Сссропубликовано 07.х11,1972. бюллетень № 1за 1973дата опубликования описания 5.iii.1973удк 665.652.4(088.8) иностранец

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБ РЕТ ЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

36Б76

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

М, Кл. С 10l 1/04

С 10g 39/00

С 07с 3/52

Заявлено 23.111.1970 (№ 1418152/23-4) Приор.итет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 07.Xll.1972. Бюллетень № 1 за 1973

УДК 665.652.4 (088.8) Дата опубликования описания 5.III.1973

Автор изобретения

Иностранец

Георг Ладислав Херверт (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«10ниверсал Ойл Продактс Компани» (Соединенные Штаты Америки) т

УГ1

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОТОРНОГО ТОПЛИВА

Изобретение касается получения моторного топлива и относится, в частности, к процессу алкилирования изобутана бутиленом.

Известен способ получения моторного топлива каталитическим алкилированием изобутана или содержащих его фракций бутиленами или содержащими его фракциями. Продукт алкилирования разделяется затем, в основном, на низкокипящую высокооктановую и высококипящую низкооктановую фракции. Обычно высококипящая фракция отбирается с начальной температурой кипения от 127 до 204 С, причем эта фракция составляет около 5 от веса алкилата. Высококипящая фракция подвергается каталитическому риформингу, в результате которого высококипящие продукты превращаются в низкокипящие, имеющие более высокое октановое число. Эти продукты риформинга добавляют затем к низкокипящей высокооктановой фракции, являющейся целевым продуктом.

При осуществлении указанного способа возможно получение моторного топлива с октановым числом от 93 до 95 (определено по методу А$ТМ-908), С целью повышения октанового числа моторного топлива по предлагаемому способу риформингу подвергают высококипящую фракцию с начальной температурой кипения от 93 до 110 С. Как было установлено, эта фракция содержит основную часть диметилгексанов, получаемых при алкилировании.

Основные стадии пропесса получения моторного топлива могут быть осуществлены следующим путем.

Алкилирование заключается в контактировании исходного углеводородного сырья, содержащего изобутан и бутилены, с кислотным катализатором алкилирования в зоне алкили10 рования. Изобутан и бутилен могут вводиться как в виде раздельных потоков исходного сырья, так и в смеси один с другим. Контактирование осуществляется преимущественно путем непосредственного смешения углеводородов с сильным кислотным катализатором, таким как фтористоводородная кислота, серная кислота, смеси серной и фосфорной кислот, или некоторых комплексных соединений хлористого алюминия и серной кислоты. Наиболее предпочтительными катализаторами алкилирования являются фтористоводородная и серная кислоты, особенно фтористоводородная кислота.

В качестве катализаторов могут использо25 ваться и твердые катализаторы алкилирова. ния.

Для предотвращения процесса полимеризации олефина в зоне алкилирования катализатор и углеводороды перемешиваются, при этом

30 используется значительный молярный избыток,3 61576

3 изобутана по отношению к олефину. Молярное соотношение изобутана и олефина может быть в пределах от 2: 1 до 20: 1, наиболсе желательно от 6: 1 до 16: 1. Это избыточное количество изобутана легко отделяется от полученного продукта алкилирования и обычно возвращается в рецикл в зону алкилирования.

В случае, когда в качестве катализатора реакции алкилирования используется жидкая кислота, например фтористоводородная или серная, объемное соотношение катализатора и углеводорода составляет примерно от 0,25: 1 до 10: 1, например от 0 5: 1 до о,О: 1.

Реакция протекает при температуре примерно от — 18 до 93"С, продолжительность реакции примерно от 20 до 1200 сек, преимущественно от 60 до 1000 сек, давление в реакционной зоне (абсолютное давление) составляет примерно от 1 до 50 атм. Я(елательно использовать такое давление в реакционной зоне, при котором катализатор и реагенты будут находиться в жидком состоянии.

Продукт алкилирования выводят из зоны алкилирования, разделяют на углеводородную и кислотную фазы. Из углеводородной фазы извлекают изобутан и другие легкие углеводороды, такие как бутан, оставляя в алкилате необходимое количество бутана для регулирования давления пара указанного алкилата.

Содержащиеся в алкилате высокомолекулярные дегтеобразные продукты удаляют путем дистилляции. Затем алкилат разделяют па высокооктановую низкокищящую фракцию с конечной температурой кипения в пределах от

93 до 110 С и низкооктановую высококипящую фракцию с начальной температурой кипения в пределах от 93 до 110 С. В этой низкооктановой фракции преобладают диметилгексаны, образующиеся в результате реакции алкилирования изобутана бутиленом, а именно содержание диметилгексана в этой фракции в два и более раза выше, чем содержание его в высокооктановой фракции. Эта фракция составляет примерно 30 — 60 об. О о от общего продукта алкилирования. Эта величина является функцией количества пропилена в зоне алкилирования исходного сырья и изопарафинов, содержащих 7 атомов углерода, полученных в результате алкилирования. Выделение двух указанных фракций легко достигается посредством обычного процесса фракционированной перегонки.

