CN1507425A - 异链烷烃与烯烃催化反应得到烷基化物的方法 - Google Patents

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Abstract

在催化剂存在下，每分子具有4～6个碳原子的至少一种异链烷烃与每分子具有2～6个碳原子的至少一种烯烃液相反应得到含有烷基化物的产品，将含有异链烷烃与颗粒沸石催化剂的悬浮液提供到反应塔的上部。在低于提供含有催化剂悬浮液的那点处，将异链烷烃－烯烃混合物引入到反应塔中，反应塔中的温度保持为50～120℃。从反应塔的底部抽出含有烷基化物的产品混合物，通过蒸馏以分离方式从其中回收烷基化物产品。优选通过蒸馏从分离回收异链烷烃和催化剂，至少部分再循环回反应塔的上部。

Description

异链烷烃与烯烃催化反应得到烷基化物的方法
本发明涉及每分子具有4～6个碳原子的至少一种异链烷烃与每分子具有2～6个碳原子的至少一种烯烃的液相催化反应得到含有烷基化物的产品的方法。
构成本发明的目的是以低成本进行该方法，同时具有高的烷基化物产率及低的副产品量。根据本发明，上述方法的实现在于，将含有异链烷烃与颗粒沸石催化剂的悬浮液提供到反应塔的上部，在低于提供含有催化剂的悬浮液的那点处，将异链烷烃-烯烃混合物引入到反应塔中，反应塔中的温度保持为50～120℃，从反应塔的底部抽出含有烷基化物的产品混合物，通过蒸馏以分离方式从其中回收烷基化物产品。优选，反应塔的温度为60～100℃。
对于该方法，重要的是在反应塔中，在烯烃与异链烷烃和催化剂接触的位置，烯烃仅以相当低的浓度存在，以在很大程度上排除烯烃其本身的反应。
反应塔具有多个可透气体或液体的塔盘，要反应的混合物在塔中向下通过整个塔盘。有利的是，液体混合物应保持在至少一些塔盘上，同时气态的异链烷烃从下面通过混合物。在反应室中，通常使用的压力为5～20巴。
例如可以使用这样的方法以使异丁烷与丁烯发生催化反应以得到异辛烷，因此生产汽油添加剂。
合适的催化剂包括X-型、Y-型或LSX-型，它们由Sudchemie，Munich(Germany)生产并可以商业获得。
参考附图解释本发明的具体实施方式，其中：
图1为工艺的流程示意图，及
图2为通过反应塔盘的垂直截面。
如图1示意，在具有多个水平塔盘(2)，例如5～20个塔盘，的反应塔(1)中发生反应。塔盘(2)是气体和液体可透过的。含有异链烷烃和颗粒沸石催化剂的悬浮液通过管线(3)进入塔(1)的上部，而新鲜的催化剂通过管线(4)加入。通过管线(5)，提供异链烷烃和烯烃混合物，所述的混合物通过多个分支管线(5a)、(5b)和(5c)进入反应器(1)。有利的是，保证进入反应器(1)的异链烷烃-烯烃混合物具有相对低的烯烃含量为1～50wt％。
从反应塔(1)的底部，含有烷基化物的产品混合物通过管线(7)抽出，加热并至少部分气化的部分物流通过管线(7a)和沸腾容器(8)循环回塔(1)中。因此，塔中的温度保持在理想的范围。从塔的顶部逃逸出来的蒸气通过管线(10)流入集成有分离器的冷凝器(11)中，冷凝物通过管线(12)再循环回塔顶。
含有烷基化物的产品混合物的部分物流通过管线(6)进入蒸馏塔(13)中，通过管线(14)从蒸馏塔中抽出被分离的烷基化物。蒸馏塔(13)提供有塔底加热装置(15)。含有异链烷烃的蒸气通过管线(16)提供进入冷凝器(17)，在随后的分离器中累积，来自分离器的部分物流通过管线(18)循环到塔(13)顶。主要含有异链烷烃的剩余的冷凝物通过管线(19)流入泵(20)，然后与通过管线(23)提供的部分馏份结合。该馏份含有高沸点组分和催化剂，该馏份的一部分通过管线(22)从工艺中除去。由此形式的含有异链烷烃和催化剂的悬浮液通过管线(3)返回到反应塔中。
