CS211705B1 - Method of processing butan/butene fraction together with methanol - Google Patents
Method of processing butan/butene fraction together with methanol Download PDFInfo
- Publication number
- CS211705B1 CS211705B1 CS190478A CS190478A CS211705B1 CS 211705 B1 CS211705 B1 CS 211705B1 CS 190478 A CS190478 A CS 190478A CS 190478 A CS190478 A CS 190478A CS 211705 B1 CS211705 B1 CS 211705B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- methanol
- butane
- catalyst
- butene
- isobutylene
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 10
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 5
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- KOYGZROXUOTUEE-UHFFFAOYSA-N butane;but-1-ene Chemical compound CCCC.CCC=C KOYGZROXUOTUEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 16
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 12
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 29
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N divinylbenzene Substances C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- IROFMMHLTOVXFS-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2,3-bis(ethenyl)benzene Chemical compound ClC1=CC=CC(C=C)=C1C=C IROFMMHLTOVXFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRHABPMHZRIRAH-UHFFFAOYSA-N 2,4,4,6,6-pentamethylhept-2-ene Chemical group CC(C)=CC(C)(C)CC(C)(C)C DRHABPMHZRIRAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBQJCDLKJGOHEA-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylbut-3-enylbenzene Chemical compound C=CC(C=C)CC1=CC=CC=C1 LBQJCDLKJGOHEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQCNSHPBVRWXGH-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-1-ene;hydrate Chemical group O.CC(C)=C HQCNSHPBVRWXGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDKSTFXHMBGCPG-UHFFFAOYSA-N 4,4-dimethyl-1,3-dioxane Chemical compound CC1(C)CCOCO1 GDKSTFXHMBGCPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- PBGVMIDTGGTBFS-UHFFFAOYSA-N but-3-enylbenzene Chemical compound C=CCCC1=CC=CC=C1 PBGVMIDTGGTBFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SYRIRLOOSKFSFC-UHFFFAOYSA-N butane Chemical compound CCCC.CCCC SYRIRLOOSKFSFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- WFYPICNXBKQZGB-UHFFFAOYSA-N butenyne Chemical group C=CC#C WFYPICNXBKQZGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001870 copolymer plastic Polymers 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- DBSDMAPJGHBWAL-UHFFFAOYSA-N penta-1,4-dien-3-ylbenzene Chemical compound C=CC(C=C)C1=CC=CC=C1 DBSDMAPJGHBWAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N propyne Chemical group CC#C MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N trans-but-2-ene Chemical compound C\C=C\C IAQRGUVFOMOMEM-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
(54) Způsob zpracování butan-butenové frakce s metanolem
Tento vynález pojednává o zpracování butan-butenové frakce, odpadající z pyrolýzy uhlovodíků, s metanolem za použití formovaného katalyzátoru na bázi sulfonovaného kopolymeru styrenu s divinylbenzenem a termoplastických hmot. ·
Butan-butanová frakce odpadající z pyrolýzy uhlovodíků je směs butadiénu, izobutylenu, butenu-1, butenů-2, izobutylenu, n-butanu a menšího množství C2-, C3- a Cj-uhlovodíků, dále metylacetylenu, vinylacetylenu, etylacetvlenu a event. S- a N-sloučenin. Butan-butenová frakce se běžně zpracovává tak, že se podrobí nízkotepelné hydrogenaeí, čímž se nahydrogenují acetylenické sloučeniny a potom se z ní extrahuje butadien. Butan-butenová frakce po extrakci butadiénu obsahuje jako hlavní složku izobutylen, který se z ní získává extrakcí cca 45% H2SO4. Jiný způsob spočívá v- oligomeraci, za použití různých katalyzátorů, mimo jiné i kationměničů, čímž se převážná část izobutylenu přemění na di- a triizobutylen.
Jiný postup spočívá v hydrataci izobutylenu vodou za tvorby terč.butylalkoholu za použiti katalyzátorů na bázi iontoměničů. Jiný postup spočívá v kondenzaci izobutylenu s formaldehydem na 4,4-dimetyl-1,3-dioxan, který se potom dále zpracuje na izopren. Také zde při kondenzaci izobutylenu s formaldehydem lze použít kationtměničů.
Jiný postup zpracování butan-butenové frakce spočívá v addici izobutylenu s alkoholem za tvorby e'terů, např. izobutylenu obsaženého v C4-frakci s metanolem, za tvorby metyl-terc. butyléteru za použití katalyzátoru na bázi sulfonovaných kopolymerů styrenu s divinylbenzenem.