Далее вы со коки пящую низкооктановую фракцию или часть ее подают в зону риформинга, в которой низкооктановые составляющие этой фракции превращаются в высокооктановые компоненты в результате различных химических реакций, протекающих при риформинге, например изомеризации, дегидрирования с замыканием кольца и крекинга.

Процесс риформинга лучше осуществлять при введении в зону риформинга водорода с той целью, чтобы полученный продукт риформинга в основном не содержал олефинов.

Хотя при дегидрогенизации парафинов в олефины может быть получен высокооктановый продукт, олефины являются нежелательными составляющими моторного топлива вследствие тенденции олефинов образовывать смолистые осаждения при использовании моторного топлива в двигателях внутреннего сгорания. Условия, .катализаторы и способы риформинга парафиновых углеводородов обычIp ные.

Как катализаторы риформинга могут быть применены двухфункциональные катализаторы, содержащие тяжелый металлический компонент (исполняет функцию гидрогенизации— дегидрогенизации), который добавляют к кислотному крекирующему материалу типа жаростойкого пористого окисла, обладающего адсорбционной способностью.

Наряду с известными катализаторами типа окиси хрома — окиси алюминия, желательно использовать катализаторы риформинга, включающие металл восьмой группы Периодической системы элементов, атом галогена и соответствующие жаростойкие неорганические окислы, такие как гамма-, эта- и тэтаокислы алюминия, имеющие высокую удельную поверхность.

Наиболее предпочтительными металлами восьмой группы Периодической системы элечу ментов являются платина и палладий. Наряду с металлами .восьмой группы элементов, можно применять другие металлы, например репий, который, как известно, способен стабилизировать катализатор риформинга. Металлы ч5 восьмой группы используют в качестве катализатора обычно в количестве от 0,1 до 2,0 вес. о (от веса твердой основы). Из различных галогенов, которые можно применять в данном случае, наиболее предпочтительными являются

40 фтор и хлор.

Фракцию алкилата с низким октановым числом в смеси с водородом контактируют в зоне риформинга с указанным выше катализатором, который используют преимуществен45 но в виде неподвижного слоя. В зоне риформинга поддерживают следующие условия: температура от 370 до 595 С, давление от 0 до

68 ать, почасовой расход (или объемная скорость) жидкости от 0,1 до 10 об. углеводо 0 родного сырья на единицу объема катализатора в час, молярное соотношение водорода и углеводорода от 1: 1 до 20: 1 и более.

Полученный при риформинге продукт выделяют, после извлечения из него водорода и легких углеводородов его смешивают (поизвестному способу) с низкокипящей высокооктановой фракцией топлива, которое имеет октановое число, превышающее 95.

Пример. Олефиновую смесь, содержа60 щую пропилеи, бутилены и амилены (причем ббльшую часть смеси составляют бутилены), используют для алкилирования изобутана в обычной промышленной установке алкилирования, применяя фтористый водород в качестб5 ве катализатора. Ллкилирование проводят при

86.1576

Таблица

Фр а кция

145 С и выше (донный остаток) до

73 5 С

102 С 104 С

113,5 С

115,6 С 145 С

97 С 99 5 С

73,5 С

Компонент алкилата

Октановое число фракции

93,6 91,5 96,0 98,1 98,4 88,9 87,1 90,5 89,2 74,1

Количество компонента в фракции, вес.

0,3

57,5

37,4

2;0

2,8

2,2

1,6

1,5

28,8

13,6

4,2

0,2

0,1

19,8

1,3

1,6

22,8

1,2

1,1. 0,1

0,1

0,7

0,3

0,2

0,1

17,6

0,4

1,7

24,5

1,1

53,3

0,8

0,3

3,9

0,2

91,4

1,7

1,7

3,4

0,6

9,4

0,5

86,0

1,1

56,9

14,0

16,7

2,2

6,2

1,8

1,1

18,9

14,9

18,4

2,8

25,5

13,9

5,8

2,9

7,8

10,6

2,2

31,3

27,9

14,6

2,7

1,6

2,4

0,5

18,0

22,4

15,9

39,2 ) Количество каждой фракции 10 об, %. следующих условиях: молярное соотношение изобутана и олефина 12: 1, рабочая температура процесса примерно 30 С, продолжительность пребывания смеси в реакционной зоне алкилирования примерно 420 сек, объемное 40 соотношение фтористого водорода и углеводорода примерно 1,5: 1 и рабочее давление процесса примерно 10,9 атм. После извлечения из полученного продукта избыточного количества изобутана, катализатора и дегтя, обра- 45 зующегося в результате реакции, моторное топливо имеет октановое число 94,2 (измеренное по методу ASTM D-908).

Затем пробу алкилата подвергают тщательному анализу, определяя октановое число и 50 содержание в ней отдельных:компонентов.

Пробу разделяют на десять равнообъемных порций посредством фракционированной перегонки, и затем определяют состав и октановое число каждой порции, 55

В таблице приведены результаты анализа составляющих компонентов.

