DD209803A5 - PROCESS FOR PREPARING TERT.-BUTYL-ALKYL ETHERS - Google Patents
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Abstract
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, mit dem die Umwandler eines Teils der Komponenten der als Ausgangsmaterial eingesetzten C tief4-Kohlenwasserstoffgemische, die nicht Isobuten sind, in tert.-Butyl-alkylether, zusammen mit dem urspruenglich im Speisestrom enthaltenen Isobuten, ermoeglicht wird. Erfindungsgemaess wird die Synthese von tert.-Butyl-alkylethern mit einem Verfahren zum Isomerisieren von Buten-1 und/oder Buten-2 kombiniert, um die Ausbeute an Ether zu erhoehen; das Buten-1 und/oder Buten-2 wird von den gesaettigten C tief4-Kohlenwasserstoffen nach Bildung des tert.-Butyl-alkylethers und seiner Trennung von dem verbleibenden C tief 4-Strom abgetrennt.The object of the invention is to provide an improved process with which the transformers of a part of the components of the starting C 4 hydrocarbon mixtures, which are not isobutene, in tert-butyl alkyl ether, together with the isobutene originally contained in the feed stream, allows becomes. According to the invention, the synthesis of tertiary butyl alkyl ethers is combined with a process for isomerizing butene-1 and / or butene-2 to increase the yield of ether; the butene-1 and / or butene-2 is separated from the saturated C 4 hydrocarbons after formation of the tert-butyl alkyl ether and its separation from the remaining C 4 deep stream.
Description
Berlin, den 25, 8· 83 AP C 07 C/251 077 0 62 479 18Berlin, 25, 8 · 83 AP C 07 C / 251 077 0 62 479 18
Verfahren zur Herstellung von tert,-Butyl-alkylethern Anwendungegebiet der Erfindung Ve for the production of tert-butyl alkyl ethers application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von tert.-Butyl-alkylethern, insbesondere zur Herstellung von tert.-Butyl-methylether.The invention relates to a process for the preparation of tert-butyl alkyl ethers, in particular for the preparation of tert-butyl methyl ether.
Es gibt zahlreiche Verfahren zur Herstellung von tert.-Butyl-alkylethern, die darauf beruhen, daß Isobuten, das möglicherweise in Kohlenwasserstoffströmen unterschiedlicher Herkunft und insbesondere in dem aus einer Dampfcrackungsanlage oder Anlage für katalytische Crackung oder Anlage für die Dehydrierung von Isobutan erhaltenen Strom enthalten ist, mit einem Alkohol, vorzugsweise Methanol oder Ethanol in Gegenwart eines sauren Ionenaustauscherharzes umgesetzt wird. Hierzu sei auf die IT-PS 1 012 686, 1 012 687 und 1 012 690 verwiesen.There are numerous processes for preparing tert-butyl alkyl ethers based on the fact that isobutene possibly contained in hydrocarbon streams of various origins, and in particular in the stream obtained from a steam cracking or catalytic cracking plant or isobutane dehydrogenation plant , is reacted with an alcohol, preferably methanol or ethanol in the presence of an acidic ion exchange resin. Reference is made to IT-PS 1 012 686, 1 012 687 and 1 012 690.