U všech těchto uvedených postupů lze přednostně použít kationměničových pryskyřic, jejichž podstatu tvoří silně kyselé sulfonované polystyrénové pryskyřice zesítěné kopolymera211705 cí s divinylbenzenem. Tyto katexy v komerční podobě obsahují kolem 50 % rozpouštědla nebo jsou zbavené rozpouštědla odpařením. Tyto katexy jsou vyráběny v jemnozrnnýoh částicích, převážně kuličkového tvaru, rozměrů 0,1 až*1,0 mm. Při použití těchto katexů pro katalytické účely probíhá reakoe obvykle v míchaných reaktorech s jemnozrnnými nebo práškovými katexy, přičemž se používá koncentrace katalyzátoru v rozmezí 0,1 až 100 % hmot., vztaženo na suchou bázi katalyzátoru. Nevýhodou tohoto použití katexů je skutečnost, že katalyzátor se musí od reakčních produktů oddělit, event. zpět recyklovat do procesu nebo se musí v reaktoru vytvořit taková opatření, aby se práškový katex nestrhoval s produktem z reaktoru na jeho výstupu, popřípadě je třeba zařadit do procesu odsazování, filtraci nebo centrifugaci katalyzátoru od reakčních produktů.
Při použití jemnozrnného katexu rozměrů 0,1 až 1,0 mm v pevně uloženém loži v reaktoru dochází k velkým hydraulickým odporům v zařízení a je nutno katex sypat do reaktoru v nízkých vrstvách, speciálně uspořádat provozní zařízení a snížit průtokovou rychlost, aby nedocházelo k zahlcování katalyzátoru.
Bylo však nyní zjištěno, že je možno uvedené potíže odstranit použitím katalyzátoru na bázi sulfonovaného katexu, kopolymerů styrenu s divinylbenzenem, formovaného do požadovaného tvaru a velikosti, vyhovující mechanické pevnosti i porozity. Způsob zpracování butan-butenové frakce s metanolem za katalytického působeni kationtměničů spočívá podle vynálezu v tom, že butan-butenová frakce obsahující 20 až 10 % hmot. izobutylenu se uvede do styku s katexem na bázi sulfonovaného kopolymerů styrendivinylbenzenu, formovaným s 10 až 50 % hmot. termoplastické hmoty, jako polyetylénu, polypropylenu, polybutenu-1 nebo jejioh kopolymerů nebo polyvinylchloridu, popřípadě sulfonované. Může být přítomno i další pojivo, jako aktivní uhlí, NaCl apod.
Jako zvlášt aktivní pro zpracování butan-butenové frakce s metanolem na metyl-tero.butyleter se jeví katalyzátor na bázi silně kyselých katexů, složené z kopolymerů styrenu s 4 až 20 % hmot. divinylbenzenu, obsahující aspoň jednu -SOjH skupinu na benzenovém jádře . nebo skupiny -COOH nebo fluorované, obsahující F nebo mající sulfonovaný polyfenolový základ a formováním spojené termoplastickou hmotou do požadovaného tvaru a velikosti. Spojení je provedeno zahřátím na vhodnou teplotu a tlakem tak, že formované částice katalyzátoru mají dostatečnou mechanickou pevnost i nezmenšený povrch a vysokou pórozitu. Pro zpracováni butan-butenové frakce s metanolem na metyl-terc.butyleter jsou vhodné formované katexy s plastickou hmotou, jako např. polyetylénem, polypropylenem, kopolymery etylenu s propylenem, polybutenem-1, kopolymerem etylenu s butenem-1 nebo sulfonovaným polyetylénem, sulfonovaným polypropylenem, sulfonovaným polyvinylchloridem apod.
Tyto sulfonované kopolymery poly-vinyl-aryl sloučenin se sulfonovaným! mono. vinylaryl sloučeninami se skládají z divinylbenzenu, divinyltoluenu, divinyletylbenzenu, izopropenylbenzenu, divinylchlorbenzenu, styrenu, vinyltoluehu, vinyletylbenzenu atd. Množství termoplastické hmoty, přidané ke kationměniči, se pohybuje nad 10 % hmot., výhodně v rozmezí 25 až 50 % hmot. termoplastické hmoty nebo sulfonované termoplastické hmoty, popřípadě ještě za přídavku NaCl apod. Hotové katalyzátory, formované z uvedených složek, mohou být připraveny v H+ nebo Na+ formě a před použitím jsou aktivovány promýváním zředěnou HC1 a vodou a převedeny do H+ formy a zbaveny veškerých Na iontů. Mohou být dále aktivovány tepelně při teplotě 80 až 120 °C a zbaveny převážně části vody nebo úplně dehydratovány až na obsah pod 2 % hmot. HgO. Dále mohou být promývány před použitím, např. metanolem, uhlovodíky apod.