Из таблицы видно, что, кроме известной низкооктановой донной фракции алкилата (например, фракции с температурой кипения 60 от 127 до 150 С с более низким октановым числом, чем октановое число остальной части алкилата), наблюдается резкое различие между OKTBHQBbiivIH числами первых пяти фракций и октановыми числами последних пяти фрак- 65

i-Бутан и-Бутан . с-Пентап и-Пентан

С5 + С6

2,3-Диметилбутап

2-Метилпентан

3-Метилпентап и-Гексан

2,2-Диметилпентап

2.4-Диметилпентап

2,2,3-Тр иметилпен ган

2-Метил гексап

2,3-Диметилпентан

3-Метилгексан

2,4-Триметилпецтан

2,5-Диметилгексан

2,4-Диметилгексан

2,2,3-Триметилпентан

2,3,4-Триметилпецтап

2,3,3-Триметилпентан

2,3-Диметилгексац

С9+

I02,5

95,0

92,3

61,7

103,5

73,4

74,5

24,8

92,8

83,1

112,1

42,4

91,0

52,0

100

55,5

65,2

109,6

102,7

106,1

71,0

70 — 75 ций. Эта резкая разница октановых чисел, составляющая примерно 10 единиц, по всей вероятности, является результатом присутствия диметилгексанов с низким октановым числом в каждой фракции. Присутствие этих соединений в последних пяти фракциях, несмотря на наличие в этих порциях, полученных путем фракционированной перегонки, значительных количеств триметилпентанов с высоким октановым числом, приводит к значительному различию октановых чисел по сравнению с октановыми числами первых фракций, в которых диметилгексан отсутствует. Это различие наблюдается также и в других алкилатах, полученных как в промышленных, так и в лабораторных установках алкилирования.

Далее алкилат подвергают фракционированию с целью получения высокооктановой низкокипящей фракции, которая составляет 50% от общего алкилата и имеет начальную температуру кипения в пределах до 102 С. Оставшийся алкилат (102 С и выше), имеющий более низкое октановое число, подвергают риформингу в смеси с водородом в обычной зоне риформинга, содержащей катализатор риформинга, который состоит из окиси алюминия в сочетании с 0,6 вес. % платины и 0,8 вес, % хлорида. В зоне риформинга поддерживают температуру примерно 454 С, давление 34 ати (измеренное по манометру), почасовой расход

34èß

Предмет изобретения

Составитель В. Нохрнна

Техред Т. Миронова

Корректоры: Е. Давыдкина и В, Петрова

Редактор Л. Ушакова

Заказ 389/17 Изд. № 34 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 жидкого продукта 1,0, молярное соотношение водорода и углеводорода 10: 1.

Б зоне риформинга алкилат подвергают креки ров анию, дегидрированию с замыканием молекулярного кольца и/или изомеризации, в результате чего получают продукт риформинга с более высоким октановым числом. Этот продукт риформинга затем смешивают с низкокипящей высокооктановой фракцией, в результате чего получают моторное топливо, имеющее. октановое число 98,5. Это октановое число значительно выше октанового числа, которое получается лишь при алкилировании продукта.

Способ получения моторного топлива путем каталитического алкилирования изобутана или содержащих его фракций бутиленом или содержащими его фракциями с последующим разделением продукта алкилирования на низкокипящую и высококипящую фракции катал итическим риформи игом высококипящей

lo фракции и добавлением полученного при этом продукта в низкокипящую фракцию, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения октанового числа топлива, риформингу подвергают высококипящую фракцию с начальной темпера15 турой кипения от 93 до 1!0 С.

Сссропубликовано 07.х11,1972. бюллетень № 1за 1973дата опубликования описания 5.iii.1973удк 665.652.4(088.8) иностранец Сссропубликовано 07.х11,1972. бюллетень № 1за 1973дата опубликования описания 5.iii.1973удк 665.652.4(088.8) иностранец Сссропубликовано 07.х11,1972. бюллетень № 1за 1973дата опубликования описания 5.iii.1973удк 665.652.4(088.8) иностранец Сссропубликовано 07.х11,1972. бюллетень № 1за 1973дата опубликования описания 5.iii.1973удк 665.652.4(088.8) иностранец 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу повышения качества парафинового сырья

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к способу сернокислотного алкилирования изопарафинов C4-C3 олефинами C3-C5 с целью получения высокооктановых добавок к моторным топливам

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к способу сернокислотного алкилирования изопарафинов C4-C5 олефинами C3-C5 с целью получения высокооктановых добавок к моторным топливам
Изобретение относится к каталитическим процессам алкилирования алифатических углеводородов, в частности к способу регенерации отработанного катализатора на основе фторированной сульфокислоты для алкилирования углеводородов

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

Изобретение относится к алкилированию алифатических углеводородов в присутствии кислотного катализатора и к самому катализатору

Изобретение относится к производству топлива, в частности к способу получения бензиновой фракции

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к составу топлива, предназначенному для использования в быстроходных дизелях

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, а именно к композициям неэтилированного бензина, имеющим октановые числа не менее 76 и используемым в качестве автомобильного и авиационного бензинов

Изобретение относится к топливным композициям, используемым в качестве котельного топлива
Наверх