CS266594B2 - Způsob alkylace isoparafinu olefiny obsahujícími 3 až 5 atomů uhlíku - Google Patents

Abstract

Postup alkylace isoparafinu olefiny obsahujícími 3 až 5 atomů uhlíku, při kterém se isoparafin mísí s olefiny obsahujícími 3 až 5 atomů uhlíku při alkylačních podmínkách v přítomnosti alkylačního katalyzátoru tvořeného vodnou, nealkoholickou směsí obsahující 50 až 99 % hmotnosti kyseliny fluorovodíkové a 1 až 50 % hmotnosti methyl-terc.butyléteru.

Description

Vynález se týká způsobu alkylace isoprarafinu olefiny obsahující 3 až 5 atomů uhlíku.

Pokud se týče dosavadního stavu techniky je alkylace isoparafinických uhlovodíků, jako je například isobutan a išopentan, olefinickými uhlovodíky, jako jsou například propylen, butylen a amyleny, nebo jinými olefinicky působícími činidly, jako jsou napříkad alkylhalogenidy obsahující v molekule 3 až 5 atomů uhlíku, atd., při které se používá minerálních kyselin, jako je například fluorovodíková kyselina, velmi dobře známa jako průmyslově rozšířený a důležitý postup výroby uhlovodíků s bodem varu v rozmezí bodu varu benzínu. Uhlovodíky obsahující 5 až 10 atomů uhlíku, které jsou typickým produktem alkylačních reakcí prováděných s isoparafiny a olefiny, se označuje jako alkylát. Tento alkylát je možno zejména použít jako přídavná složka do motorového paliva. Tento alkylát má dostatečně vysoké oktanové číslo zjištěné motorovou metodou a oktanové číslo zjištěné výzkumnou metodou, takže je možno tuto surovinu použít ke zlepšení oktanového čísla benzínu získaného destilací ropy, přičemž se získají taková motorová paliva, která splňují požadavky současně používaných automobilových motorů. Tento alkylát je jako přídavná složka s vysokou oktanovou hodnotou zvláště důležitý v případě výroby motorových paliv s dostatečně vysokou oktanovou hodnotou, při které je nutno se současně obejít použití alkylolovnatých antidetonačních sloučenin jako přísad do benzínu. V tomto oboru je tudíž vyvíjena stálá snaha o vynalezení ekonomicky vhodného postupu alkylace katalyzovaného kyselinou, při kterém by se získal alkylátový produkt, který by měl oktanové číslo zjištěné motorovou metodou a oktanové číslo zjištěné výzkumnou metodou vyšší než jsou oktanové hodnoty dosažitelné při běžně prováděných alkylačních postupech podle dosavadního stavu techniky. Tyto snahy mají obzvláštní význam v současné době, kdy se následkem různých zákonných vládních nařízení přikazuje postupné vyřazení alkylolovnatých antidetonačních sloučenin jako přídavných složek do benzínu.

Při běžně prováděných alkylačních postupech, které se provádějí s isoparafiny a olefiny, se jako uvedeného isoparafinu používá isobutanu a jako olefinů se používá .propylen, butylen a amyleny nebo směsi těchto olefinů, přičemž tyto alkylační reakce probíhají v přítomnosti kyselinového katalyzátoru. Obvykle se jako kyselinového katalyzátoru používá fluorovodíku. Obyčejně se při provádění těchto alkylačních reakcí v běžné práci nejprve uvádí do kontaktu isoparafin, olefinicky působící činidlo a fluorovodík jako katalyzátor, přičemž tato směs se řádně promíchává v alkylačním reaktoru za vzniku reakční směsi nebo emulze. Po relativně krátkém časovém intervalu se tato alkylační reakce v podstatě úplně dokončí a získaná reakční směs se odvádí z alkylačního reaktoru a potom se ponechá usadit, což probíhá, účinkem gravitace, přičemž výsledkem tohoto opatření je to, že se v usazovací nádrži vytvoří nemísitelná fáze tvořená uhlovodíkem a katalyzátorem. Fluorovodíková fáze představující katalytickou fázi se oddělí a vrací se zpět do alkylačního reaktoru k dalšímu katalytickému využití. Uhlovodíková fáze oddělená při provádění usazovací operace se potom dále zpracovává, jako například frakční destilací, za účelem oddělení alkylátového produktu a nespotřebovaného isoparafinu, který se potom recykluje do alkylačního reaktoru. Takto získaný alkylátový produkt je možno potom využít jako přídavnou surovinu pro smíchávání s motorovým palivem s neupravenou oktanovou hodnotou, které se získá běžným destilačním postupem. Vzhledem k výše uvedenému je požadováno aby měl alkylátový produkt co možná nejvyšší oktanové číslo zjištěné výzkumnou metodou.