Takto připravené katalyzátory mají vysoce rozvinutý vnitřní povrch a vysokou pórozitu, ion-výměnná kapacita těchto katalyzátorů se pohybuje kolem 3 až 4,2 kg ekv./g suchého katalyzátoru. Dále mají dobrou tepelnou stabilitu a aktivitu v rozmezí 70 až 120 °C. Katalyzátor může mít tvar válečků, extrudátů, kroužků, trubek atd., různého průměru výhodně 1 až 10 mm a různé délky. Katalyzátor v reaktoru neklade prakticky žádný odpor proudícím reagujícím látkám a dá se nasypat do reaktoru nebo destilačních kolon, jako jejich výplň v několikametrové výšce, aniž by docházelo k většímu hydraulickému odporu.
Při použití katalyzátoru tohoto typu se butan-butenová frakce, odpadající z pyrolýzy uhlovodíků, obsahující jako hlavní složku butadien, dále izobutylen, buten-1, buten-2, izobutan, n-butan nebo butan-butenová frakce po extrakci butadiénu spolu s metanolem předehřeje v předehřívači a odtud jde do reaktoru, v němž se nachází katalyzátor ve formě extrudátů průměru 2,5 mm a délky kolem 5 až 10 mm, nasypaný v pevně uloženém katalytickém loži a přes něj se vede bu3 v plynné nebo výhodně kapalné fázi uvedená směs butan-butenové frakce a metanolu v množství 0,5 až 20 obj./obj./hod. Teplota v reaktoru se udržuje v rozmezí 60 až 120 °C, výhodně 80 až 90 °C a tlak 0,5 až 2,5 MPa, výhodně 1 až 2 MPa. Reakční produkt se vede přes chladič do odlučovače a odtud do destilační kolony, kde se přes hlavu oddělí nezreagované C^-uhlovodíky strženým metanolem v množství kolem 0,4 % hmot., takže tuto C4-frakci je před dalěím zpracováním nutno proprat vodou.
Spodem destilační kolony se získá metyl-terc.butyleter s menším množstvím metanolu, jehož obsah závisí jednak od konverze izobutylenu, jednak od množství metanolu, přidaného k výchozí surovině na vstupu do reaktoru. Vystupující produkt ze spodu destilační kolony, obsahující převážně metyl-terc.butyleter a metanol, je možno bu3 přímo, nebo po další úpravě použít jako vysokooktanové složky do autobenzinů. Lze však z této směsi vydestilovat metyl-terc.butyléter jako azeotrop s metanolem a potom použít do autobenzinu nebo zpracovat na čistý metyl-terc.butyleter, např. azeotropickou destilací s n-pentanem nebo vypráním vodou apod.
Konverze izobutylenu, obsaženého v butan-butenové frakci, s metanolem závisí od aktivity použitého katalyzátoru, ale také od poměru metanolu k izobutylenu vstupujícímu do reaktoru. Je-li molární poměr metanolu k izobutylenu vyšší než 1, potom konverze izobutylenu je vyšší. Lze však pracovat v širokém rozmezí molárního poměru metanolu k izobutylenu, např. 0,8 až 2,5. Je třeba, aby výchozí surovina vstupující na katalyzátor nebyla znečištěna kovovými substancemi, aminy, NH3. atd., které snižují její aktivitu. Je výhodné, nedosahuje-li butan-butenová frakce acet.ylenické sloučeniny a nad 1 % hmot. butadiénu. Také větší množství volné, nerozpuštěné vody, polymerů nebo N-sloučenin může snižovat aktivitu katalyzátoru.