Die bekannten Verfahren ermöglichen eine nahezu vollständige Isobutenumwandlung; aber die übrigen Komponenten bleiben praktisch unverändert und können daher nicht unmittelbar weiterverwendet werden.The known methods allow almost complete isobutene conversion; but the other components remain virtually unchanged and therefore can not be used immediately.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens mit dem die Umwandlung eines Teils der Komponen-The object of the invention is to provide an improved method of converting part of the components to
2 & AUG. 19 8 3 * 112 ;> O f;2 & AUG. 19 8 3 * 112;> O f;
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ten der als Ausgangsmaterial eingesetzten (^-Kohlenwasserstoffgemische, die nicht Isobuten sind, in tert.-Butyl-alkylether, zusammen mit dem ursprünglich im Speisestrom enthaltenen Isobuten, ermöglicht wird»in the tert-butyl alkyl ether used together with the isobutene originally contained in the feed stream, the (-hydrocarbon mixtures which are not isobutene, which are used as starting material, are made possible »
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfahrenstechnologie aufzufinden, mit der eine Umwandlung von C.-Kohlenwasserstoff gemischen zusammen mit Isobuten erfolgt·The invention has for its object to find a process technology with which a conversion of C. hydrocarbon mixtures takes place together with isobutene ·
Das erfindungsgemäße Verfahren setzt sich aus folgenden Stufen zusammensThe inventive method consists of the following steps together
1» Der C.-Kohlenwasserstoff-Speisestrome der entweder frei oder im wesentlichen frei ist von Butadien, wird in eine Einheit für die Synthese von tert.-Butyl-alkylethern geführt, wobei diese Syntheseeinheit mit einem Katalysator gefüllt ist, der aus einem sauren lonenauetauscherharz besteht, vorzugsweise einem sulfonierten Divinylbenzol-Styrolharz·1 The C. hydrocarbon feed stream, which is either free or substantially free of butadiene, is fed into a unit for the synthesis of tertiary butyl alkyl ethers, this synthesis unit being filled with a catalyst consisting of an acidic ion exchange resin is, preferably a sulfonated divinylbenzene-styrene resin ·
2. Das in dem (unter Punkt 1.) genannten) C.-Kohlenwasserstoff-Speisestrom enthaltene Isobuten wird mit einem in die Syntheseeinheit eingespeisten aliphatischen Alkohol umgesetzt, wobei das Molverhältnis von Alkohol zu Isobuten 0,9 bis 1,3 beträgt und das Reaktionsprodukt ein tert.-Butyl« alkylether ist.2. The isobutene contained in the C. hydrocarbon feed stream (mentioned under point 1.) is reacted with an aliphatic alcohol fed into the synthesis unit, the molar ratio of alcohol to isobutene being 0.9 to 1.3 and the reaction product a tertiary butyl alkyl ether.
3« Der tert,-Butyl-alkylether wird von den C.-Kohlenwasserstoffen mittels Destillation abgetrennt, entweder in der J3 "The tert-butyl alkyl ether is separated from the C. hydrocarbons by distillation, either in the J
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gleichen Reaktionszone oder in einer getrennten Zone·same reaction zone or in a separate zone ·
4. Der Rest des C.-Kohlenwasserstoffstromes wird in zwei oder drei Stufen bei einer Temperatur zwischen 50 und 130 C und bei einem Druck von 4 bis 26 bar unter Verwendung von 100 bis 220 Böden fraktioniert destilliert« um die gesättig- , ten Kohlenwasserstoffe (Butan und Isobutan) von Buten-1 und Buten-2 abzutrennen,4. The remainder of the C. hydrocarbon stream is fractionally distilled in two or three stages at a temperature between 50 and 130 C and at a pressure of 4 to 26 bar using 100 to 220 trays to obtain the saturated hydrocarbons ( Butane and isobutane) from butene-1 and butene-2,
5· Das Buten-l und/oder Buten-2 und die nicht abgetrennten gesättigten Komponenten der Stufe 4. werden in eine Isomerisierungsstufe eingespeist, in der das Buten-1 und/oder Buten-2 teilweise in Isobuten umgelagert werden, so daß man unabhängig von dem als Ausgangsmaterial eingesetzten Olefin oder Gemisch eine Kohlenwasserstoff-Fraktion erhält, die im wesentlichen aus Buten-1, Buten-2 und Isobuten besteht, wobei das Buten-l/Buten-2 Molverhältnis praktisch dem thermodynamischen Gleichgewicht entspricht, während das Molverhältnis \ Isobuten/lineare Butene im Bereich von 0,3 bis 0,6 liegt«The butene-1 and / or butene-2 and the non-separated saturated components of stage 4 are fed into an isomerization stage in which the butene-1 and / or butene-2 are partly rearranged into isobutene, so that they are independent obtained from the starting olefin or mixture a hydrocarbon fraction consisting essentially of butene-1, butene-2 and isobutene, wherein the butene-l / butene-2 molar ratio practically corresponds to the thermodynamic equilibrium, while the molar ratio \ isobutene / linear butenes ranges from 0.3 to 0.6 «
6· Die Buten-1, Buten-2 und Isobuten enthaltende Kohlenwasserstoff-Fraktion nach Punkt 5· wird von den schweren Produkten abgetrennt.6 · The butene-1, butene-2 and isobutene-containing hydrocarbon fraction according to item 5 · is separated from the heavy products.
