Способ получения изобутилена
!
F,:
О П И С А Н И Е (!!l 54О855
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.74 (21) 2082396/04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет
Опубликовано 30.12.76. Бюллетень № 48
Дата опубликования описания 11.01.77 51) М. Кл."- С 07С 11/08
С 07С 5/00
С 07С 1/24
Государственный каааитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 547.313.4 (088.8) (72} Авторы изобретения М. М. Гусейнов, Ф. Ф. Муганлинский, В. В. Касьянов, М. И. Усенко, Р. А. Галстян, Э. Г. Давтян и В. Б. Кахраманов
Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБУТИЛЕНА
Изобретение относится к способу получения изобутилена дегидратацией триметилкарбинола.
Известен способ получения изобутилена дегидратацией триметилкарбинола (ТМК) на
Н-мордените (1). Однако процесс дегидратации по такому способу тормозится даже малыми добавками воды, протекает с низким выходом целевого изобутилена.
Известен также способ получения изобутилена дегидрацией ТМК на цеолите типа А при
128 — 173 С в присутствии воды (2). К недостаткам известного способа относится недостаточно высокий выход изобутилена (15%).
Кроме того, получаемый изобутилен содержит примеси бутенов-1 и -2 и не может использоваться в производстве бутилкаучука без очистки.
Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и его чистоты.
Поставленная цель достигается описываемым способом получения изобутилена дегидратацией триметилкарбинола в присутствии воды при повышенной температуре с использованием в качестве катализатора цеолита
NaX, содержащего 20 вес. % бентонита.
Предпочтительно, с целью увеличения ресурсов cb!рья разложению подвергать водные растворы триметилкарбинола, содержащие от
15 до 80% воды. Желательно процесс проводить при температуре 200 — 300 С.
Способ позволяет использовать промышленные отходы и полупродукты производства пзо5 бутплена — водные растворы ТМК, содержащие до 80% воды и димеры изобутплена.
Получаемый изобутилен может быть использован без очистки в производстве бутилкаучука.
10 Мольный состав цеолита Na O: АlаОз . 2,5
ЯОз.
Весовой состав цеолита, %: 19,74: 32,48:
: 47,78.
Элементарный состав, вес. %: Na 14,65; Al
15 17,19; Si 22,33; О 45,83.
Технологическая схема установки, иллюстрирующая предлагаемый способ, приведена на чертеже.
20 Исходное сырье шпрпцевым механическим дозатором 1, конструкция которого позволяет в широких пределах варьировать подачу сырья, подается в испарптель 2, изготовленный из термостойкого стекла, заполненный би25 тым кварцем. Испаритель имеет обмоткч обогрева 3, степень нагрева которой регулируется лабораторным автотрансформатором 4.
Температура нагрева контролируется потенциометром ЭПД-09 5.
540855
Т аблица.1
Условия дегидратации: температура 280 С, 0.59 сек.
Таблица 3
Условия дегидратации: температура 200 С, - 3 сек.
Опыт 1 Опыт 2
Опыт 3
Опыт 6
ТМК 100
H,О 0
Опыт 7 Опыт 8
ТМК 50 ТМК 20
Н,О 50 Н,О 80
ТМК 50
Н,О 50
Показатели
ТМК 100 ТМК 80
HO HO 20
Показатели
Состав продуктов реакции, вес. %:
Состав продуктов реакции: этилен эти лен изобутилен
ТМК
23,6
18,9
57,5
12,6
3,9
83,5
31,4
58,8
9,8 изобутилен
ТМК вода вода
62,1
81,0
41,0
69,4
97,67
79,16
73,79
47,5
59,89
46,9
61,0
31,4
75,55
75,65
75,71
75,6
75,82
52,7
97,54
79,11
62,34
62,0
41,2
79,0
Состав газа, вес, % этилен изобутилен
Состав газа, вес, %: этилен изобутилен
Следы
Следы
Следы
99,9
Следы
>99,9
Следы
>99,9
Следы
>99,9
99,9
99,9
Таблица 2
Условия дегидратации: температура 280 С, -. 1,66 сек.
Таблица 4
Условия дегидратации: температура 300 С, -. 3 сек.