Přikladl
Do reaktoru, který byl tvořen ocelovou trubkou délky 1 m a průměru 30 mm, opatřeného termotrubkou pro měření teploty a pláštěm, jehož horní část sloužila jako předehřívač, zatímco spodní část, kde se nacházel katalyzátor, byla termostatována cirkulující vodou, bylo uloženo 100 ml katalyzátoru ve formě extrudátů průměru 2,2 mm a délky 5 až 10 mm. Katalyzátor se skládal ze 70 hmot. dílů sulfonovaného styren-divinylbenzenového kopolymerů a 30 hmot. dílů polyetylénu. Směs bezvodého metanolu a butan-butenové frakce po extrakci butadiénu ve hmotovém poměru 1:1,5 byla dávkována do reaktoru v množství 3 obj. suroviny na 1 obj. katalyzátoru za hodinu. Reakční produkt z reaktoru se vedl přes chladič do odlučovače a odtud do destilační kolony, kde se přes hlavu oddestilovala nezreagovaná C4-frakce a spodem kolony směs metyl-terc.butyléteru s metanolem. Složení výchozí butan-butenové frakce po jejím zreagování je uvedeno v tabulce:
Složeni éterické frakce cca 50 až 60 °C:
hustota při 20 °C 0,750 metyl-terc.butyleter % hmot. 91,5 metanol % hmot. 8,5
Pro zhodnocení motorických vlastností éterické frakce, získané zpracováním butan-butenové frakce s metanolem s uvedeným katalyzátorem, byl připraven autobenzin z produktu reformování a éterioké frakce 50 až 60 °C, jehož složení a vlastnosti jsou shrnuty v následující tabulce:
produkt katalyt.(54) A method for treating the butane-butene fraction with methanol
This invention relates to the treatment of a butane-butene fraction resulting from the pyrolysis of hydrocarbons with methanol using a molded catalyst based on a sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer and thermoplastics. ·
The butane-butane fraction resulting from the pyrolysis of hydrocarbons is a mixture of butadiene, isobutylene, butene-1, butenes-2, isobutylene, n-butane and minor amounts of C2-, C3- and C1-hydrocarbons, methylacetylene, vinylacetylene, ethylacetvene and possibly. S- and N-compounds. The butane-butene fraction is conventionally treated by subjecting it to low-temperature hydrogenation to hydrogenate the acetylenic compounds and then extract the butadiene therefrom. The butane-butene fraction after butadiene extraction contains isobutylene as the main component, which is obtained therefrom by extraction of about 45% H2SO4. Another method consists in oligomerization, using various catalysts, including cation exchangers, whereby the major part of isobutylene is converted to di- and triisobutylene.
Another method is to hydrate isobutylene with water to form tert-butyl alcohol using ion exchange catalysts. Another method is the condensation of isobutylene with formaldehyde to 4,4-dimethyl-1,3-dioxane, which is then further processed to isoprene. Here too, cation exchangers can be used in the condensation of isobutylene with formaldehyde.
Another process for treating the butane-butene fraction consists in adding isobutylene with an alcohol to form ethers, eg, isobutylene contained in the C4-fraction with methanol, to form methyl-tert. butyl ether using a catalyst based on sulfonated styrene-divinylbenzene copolymers.
In all of these processes, it is preferable to use cation exchange resins, the essence of which is strongly acidic sulfonated polystyrene resins of crosslinked divinylbenzene copolymer. These cation exchangers in commercial form contain about 50% solvent or are solvent-free by evaporation. These cation exchangers are produced in fine-grained particles, predominantly ball-shaped, with dimensions of 0.1 to 1.0 mm. When using these cation exchangers for catalytic purposes, the reaction usually takes place in stirred reactors with fine-grained or powdered cation exchangers, using a catalyst concentration in the range of 0.1 to 100% by weight, based on the dry catalyst base. A disadvantage of this use of cation exchangers is the fact that the catalyst must be separated from the reaction products. recycled to the process or precautions must be taken in the reactor to prevent the cation exchanger from entraining with the product from the reactor at its outlet, or to be included in the process of offsetting, filtering or centrifuging the catalyst from the reaction products.
When using a fine-grained cation exchanger of 0.1 to 1.0 mm in a fixed bed in the reactor, large hydraulic resistances occur in the equipment and the cation exchanger has to be poured into the reactor in low layers, specially arranged operating equipment and reduced flow rate to avoid flooding. of the catalyst.
However, it has now been found that these problems can be overcome by the use of a sulphonated cation exchange catalyst, styrene-divinylbenzene copolymers formed into the desired shape and size, satisfying both mechanical strength and porosity. The process for treating the butane-butene fraction with methanol under the catalytic action of cation exchangers consists in that the butane-butene fraction contains 20 to 10 wt. % of isobutylene is contacted with a cation exchanger based on sulfonated styrene divinylbenzene copolymers formed with 10 to 50 wt. thermoplastic materials such as polyethylene, polypropylene, polybutene-1 or its copolymers or polyvinyl chloride, optionally sulfonated. Other binders such as activated carbon, NaCl and the like may be present.
