ведут аналогично примеру 3. Алкилат без удаления физически растворенных углеводородов деалкилируют. Выделяющийся гаэ через каждые 20 мин анализируют хроматографически. Резу-. льтаты анализа выделяющегося иэобутилена приведены в табл. 2.

Таким образом, предварительное деалкилирование позволяет получать практически 100Ъ иэобутилена. Физически растворенные углеводороды можно удалить полностью, если внести в систему углеводородов инертное вещество, кипящее между изобутиленом и окислами.

Состав сырья, вес.Ъ н- + иэобутан иэобутилен н — бутилены

Состав фракции после очистки, вес.Ъ:

Состав выделенного изобутилена, вес.Ъ: н- + изобутан

Конверсия иэобутилена, Ъ

Вйход изобутилена, Ъ на взятый в реакцию на прореагировавший

El р и м е р 8. Ллкилирование проводят по примеру 3. П полу ленный охлажденный алкилат вводят 20 r иэопентана и выдерживают в колбе с обратным холодильником при 120-140 C и;

2 ч. Затем смесь охлаждают до 60 С, заменяют обратный холодильник обычным и отгоняют часть изопентана, поднимая температуру до 140 С.

После прекращения отгонки изопентана температуру поднимают до 200-220 С и собирают выделившийся газ в ловушке, охлаждаемой смесью ацетона и твердой углекислоты. Получают 78,7 г иэобутилена состава, вес.Ъ: н-+изобутан 0,02, изобутилен 88,8, н-бу.тилены 0,5 и иэопентан 10,5. После обычной ректификации выделенный иэобутилен будет иметь концентрацию около 99Ъ.

Приведенные примеры показывают высокую эффективность предлагаемого способа. Использование его .позволяет извлекать из бутанбутиленовых фракций до 98Ъ иэобутилена и получать до 93Ъ иэобутилена концентрации не менее 99Ъ беэ дополнительной ,очистки °

Таблица 1

334861

Таблица 2

Компонент

3 5 0,8 0,3 Следы

КоРРектоР С.Шекмар

РедактоР Е.Зубиетова ТехредМ.Гергель

Заказ 6733/5 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 н- + Изобутан

Изобутилены н-Бутилены

Количество газа (В) при времени деалкилирования, мин

20 40 60 80 100 120 140 160 .180 300

95,2 98,7 99,3 99,8 99,9 100 100 100 100 100

1,3 0,5 0,4 0,2 0,1 Следы Следы Сле- Следы ды