Опыт 11
ТМК 20
НО 80
Опыт 10
ТМК 50
HO 50
Опыт 9
ТМК 100
НО О
Опыт 2
ТМК 50
HO 50
Опыт 1
ТМК 100
Н,О 0
Показатели
Показатели
Состав продуктов реакции, вес. %:
Состав продуктов реакции, вес. о, .
Следы
15,1
Следы
84,9 этилен этилен изобутилен
ТМК изобутилен
ТМК
Н,О вода
99,0
100,0
99,9
100,0
Конверсия ТМК, %
99,8
88,13
99,37
Конверсия ТМК, %
Выход изобутилена на пропущенное сырье, %
Выход изобутилена на разложенное сырье, %
Выход газа от теоретического, 66,52
75,34
75,82
75,80
74,80
75,81
75,48
75,83
75,82
74,9
99,59
87,70
99,9
99,8
99,4
Состав газа, вес.,, . этилен изобутилен
Следы
99,9
Следы
99,9
Состав г аз а, вес. % этилен изобутилен
Следы
>99,9
0,05
99,95
0,09
99,91
Пары на выходе из испарителя через патрубок с обогревом, исключающим конденсацию сырья, поступают в про-.î÷íûé реактор 6, который помещен в изотермическую печь 7, Реактор изготовлен нз термостойкого стекла, диаметром 20 мм, длиной 180 мм, имеет катализаторную решетку с отверстиями диаметром 1 мм. Продукты реакции на выходе из реактора поступают в газосепаратор-ловушку
5 8, охлаждаемый водой. Возможно применение другого хладагента.
Конверсия ТМК, %
Выход изобутилена на пропущенное сырье,, Выход изобутилена на прореаги ровавшее сырье, Выход газа от теоретического, %
Следы
47, 50
37,40
15,09
Следы
47,2
16,66
35,42
Следы
66,33
11,8
21,61
Следы
36,92
1,16
61,92
Следы
37,67
Следы
62,08
Конверсия ТМК, М
Выход изобутилена на пропущенное сырье, о
Выход изобутилена на прореагированное сырье, %
Выход от теоретически возможного, %
Выход изобутилена на пропущенное сырье, %
Выход изобутилена на прореагированное сырье, %
Выход от теоретически возможного, %
0,05
75,39
0,09
24,43
0,018
37,8
Следы
62,91
840855
Несконденсировавшпеся продукты реакции поступают в газометр Мариотта 9, служащий для сбора и измерения газообразных продуктов реакции.
По окончании каждого опыта замеряется количество полученного газа и конденсата и методом газожидкостной хроматографии определяется их состав. На основании полученных данных составляется материальный баланс опыта, определяется конверсия исходного сырья и выход целевого продукта. Анализ исходного сырья, жидких и газообразных продуктов осуществляется хроматографически.
Исходным сырьем является третичный бутиловый спирт, получаемый с Сумгаитского завода СК.
Ниже приводятся примеры дегидратацип исходных смесей с различным содержанием трет-бутилового спирта на синтетическом цеолите марки NaX-ЗМ.
Результаты опытов 1, 2 и 3 представлены в табл. 1; 4 и 5 — в табл. 2; 6, 7 и 8 — в табл. 3;
9, 10 и 11 — в табл. 4.
Исходное сырье представлено в вес. /о.
Формула изобретения
1. Способ получения изобутилена дегидратацией триметилкарбинола при повышенной
5 температуре на цеолитах в присутствии воды, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и его чисюты, процесс дегидратации проводят в присутствии цеолита NaX, содержащего 20 вес. о/о
10 бентонита.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурсов сырья, дегидратацни подвергают водные растворы триметилкарбинола, содержащие от 15 до 80О/О
15 воды.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят при 200 — 300 Ñ.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
20 1. Ionace J. W., Gates В. С,, Транспорт и реакция трет.-бутанола в порах Н-морденита, «J. Catalysis», 29, 292, 1973.
2. Грязнова 3. В. и др. Влияние ион ного обмена на каталитические свойства цеолита «А», 25 Основы предвидения каталитического действия, М., «Наука», 1970, т. 2, с. 161 (прототип).
540855
Составитель В. Стыценко
Техред А. Камышникова
Корректор Jl. Денискина
Редактор И. Астафьева
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2896/19 Изд. № 1884 Тираж 575 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