7. Die Kohlenwasserstoff-Fraktion, die Buten-1, Buten-2 und Isobuten und gegebenenfalls einen Teil der schweren und gesättigten Produkte enthält, wird in die Syntheseeinheit für tert.-Butyl-alkylether eingespeist, entweder unmittelbar oder nach Vermischen mit dem C4-Kohlenwasserstoffstrom, der frei oder im wesentlichen frei ist von Butadien« Der als Ausgangs- } 7. The hydrocarbon fraction containing butene-1, butene-2 and isobutene and optionally part of the heavy and saturated products, is fed to the synthesis unit tert-butyl-ethers, either directly or after mixing with the C 4 hydrocarbon stream which is free or substantially free of butadiene "the as starting}
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material eingesetzte C.-Kohlenwasserstoffstrom enthält gegebenenfalls auch C_- und C^-Komponenten.material used C. hydrocarbon stream optionally also contains C_ and C ^ components.
Das C .-Ausgangsgemisch umfaßt üblicherweise C,-Kohlenwasserstoffe, Isobutan, Isobuten, Buten-1, η-Butan, trans-Buten-2, cis-Buten-2 und Cg-Kohlenwaseerstoffe« Die Cj- und Cg-Kohlenwasserstoffe sind in geringen Mengen vorhanden; das Mengenverhältnis der übrigen Komponenten kann in weiten Grenzen schwanken, je nach Herkunft des Gemisches.The C starting mixture usually comprises C, hydrocarbons, isobutane, isobutene, butene-1, η-butane, trans-butene-2, cis-butene-2 and Cg-Kohlenwaseerstoffe "The Cj and Cg hydrocarbons are in small Quantities available; the ratio of the other components can vary within wide limits, depending on the origin of the mixture.
Um ein konstantes Molverhaltnis zwischen 8uten-l, Buten-2 und Isobuten zu erhalten, wird die Isomerisierung unter Anwendung eines Verfahrens ausgeführt, wie es in der IT-PS 1 017 878 beschrieben ist, unter Verwendung eines Katalysators auf der Basis von mit Silicium bzw· Kieselsäure behandelter Tonerde, wie in den US-PS 4 013 589 und 4 013 590 beschrieben. 'In order to obtain a constant molar ratio between 8-butene-1, butene-2 and isobutene, the isomerization is carried out using a method as described in IT Patent No. 1,017,878 using a silicon-based or silicon-based catalyst Silica-treated alumina as described in U.S. Patent Nos. 4,013,589 and 4,013,590. '
Es ist interessant festzustellen, daß das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung nicht nur die Herstellung von reinem tert.-Butyl-alkylether, sondern gegebenenfalls auch die Gewinnung von reinem Buten-1 oder Buten-2 ermöglicht, das für andere Zwecke als hier beschrieben verwendet werden kann«It is interesting to note that the process of the present invention allows not only the preparation of pure tert-butyl alkyl ether, but optionally also the recovery of pure butene-1 or butene-2, which are used for purposes other than those described herein can "
Das Verfahren nach der Erfindung ist daher sehr anpassungsfähig und es wurde gefunden, daß sogar deutliche Veränderungen im Isobuten-Gehalt des Kohlenwasserstoff-Stroms, der in die Syntheseeinheit bzw. -Zone eingespeist wird, die Arbeitsbedingungen für diese Synthese nicht verändern»The process of the invention is therefore highly adaptive and it has been found that even significant changes in the isobutene content of the hydrocarbon stream fed to the synthesis unit or zone do not alter the working conditions for this synthesis. "
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert»The method according to the invention is explained in more detail below with reference to the attached drawing.