Podle dosavadního stavu techniky je dále běžně známo použití kyselinových katalytických modifikátorů při alkylačních postupech prováděných v přítomnosti isoparafinu a olefinů. Například je možno uvést, že v patentu Spojených států amerických č. 3 761 540 se uvádí postup alkylace isoparafinu olefinem, při kterém se jako katalyzátoru používá fluorovodíku a malého množství fluoridu boritého BF_3> 0 tomto fluoridu boritém se uvádí, že modifikuje uvedenou alkylační reakci takovým způsobem, že dochází k minimální tvorbě ethylfluoridu. V tomto patentu se uvádí, že při poměru Isoparafinu k olefinů v reakční zóně menším než asi 4:1 je možno vyrobit alkylát s vysokou oktanovou hodnotou modifikováním fluorovodíku jako katalyzátoru fluoridem boritým, přičemž se současně minimalizuje tvorba alkylfluoridu.

CS 266 594 B2

V patentu Spojených států amerických č. 3 531 546 se popisuje alkylace organických sloučenin v přítomnosti nového katalyzátoru, který je tvořen komplexem fluorovodíku a oxidu uhličitého. V tomto patentu se uvádí, že při použití tohoto komplexu fluorovodíku a oxidu uhličitého je možno vyrobit alkylát pro motorové palivo, který má zvýšenou oktanovou hodnotu zjištěnou výzkumnou metodou. Toto zvýšení oktanové hodnoty produktu vyplývá ze zlepšeného rozdělení isomeru v alkylátu.

Zvláště zajímavý se jeví postup popisovaný v patentu Spojených států amerických č. 3 778 489. V tomto patentu je chráněn alkylační postup, při kterém se alkylují alkany za pomoci alkenu, přičemž se při tomto postupu používají různě silné kyseliny, včetně kyseliny fluorovodíkové, a postup probíhá v přítomnosti katalytického promotoru. Ve sloupci 3, řádek 61 tohoto patentu se uvádí, že ve výhodném provedení obsahují tyto katalytické promotory buáto hydroxyskupinu, jako jsou například alkoholy, nebo se používají prekurzory této hydroxyskupiny, jako jsou například étery, přičemž tyto látky se za kyselých podmínek použitých při tomto postupu rozloží za vzniku alkoholů. Podle nejvýhodnějšího provedení tohoto postupu se používá alkoholů s nízkou molekulovou hmotností, jako je například ethylalkohol, éterů s nízkou molekulovou hmotností, jako je například diethyléter, a vody. Vzhledem k výše uvedenému se v tomto patentu uvádí, že je možno éterových sloučenin použít pro alkylaci alkanů prováděnou účinkem alkenů za podmínek, které promotují rozložení neboli rozštěpení éterů na alkoholy. Tyto uvedené étery tedy nefungují jako katalyzátory, neboř nejsou inertní vzhledem k probíhající reakci, ale rozkládají se za vzniku odlišných sloučenin, přičemž jsou spotřebovávány při provádění uvedené alkylační reakce.

Vzhledem k výše uvedenému je cílem postupu podle uvedeného vynálezu vyvinout nový postup alkylace isoparafinů olefiny obsahujícími 3 až 5 atomů uhlíku v molekule za použití nového dokonalejšího katalyzátoru, přičemž by byl získán alkylát s výbornými antidetonačními vlastnostmi.