A strongly acidic cation exchange catalyst composed of styrene copolymers having 4 to 20 wt. divinylbenzene containing at least one -SO 3 H group on the benzene ring. or a -COOH or fluorinated group comprising F or having a sulfonated polyphenol base and forming a thermoplastic bonded to the desired shape and size. The bonding is accomplished by heating to a suitable temperature and pressure such that the formed catalyst particles have sufficient mechanical strength as well as an undiminished surface and high porosity. For the treatment of the butane-butene fraction with methanol to methyl tert-butyl ether formed cation exchangers with plastic, such as polyethylene, polypropylene, copolymers of ethylene with propylene, polybutene-1, copolymer of ethylene with butene-1 or sulfonated polyethylene, sulfonated polypropylene are suitable. , sulfonated polyvinyl chloride and the like.
These sulfonated copolymers of polyvinyl-aryl compounds with sulfonated sulfonic acid compounds. mono. The vinylaryl compounds consist of divinylbenzene, divinyltoluene, divinylethylbenzene, isopropenylbenzene, divinylchlorobenzene, styrene, vinyltolueh, vinylethylbenzene, etc. The amount of thermoplastic material added to the cation exchanger is above 10 wt%, preferably in the range of 25 to 50 wt%. thermoplastics or sulfonated thermoplastics, optionally with the addition of NaCl and the like. The finished catalysts formed from the above components can be prepared in H + or Na + form and are activated by washing with dilute HCl and water before use and converted to H + form and stripped of all Na ions. They can further be thermally activated at a temperature of 80 to 120 ° C and dehydrate predominantly or completely dehydrated to below 2% by weight. HgO. Further, they may be washed prior to use such as methanol, hydrocarbons and the like.
The catalysts thus prepared have a highly developed inner surface and a high porosity, the ion exchange capacity of these catalysts being about 3 to 4.2 kg eq / g dry catalyst. Furthermore, they have good thermal stability and activity in the range of 70 to 120 ° C. The catalyst may be in the form of rollers, extrudates, rings, tubes, etc., of different diameters, preferably 1-10 mm, and of different lengths. The catalyst in the reactor imposes virtually no resistance to the flowing reactants and can be poured into the reactor or distillation columns as their filling at a height of several meters, without causing greater hydraulic resistance.
When using a catalyst of this type, the butane-butene fraction resulting from the pyrolysis of hydrocarbons containing butadiene as the main constituent, isobutylene, butene-1, butene-2, isobutane, n-butane or butane-butene fraction is preheated together with methanol. in a preheater and from there goes to a reactor in which the catalyst is in the form of extrudates of 2.5 mm diameter and about 5-10 mm in length, packed in a fixed catalyst bed and through which either the butane mixture in the gaseous or preferably liquid phase is passed. butene fraction and methanol in an amount of 0.5 to 20 v / v / hr. The temperature in the reactor is maintained at 60 to 120 ° C, preferably 80 to 90 ° C, and a pressure of 0.5 to 2.5 MPa, preferably 1 to 2 MPa. The reaction product is passed through a condenser to a separator and thereafter to a distillation column where unreacted C--hydrocarbons entrained with methanol in an amount of about 0.4% by weight are separated overhead, so that this C4-fraction must be washed with water before further processing.
From the bottom of the distillation column, methyl tert-butyl ether is obtained with less methanol, the content of which depends both on the conversion of isobutylene and on the amount of methanol added to the feedstock at the reactor inlet. The effluent from the bottom of the distillation column, containing predominantly methyl tert-butyl ether and methanol, can be used directly or after further treatment as high-octane components for gasoline. However, methyl tert-butyl ether can be distilled from this mixture as an azeotrope with methanol and then used in autobenzine or processed into pure methyl tert-butyl ether, for example by azeotropic distillation with n-pentane or water washing and the like.