In dieser bedeutet 1 das C.-Kohlenwasserstoff-Ausgangsgemisch, das frei oder praktisch frei ist von Butadien, 2 den Kohlenwasserstoffstrom aus dem Isoroerisierungsreaktor 13, der Buten-l, Buten-2 und Isobuten sowie eine gewisse Menge gesättigter Kohlenwasserstoffe enthält; 3 die vereinigten Ströme 1 und 2; 4 die Syntheseeinheit für den tert.-Butylmethylether (MTBE); 5 den MTBE-Produktstrom; 6 den Methanolstrom, der in die Syntheseeinheit eingespeist wird; 7 die C -Kohlenwasserstoff-Fraktion, die praktisch frei ist von Isobuten; 19 eine gegebenenfalls vorgesehene Zone oder Einheit zur selektiven Hydrierung von restlichem Butadien und gegebenenfalls vorhandenen acetylenischen Verbindungen, 8 den Kohlenwasserstoffstrom, der in der Anlage 9 für die fraktionierte Destillation zur Gewinnung von gesättigten Kohlenwasserstoffen und Olefinen eingespeist wird; 9 die Destillationskolonne für die Abtrennung von Isobuten 10; 11 die Fraktionierkolonne für die Abtrennung von Buten-l 12; und 13 die Fraktionierkolonne für die Abtrennung von n-Butan 14 von dem Strom 15 aus eis- und trans-Buten-2, der über Leitung 21 dem Isomerisierungsreaktor 16 zugeführt wird«In this 1 means the C. hydrocarbon starting mixture which is free or practically free of butadiene, 2 the hydrocarbon stream from the Isoroerisierungsreaktor 13 containing butene-1, 2-butene and isobutene and a certain amount of saturated hydrocarbons; 3 the combined streams 1 and 2; 4 the synthesis unit for the tert-butyl methyl ether (MTBE); 5 the MTBE product stream; Figure 6 shows the methanol stream being fed to the synthesis unit. 7 the C hydrocarbon fraction, which is virtually free of isobutene; 19 an optional zone or unit for selectively hydrogenating residual butadiene and any acetylenic compounds present; 8 the hydrocarbon stream fed to fractional distillation unit 9 for the production of saturated hydrocarbons and olefins; 9 the distillation column for the separation of isobutene 10; 11 the fractionation column for the separation of butene-l 12; and 13 the fractionation column for the separation of n-butane 14 from the stream 15 of cis- and trans-butene-2, which is fed via line 21 to the isomerization reactor 16. "
Der Buten-1-Strom 12 kann über die Leitung 17 zum Isomerisierungsreaktor 16 geführt werden oder mit der benötigten Reinheit über die Leitung 18 abgegeben werden« 20 bedeutet den Wasserstoffstrom,The butene-1 stream 12 can be passed via the line 17 to the isomerization reactor 16 or can be discharged with the required purity via the line 18 "20 means the hydrogen stream,
AP C 07 C/251 077 0 62 479 18AP C 07 C / 251 077 0 62 479 18
Tabelle i erläutert beispielhaft einige experimetelle Arbeitsbedingungen zusammen mit den bötreffenden Ergebnissen» die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt wurden« und zwar mit Bezug auf die Zeichnung unter Anwendung der Einheit 19 für die selektive Hydrierung und des Wasserstoffstroms 20, jedoch ohne Rückführung des Buten-1 in die Isomerisierungszone·Table I exemplifies some experimental working conditions along with the results obtained by the method of the invention, with reference to the drawing using the selective hydrogenation unit 19 and the hydrogen stream 20, but without recycling the butene-1 into the isomerization zone
ω ο roω ο ro
Tabelle 1 (Fortsetzung) Table 1 (continued)
Gesamt 4598 100,0 13052 100,0 2496 100,0 9252 100,0 22 100Total 4598 100.0 13052 100.0 2496 100.0 9252 100.0 22 100
ω ρ to ω ρ to
AP C 07 C/251 077 0 62 479 18AP C 07 C / 251 077 0 62 479 18
Tabelle 2 erläutert beispielhaft einige experimentelle Arbeitsbedingungen und die entsprechenden Ergebnisse« die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt wurden, wiederum mit Bezug auf die Zeichnung,jedoch ohne die Einheit 19 für die selektive Hydrierung, aber mit Rückführung dee Buten-1 in die Isomerisierungszone·.Table 2 illustrates by way of example some experimental working conditions and the corresponding results achieved by the method of the invention, again with reference to the drawing, but without the unit 19 for the selective hydrogenation, but with recycling of the butene-1 to the isomerization zone.
CO O fv) J-*CO O fv) J- *
Tabelle 2 (Fortsetzung) Table 2 (continued)
Cc-Kohlenwasser-D stoffeCc-hydro- D materials
Gesamttotal
100,0 16017 100,0 3675 100,0 20210 100,0 36227 100,0100.0 16017 100.0 3675 100.0 20210 100.0 36227 100.0
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