Podstata způsobu alkylace isoparafinů olefiny obsahujícími 3 až 5 atomů uhlíku v molekule podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že se mísí isoparafin a olefiny obsahující 3 až 5 atomů uhlíku v molekule při alkylačních podmínkách a v přítomnosti alkylačního katalyzátoru, který sestává z bezvodé nealkoholické směsi obsahující 50 až 99 % hmotnosti kyseliny fluorovodíkové a 1 až 50 % hmotnosti methyl-terc.butyléteru.

Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu jsou olefiny s 3 až 5 atomy uhlíku v molekule tvořeny pouze olefiny obsahujícími 4 atomy uhlíku v molekule.

Výhodou postupu podle uvedeného vynálezu je to, že se získá alkylát se zlepšenými antidetonačními vlastnostmi, který je použitelný pro výrobu vysooktanového alkylátu, kterého se používá jako přídavné složky do motorového paliva.

Na rozdíl od výše uvedených postupů podle dosavadního stavu techniky používá postup podle uvedeného vynálezu uvedené éterové složky jako skutečného katalyzátoru, neboř podmínky při provádění tohoto alkylačního procesu se používají takové, že se zachovává tato éterová složka nerozštěpena při provádění alkylace a inhibuje se rozklad této složky na alkohol.

Pokud se tedy týče porovnání postupu podle uvedeného vynálezu s postupy podle dosavadního stavu techniky je možno uvést, že v dosavadním stavu techniky se používá katalytických promotorů, přičemž konkrétně je možno uvést, že je známo použití éteru jako prekurzoru alkoholického promotoru. Ovšem nikde není v publikacích podle dosavadního stavu techniky popisováno použití katalyzátoru, který by obsahoval silnou kyselinu, jako je například kyselina fluorovodíková, a éterovou sloučeninu, přičemž by byla éterová sloučenina zachována jako éterová sloučenina, aniž by se rozkládala na alkohol. Na rozdíl od známých postupů podle dosavadního stavu techniky funguje éterová sloučenina jako skutečná katalytická složka, což znamená, že se během provádění alkylačního postupu v podstatě nespotřebovává.

CS 266 594 B2

Stručné je tedy možno zopakovat, že se uvedený vynález týká alkylace isoparafinu olefinicky působícím činidlem, kterým jsou olefiny obsahující 3 až 5 atomů uhlíku v molekule při alkylačních podmínkách a v přítomnosti alkylačního katalyzátoru, který je tvořen bezvodou nealkoholickou směsí, která obsahuje minerální kyselinu, konkrétně kyselinu fluorovodíkovou, v množství v rozmezí od asi 50 do asi 99 % hmotnosti, a éterovou složku, konkrétně methyl-terc.butyléter, v množství v rozmezí od asi 50 % hmotnosti.

Obvykle se jako isoparafinů, které je možno použít při provádění postupu alkylace •podle uvedeného vynálezu, používá isobutanu, isopentanu a podobných jiných isoparafinů. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se jako isoparafinů používá isobutanu a isopentanu, a zejména je výhodné použití isobutanu. V případě potřeby je možno použít směsi dvou nebo více isoparafinů. Pro postup podle uvedeného vynálezu je vhodné použití běžné isobutanové alkylační nástřikové suroviny. Tato běžně používaná isobutanová nástřiková surovina obsahuje některé nereaktivní uhlovodíky, jako jsou například normální parafiny. Například je možno uvést, že průmyslově běžně používaná isobutanová alkylační nástřiková surovina obvykle obsahuje asi 95 % hmotnosti isobutanu, 4 % hmotnosti normálního butanu a 1 % hmotnosti propanu.