The conversion of the isobutylene contained in the butane-butene fraction with methanol depends on the activity of the catalyst used, but also on the ratio of methanol to isobutylene entering the reactor. If the molar ratio of methanol to isobutylene is greater than 1, then the isobutylene conversion is higher. However, a wide range of methanol to isobutylene molar ratio can be employed, e.g. 0.8 to 2.5. The starting material entering the catalyst must not be contaminated with metal substances, amines, NH 3. etc. that reduce its activity. Preferably, the butane-butene fraction does not reach the acetylenic compound and above 1 wt. butadiene. Also, larger amounts of free, undissolved water, polymers, or N-compounds can reduce the activity of the catalyst.
He did
In a reactor consisting of a steel tube of 1 m length and 30 mm diameter, equipped with a temperature measuring tube and a jacket whose upper part served as a preheater, while the lower part containing the catalyst was thermostatized with circulating water, was charged with 100 ml of catalyst. extrudates with a diameter of 2.2 mm and a length of 5 to 10 mm. The catalyst consisted of 70 wt. % of sulfonated styrene-divinylbenzene copolymers and 30 wt. parts of polyethylene. A mixture of anhydrous methanol and butane-butene fraction, after butadiene extraction in a 1: 1.5 mass ratio, was fed to the reactor in an amount of 3 vol. Feedstock per 1 vol. Catalyst per hour. The reaction product from the reactor was passed through a condenser to a separator and from there to a distillation column where the unreacted C4-fraction was distilled overhead and a mixture of methyl-tert-butyl ether and methanol was distilled at the bottom of the column. The composition of the starting butane-butene fraction after its reaction is shown in the table:
Ether fraction composition approx. 50 to 60 ° C:
density at 20 ° C 0.750 methyl tert-butyl ether% w / w 91.5 methanol% wt. 8.5
To evaluate the motor properties of the ether fraction obtained by treating the butane-butene fraction with methanol with the above catalyst, autobenzine was prepared from a reforming product and an ether fraction of 50 to 60 ° C, the composition and properties of which are summarized in the following table:
product catalytic.Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS190478A CS211705B1 (en) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | Method of processing butan/butene fraction together with methanol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS190478A CS211705B1 (en) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | Method of processing butan/butene fraction together with methanol |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS211705B1 true CS211705B1 (en) | 1982-02-26 |
Family
ID=5354551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS190478A CS211705B1 (en) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | Method of processing butan/butene fraction together with methanol |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS211705B1 (en) |
-
1978
- 1978-03-24 CS CS190478A patent/CS211705B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rehfinger et al. | Kinetics of methyl tertiary butyl ether liquid phase synthesis catalyzed by ion exchange resin—I. Intrinsic rate expression in liquid phase activities | |
| US3170000A (en) | Tertiary olefin separation via etherification with small surface area catalysts | |
| EP0008860B1 (en) | Catalyst system | |
| US4469905A (en) | Process for producing and extracting C2 to C6 alcohols | |
| US4012456A (en) | Method for separation of isobutylene from C4 hydrocarbon fractions | |
| US4551567A (en) | Deetherification process | |
| FI71926B (en) | PROCEDURE FOR THE FRAMSTATION OF MYCKET REN ISOBUTEN GENOM DEHYDRATISERING AV TERTIAERBUTANOL | |
| US5244929A (en) | Molded bodies comprised of macroporous ion exchange resins, and use of said bodies | |
| US4340769A (en) | Process for the continuous production of lower aliphatic alcohols | |
| CA1185273A (en) | Process for the preparation of pure tert.-olefins | |
| US4629710A (en) | Resin catalysts and method of preparation | |
| JP4292072B2 (en) | Production of t-butanol | |
| EP0633873B1 (en) | Two stage production of ether from tertiary alcohol | |
| EP0057533B1 (en) | Process for preparing an ether having tertiary alkyl group | |
| GB1574099A (en) | Process for dehydration of alpha-methylbenzyl alcohols to form styrene monomers | |
| US4322565A (en) | Process for purifying ethers | |
| US4575566A (en) | Adsorbent regeneration in etherification processes | |
| CS211705B1 (en) | Method of processing butan/butene fraction together with methanol | |
| EP0485078A1 (en) | Process for the production of MTBE | |
| KR101088407B1 (en) | Method for preparing tert-butanol using reactive rectification | |
| JPS61229832A (en) | Manufacture of tertiary butanol and optional methyl-tertiarybutyl ether and/or ethyl-tertiary butyl ether | |
| JPS6363254B2 (en) | ||
| SE445995B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF METHYL-TERT.BUTYLETER | |
| RU2338735C1 (en) | Method of separating polymerisation pure isobutylene | |
| JP5290937B2 (en) | Method for producing alcohol |