图2示意反应塔(1)的一部分，所述的塔具有其上保持有液体混合物(25)的塔盘(2)。由虚线标记的液体高度(25a)由通道(26)的上部入口确定，通过该入口液体向下流入下一个塔盘，此处没有示意。来自外部的异链烷烃-烯烃混合物通过分支管线(5c)提供，首先进入分配管道(27)，从分配管道其通过多个管线分支(28)和(29)流出进入塔盘(2)。以这样的方式，保证液体混合物(25)中的烯烃浓度仅局部地能够达到低的最大值。
图2的塔盘(2)在接近顶部具有圆柱形的蒸气出口(31)，而且配有多个开口(30)。在实际中，这些多个蒸气出口(31)分布在每一个塔盘上。因此来自下面含有异链烷烃的蒸气可以流动通过开口(30)进入液体混合物(25)中，在此至少部分进行反应。
实施例
在对应于附图的试验室装置中，在作为反应设备具有10块塔板连续操作的反应塔(1)中测试异丁烷与2-丁烯的烷基化。为此目的，每小时将280g固体细碎的沸石催化剂(X-type zeolite of Studchemie，Munich(Germany))在350g异丁烷的悬浮液加入到反应塔中。通过管线(3)悬浮液加入到反应塔中。通过管线(5)，再将350g/h的异丁烷和56g/h的2-丁烯(异丁烷/丁烯＝6mol/mol；催化剂负荷＝0.2g丁烯/h(g·催化剂))进料物流加入反应塔中。异丁烷的过量可防止丁烯本身的反应(如低聚或聚合)。管线(5)的进料物流进入反应塔分布于4块塔盘中。在压力为11巴下操作反应塔。在沸腾条件下操作反应塔同时蒸气向上流动，保证反应混合物与每个塔盘上的催化剂良好地混合。在冷凝器(11)中得到的冷凝物全部再循环回塔中。在上述的条件下，在管线(6)中得到温度为75℃754g/h的反应产物，在如下的表中A栏中标明反应产物的组成，B栏标明不含有两进料的含量。
    A(wt％)     B(wt％)
    异丁烷     84.90     -
    2-丁烯     0.00     -
    总的C5组分     0.65     4
    总的C6组分     0.73     5
    总的C7组分     0.82     6
    总的C8组分     10.90     72
    总的C9组分     2.00     13
表中的数据显示预定量的2-丁烯完全反应生成C5产品。在烷基化物中C8烷烃的选择性为约72wt％；对于用作机动车的汽油添加剂而言，烷基化物中高含量的C8烷基是有利的。
而且，在塔顶加入的催化剂量在塔底再回收。在塔底抽出的反应产物和催化剂的混合物随后可被提供到蒸馏塔中，以从未反应的异丁烷及催化剂中分离烷基化物。这样得到的异丁烷/催化剂混合物通过管线(3)可被再循环回反应塔中，该步骤在实验室的试验中省去了。实验室试验通过上述的工艺阶段仅以简单方式考察工艺技术的可行性。

Claims (6)

1.一种由每分子具有4～6个碳原子的至少一种异链烷烃与每分子具有2～6个碳原子的至少一种烯烃的液相催化反应得到含有烷基化物产品的方法，特征在于将含有异链烷烃与颗粒沸石催化剂的悬浮液提供到反应塔的上部，在低于提供含有催化剂悬浮液的那点处，将异链烷烃-烯烃混合物引入到反应塔中，反应塔中的温度保持为50～120℃，从反应塔的底部抽出含有烷基化物的产品混合物，通过蒸馏已分离方式从其中回收烷基化物产品。
2.如权利要求1的方法，特征在于通过蒸馏从分离回收异链烷烃和催化剂，至少部分再循环回反应塔的上部。
3.如权利要求1或2的方法，特征在于异链烷烃与含有催化剂的悬浮液一起引入反应塔的上部。
4.如上述任一项权利要求的方法，特征在于反应塔含有多个气体和液体可透过的塔盘。
5.如权利要求4的方法，特征在于液体混合物保持在至少一些塔盘上，气态异链烷烃通过所述的塔盘。
6.如上述任一项权利要求的方法，特征在于异丁烷和丁烯提供到反应塔中，抽出含有异辛烷的产品混合物。
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