Obecně je možno uvést, že je možno použít i jiných olefinů, než olefinů obsahujících 3 až 5 atomů uhlíku v molekule, například monoolefinů obsahujících 3 až 6 atomů uhlíku v molekule, dále alkylhalogenidů a směsí těchto uhlovodíků. Ve výhodném provedení podle vynálezu se ovšem používá olefinů obsahujících 3 až 5 atomů uhlíku v molekule. Postup podle vynálezu je možno aplikovat na alkylaci směsí dvou nebo více těchto olefinicky působbicích činidel, přičemž se dosáhne stejných výhod a zlepšení jako se dosáhne při použití jednoho olefinicky působícího činidla. Například je možno uvést, že při mnoha prováděných průmyslových alkylačních procesech se běžně používá olefinické nástřikové suroviny, která obsahuje směsi propylenu a butylenů nebo propylenu, butylenů a amylenů. Aplikace postupu podle uvedeného vynálezu na tyto olefinické směsi se projeví ve zlepšení kvality získaného produktu, které odpovídá zlepšení, kterého je možno dosáhnout při použití jediného olefinů. Podobně .je možno uvést, že v mnoha případech je rovněž možno použít směsi alkylhalogenidů obsahujících 3 až 5 atomů uhlíku a olefinů v kterémkoliv poměru, například v případech, kdy je uvedeným halogenidem fluorid. Zvláště výhodně používaná olefinické nástřiková surovina představující olefiny obsahující 3 až 5 atomů uhlíku, se získá běžným způsobem při zpracovávání uhlíku, se získá běžným způsobem při zpracovávání ropných frakcí, například katalytickým krakováním, a tato nástřiková surovina může obsahovat podstatné množství nasycených sloučenin, lehčích a těžších olefinů, atd. Olefinickou nástřikovou surovinu získanou z těchto běžně průmyslově dostupných zdrojů je možno vhodně použít jako olefinicky působící sloučeniny pro postup podle uvedeného vynálezu.

Jak již bylo výše uvedeno, v postupu podle vynálezu se používá katalyzátor, který je tvořen bezvodou, nealkoholickou směsí minerální kyseliny, tzn. kyselina fluorovodíková, a éterové sloučeniny, tzn. methyl-terc.butyléter. V této souvislosti je třeba poznamenat, že uvedeným termínem bezvodá se míní to, že obsah vody v uvedené kyselině je maximálně asi 3 % hmotnosti, vztaženo na celkovou hmotnost kyselinové fáze. Přítomnost vody v uvedené kyselinové fázi značně zvyšuje korozlvní schopnost použité minerální kyseliny, zejména v případě použití kyseliny fluorovodíkové, což se projeví v rozložení éterové sloučeniny na alkohol. Z dále uvedených příkladů praktického provedení postupu podle uvedeného vynálezu bude zcela zjevně patrné, že náhrada éterové složky za alkoholovou složku vede při provádění postupu podle vynálezu k horším výsledkům. Vzhledem k výše uvedenému je hlavním znakem uvedeného vynálezu rovněž to, aby použitý katalyzátor byl nealkoholický, resp., aby uvedená katalytická směs neobsahovala alkohol. Tímto výše uvedeným termínem nealkoholická směs se míní to, že obsah alkoholu v kyselinové fázi je maximálně asi 3 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kyselinové fáze.

Pro postup podle uvedeného vynálezu je možno obecně použít místo kyseliny fluorovodíkové i jiné minerální kyseliny všeobecně běžně používané k provádění alkylačních postupů. Do

CS 266 594 B2 skupiny těchto kyselin je možno zahrnout kyselinu sírovou, kyseliny halogensírové, jako je například kyselina fluorsírová, nebo halogenové kyseliny. V této souvislosti je dále nutno uvést, že tímto termínem minerální kyselina se rovněž míní zdroje kyselin v pevné formě, jako jsou například acidické pryskyřice nebo zeolity, které jsou vhodné pro katalyzování alkylace isoparafinu olefinicky působícím činidlem. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se zejména používá kyselina fluorovodíková.

Fluorovodíková kyselina je výhodná z toho důvodu, že patří k jedné z nejstabilnějších minerálních kyselin. Tuto látku je možno podrobit působení vysokých teplot a tlaků a působení dalších katalytických činidel aniž by došlo k jejímu rozkladu. Mnoho z jejích organických sloučenin se rozkládá budto samotným působením tepla nebo současně v přítomnosti katalyzátoru, přičemž se regeneruje kyselina fluorovodíková. Tato skutečnost se projeví v nízké spotřebě katalyzátoru během provádění tohoto procesu. Důležitá výhoda při použití kyseliny fluorovodíkové spočívá v tom, že vzhledem k chemické stabilitě této látky a k nízkému bodu tuhnutí je možno tuto látku použít v širokém rozmezí pracovních podmínek. V těchto případech je možno tedy použít takových podmínek, které jsou termodynamicky a ekonomicky nejpřijatelnější a nejvýhodnější aniž by bylo nutno brát v úvahu nějaká omezení vyplývající z vlastností katalyzátoru. Například je možno uvést, že při použití kyseliny fluorovodíkové je možno při provádění alkylační reakce volit teplotu, která odpovídá teplotě okolí nebo mírně vyšší než je teplota okolí. Z tohoto důvodu není nezbytné používat chlazení, jako by tomu mohlo být v případě použití jiných minerálních kyselin jako alkylačních katalyzátorů. Tlak par fluorovodíkové kyseliny umožňuje to, že není nutné se uchýlit k extrémně vysokým tlakům za účelem udržení katalyzátoru v kapalné fázi. Teplota tuhnutí této látky umožňuje její použití při teplotách mnohem nižších,než je možné v případě většiny katalyzátorů, které při nižších teplotách budto tuhnou nebo přechází do vysoce vizkózního stavu. Třebaže se alkylace isobutanu působením olefinů za účelem přípravy leteckého paliva provádí obvykle při pracovních podmínkách, které zahrnují teplotu okolí 30 °C, existují katalytické reakce, které jsou příznivě ovlivňovány nízkými teplotami. Vzhledem k tomu, že tyto reakce jsou katalyzovány kyselinou fluorovodíkovou je použití této kyseliny fluorovodíkové v uvedených případech zřetelně výhodné vzhledem k výše uvedeným fyzikálním vlastnostem této látky. Naopak je možno uvést, že vzhledem k tomu, že je kyselina fluorovodíková tepelně stabilní, je možno ji použít pro reakce prováděné při mnohem vyšších teplotách,než je tomu u jiných alkylačních katalyzátorů. Toto patří k jedinečným vlastnostem kyseliny fluorovodíkové.

Jak již bylo výše uvedeno, při provádění postupu podle vynálezu obsahuje katalyzátor tuto minerální kyselinu v množství v rozmezí od asi 50 do asi 99 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost kyselinového katalyzátoru. Ve zvláště výhodném provedení postupu podle vynálezu obsahuje katalyzátor 85 až asi 95 % hmotnosti této minerální kyseliny. Toto zvláště platí v případech, kdy se jako minerální kyseliny použije kyseliny fluorovodíkové. Ve zvláště výhodném provedení obsahuje katalytická směs asi 90 % hmotnosti kyseliny fluorovodíkové, vztaženo na hmotnost kyselinové fáze.

Druhým znakem uvedeného vynálezu je použití éterové složky. Jak již bylo shora uvedeno je z publikací náležících do dosavadního stavu techniky známo použití éterové sloučeniny jako aditivní složky pro alkylační procesy, ovšem v těchto publikacích podle dosavadního stavu techniky se tato éterová složka používá jako prekurzor alkoholu, přičemž toto je cílem použití této metody. Z výše uvedeného vyplývá, že postupy podle dosavadního stavu techniky se týkají provedení alkylačního procesu, při kterém se používá alkohol nebo prekurzory alkoholu, které představují katalytický modifikátor. Na rozdíl od těchto postupů podle dosavadního stavu techniky uvedený vynález se týká katalyzátoru, ve kterém éterová složka představuje skutečnou katalytickou složku, což spočívá v tom, že tato éterová složka není při provádění reakce spotřebovávána.

Jako éterové složky je možno v postupu podle vynálezu obecně použít jakéhokoliv éteru. Například je možno uvést, že do skupiny těchto éterových složek je možno zahrnout étery o nízké molekulové hmotnosti, jako jsou například dimethyleter, diethyleter, dipropyleter,

CS 266 594 B2 a podobně. Ovšem ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se používá takové éterové složky která je při pracovních podmínkách použitých k provádění alkylace v alkylační reakční zóně v kapalném stavu. Ve zvláště výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se jako éterové složky používá methyl-terc.butyléter. Éterová složka může obecně obsahovat jediný éter, jako je například výše uvedený výhodný methyl-terc.butyleter, nebo může být tato éterová složka tvořena dvěma nebo více étery.

Alkylační podmínky, které se používají při provádění postupu podle uvedeného vynálezu, zahrnují teplotu v rozmezí od -17,8 °C do 93,3 °C, tlak dostatečný k udržení reakčních složek a katalyzátoru v kapalné fázi, a dobu kontaktu mezi uvedenými uhlovodíky a katalyzátorem v rozmezí od asi 0,1 minuty do asi 30 minut. Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu, kdy se používá jako katalyzátoru katalyzátoru obsahujícího fluorovodík a methyl-terc.butyléter, je výhodný poměr katalyzátoru k uhlovodíku (míněno jako objemový poměr) v rozmezí od asi 1:1 do asi 5:1, a teplota v alkylační reakční zóně se při tomto provedení pohybuje výhodně v rozmezí od 10 °C do 65,6 °C.

Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu se reakční směs skládající se z katalyzátoru obsahujícího fluorovodík a methyl-terc.butyléter, reakčních složek a reakčních produktů, které vzniknou v alkylačním reaktoru, vede dobíhacím reaktorem. V tomto popisu je jak alkylační reaktor tak i dobíhací reaktor, v případě kdy je použit, zahrnut v rozsahu termínu alkylační reakční zóna. Vhodné dobíhací reaktory jsou z dosavadního stavu techniky dostatečně dobře známy. Například je možno uvést, že ve výhodném provedení je možno použít dobíhacích reaktorů popsaných v patentech Spojených států amerických č. 3 560 587 a 3 607 970. Tyto dobíhací reaktory jsou běžně konstruovány tak, že jsou tvořeny nádobou vybavenou perforovanými patry, přepážkovými sekcemi nebo podobnými jinými prostředky, které udržují alkylační reakční směs ve formě vhodné homogenní směsi nebo emulze po předem stanovený časový interval. Uvedená alkylační reakční směs obsahující katalyzátor a uhlovodíky se udržuje v dobíhacím reaktoru po časový interval, který závisí na složení této reakční směsi. V obvyklém provedení se doba zdržení v dobíhacím reaktoru pohybuje v rozmezí od asi 1 minuty do asi 30 minut. Teplota a tlak používané v dobíhacím reaktoru jsou v podstatě stejné jako teplota a tlak používané v připojeném alkylačním reaktoru.

Prostředky, které se používají pro usazování reakční směsi odváděné z alkylační reakční zóny za účelem oddělení uhlovodíkové fáze od kyselinové katalytické fáze jsou z dosavadního stavu techniky z oboru alkylace dostatečně dobře známy. Obecně je možno uvést, že alkylační reakční směs odváděná z alkylačního reaktoru nebo z dobíhajícího reaktoru obsahuje směs nezreagovaných isoparafinů, alkylačních reakčních produktů, kyselinového katalyzátoru a organických látek rozpustných v katalyzátoru, přičemž případně je přítomno malé množství lehkých uhlovodíků atd. V případě, že se tato alkylační reakční směs ponechá v klidu v nemíchaném stavu, tzn. že se ponechá usazovat, potom alkylační reakční produkty, isoparafiny a lehké uhlovodíky tvoří lehčí uhlovodíkovou fázi usazovacího procesu. Kyselinová katalytická fáze obsahující minerální kyselinu a éterovou složku tvoří oddělenou fázi. Uvedená uhlovodíková fáze se potom jednoduše oddělí od katalytické fáze mechanicky. Teplota a tlak používané během provádění usazování jsou v podstatě stejné jako teplota a tlak uváděné výše v souvislosti s alkylačními podmínkami použitými v reakční zóně. Ve výhodném provedení podle vynálezu jsou uhlovodíky a katalyzátor během provádění usazování ve formě kapalné fáze.

Z hlediska optimálního provedení výše uvedeného postupu může být v některých případech vhodné použít prostředků pro odvádění tepla z procesu. Odvedení tohoto tepla může být provedeno různými prostředky, které jsou dostatečně dobře známy z dosavadního stavu techniky. Například je možno teplo uvolněné při alkylační reakci odvést z alkylačního reaktoru nepřímou tepelnou výměnou za pomoci chladicí vody, která odvádí teplo z reakční směsi v reaktoru.

Za účelem demonstrování výhod postupu podle vynálezu ve srovnání s dosavadním stavem techniky budou v dalším uvedený praktické příklady provedení. Tyto jsou zde uvedeny z ilustrativních důvodů a nijak neomezují rozsah vynálezu.

CS 266 594 B2

Příklad 1

Postup podle tohoto příkladu byl proveden v poloprovozním měřítku na poloprovozní jednotce. Tato poloprovozní jednotka obsahovala autokláv z monelova kovu, ve kterém se uvedly do kontaktu isoparafin a olefinicky působící činidlo s kyselinovým katalyzátorem. Po dostatečně dlouhém časovém intervalu byly uhlovodíková fáze a kyselinová fáze odvedeny z autoklávu a zavedeny do usazováku, ve které se uvedené fáze oddělily. Uvedená kyselinová fáze byla potom odvedena z usazováku a recyklována zpět do autoklávu za účelem kontaktování této fáze s dalším uhlovodíkem. Uhlovodíková fáze obsahující alkylát byla odvedena z ..b^zováku a zavedena do neutralizační nádrže. Potom byla uhlovodíková fáze odebrána za účelem provedení analýzy.

Podle tohoto příkladu byly na uvedeném poloprovozním zařízení provedeny dva odlišné testy. Podle prvního testu byl použit kyselinový katalyzátor obsahující 90 % hmotnosti fluorovodíku a 10 % hmotnosti organického ředidla. Toto organické ředidlo obsahovalo oligomerizovaný isobutylen s počtem atomů uhlíku v rozmezí od 7 do 23 s převažujícím množstvím uhlovodíků obsahujících 8 až 12 atomů uhlíku. Při druhém testu byl použit katalyzátor, který obsahoval 90 % hmotnosti fluorovodíku a 10 % hmotnosti methylterc.-butyléteru. Při provádění obou testů byly použity podmínky zahrnující teplotu 20 °C, tlak 896 kPa, interval zdržení 10 minut a rychlost míchání 1 800 otáček za minutu. Objemový poměr kyselinové fáze k uhlovodíkové fázi v autoklávu byl 1,5. Molový poměr isobutanu k C^ olefinům byl 7,9. Rozdělení olefinu odpovídalo: 48,2 % 2-butenu, 23,2 % 1-butenu a 28,6 % isobutylenu.

Při provádění každého z uvedených testů byl alkylátový produkt analyzován, přičemž bylo zjištěno složení produktů a oktanové číslo zjištěné výzkumnou metodou, které jsou uvedeny v následující tabulce.

Tabulka

Katalyzátor

HF/organické ředidlo

HF/methylterc.butyléter

Složení alkylátu:

C8	8,3	%	hmot.	6,4	%	hmot
tximethylpentan	72,6	%	hmot.	75,7	%	hmot
dimethylhexan	13,9	%	hmot.	12,0	%	hmot
C8+	5,2	%	hmot.	5,9	%	hmot
Oktanové číslo
výzkumnou metodou	95,5			96,4

Z výše uvedených hodnot je zcela patrné, že v případě použití katalyzátoru, který obsahuje éterovou složku, je dosažené oktanové číslo zjištěné výzkumnou metodou o 0,9 vyšší než je toto oktanové číslo u kyselinového katalyzátoru, který obsahuje fluorovodík a organické ředidlo. Vyšší oktanová hodnota dosažená při použití postupu podle uvedeného vynálezu přímo vyplývá z vytvoření většího množství trimethylpentanů než dimethylhexanů v konečném alkylátu. Zvýšené množství trimethylpentanů v alkylátu a snížení obsahu dimethylhexanu je výsledkem přítomnosti éterové sloučeniny.

Příklad 2

Podle tohoto příkladu provedení byly provedeny další dva alkylační testy za účelem stanovení stability éterové složky obsažené v kyselinovém katalyzátoru. Podle tohoto příkladu byly tyto dva alkylační testy provedeny na poloprovozním zařízení, které je popsáno v příkladu 1. Podmínky použité při provádění obou těchto alkylačních postupů byly v podstatě stejné jako podmínky použité v testu provedeném podle příkladu 1. Podle tohoto příkladu byl jeden test prováděn po dobu 24 hodin, přičemž uhlovodíkový nástřik byl přiváděn do uvedeného poloprovózního zařízení po dobu pouze asi 5 hodin, přičemž druhý test byl prováděn

CS 266 594 B2 v poloprovozním zařízení po dobu 16 dní, přičemž uhlovodík byl nastřikován do uvedeného poloprovozního zařízení po dobu pouze 54 hodin. Ovšem kyselinové katalyzátory byly udržovány v uvedeném zařízení po dobu 24 hodin, resp. 16 dní. Po skončení každého testu byla analyzována kyselinová fáze. Výsledky analýz jsou uvedeny v následující tabulce:

Tabulka

Analýza kyselinové fáze Doba trvání testu den 16 dní

HF methylterc.-butyléter	90,3 % hmot. 9,0 % hmot.	90,2 % hmot. 8,2 % hmot.
methanol	0,1 % hmot.	0,7 % hmot.
h2°	0,5 % hmot.	0,6 % hmot.
neanalyzovatelné látky	0,1 % hmot.	0,3 % hmot.

Z hodnot uvedených ve shora uvedené tabulce je zcela patrné, že se rozložilo pouze malé množství methylterc.-butyléteru na methanol. Předpokládá se, že toto množství methylterc.-butyléteru, které se rozložilo na methanol, vzniklo v důsledku přítomnosti vody jako znečišťující složky. Nehledě na tuto skutečnost je třeba poznamenat, že takřka celý podíl methylterc.-butyléteru zůstal v nezměněném stavu, tzn. že nebyl převeden na methanol.

Příklad 3

Podle tohoto příkladu provedení byl proveden na alkylačním poloprovozním zařízením další pokus. Podmínky použité při tomto pokusu byly v podstatě stejné jako podmínky použité v předchozích dvou příkladech. Ovšem v tomto příkladu obsahoval kyselinový katalyzátor 90 % hmotnosti fluorovodíku a 10 % hmotnosti methanolu.

Výsledky tohoto testu jsou uvedeny v následující tabulce. Kromě výsledků testu podle tohoto příkladu jsou v uvedené tabulce rovněž zařazeny výsledky z příkladu 1, ve kterém byl použit katalyzátor obsahující flurovodík a methylterc.-butyléter.

Tabulka

Katalyzátor

HF/methanol

HF/methylterc.-butyléter

Složení alkylátu:

C8 trimethylpentan	9,8 % hmot. 72,9 % hmot.	6,4 % hmot. 75,7 % hmot.
dimethylhexan	11,7 % hmot.	12,0 % hmot.
C8+	5,6 % hmot.	5,9 % hmot.
Oktanové číslo
zjištěné výzkumnou
metodou	96,0	96,4

Z porovnání výsledků uvedených ve výše uvedené tabulce a získaných na základě popsaných postupů je zcela jasně patrné, že při použití kyselinového katalyzátoru který obsahuje éterovou složku se dosáhne lepších výsledků než při použití kyselinového katalyzátoru, který obsahuje alkoholovou složku. Při použití éterové složky se dosáhne zvýšení oktanového čísla zjištěného výzkumnou metodou o 0,4 ve srovnání s kyselinovým katalyzátorem, který obsahuje methanol. Toto zvýšení oktanové hodnoty je možno přisoudit zvýšenému množství trimethylpentanu (75,7 % hmotnosti oproti 72,9 %) a současnému snížení množství dimethylhexanů.

Souhrnně je tedy možno uvést, že z výše uvedených výsledků je patrné, že při použití alkylačního katalyzátoru obsahujícího éterovou složku je možno získat alkylát se zvýšenou oktanovou hodnotou a se vhodnějším rozdělením isomerů.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1, Způsob alkylace isoparafinu olefiny obsahujícími 3 až 5 atomů uhlíku, vyznačujjjí se tím, že se isoparafin mísí s olefiny obsahujícími 3 až 5 podmínkách v přítomnosti alkylačního katalyzátoru tvořeného obsahující 50 až 99 % hmotnosti kyseliny fluorovodíkové a 1 -terč.butyléteru.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že olefiny atomů uhlíku při alkylační :h vodnou,nealkoholickou směsí až 50 % hmotnosti methylobsahují 4 atomy uhlíku.