DE1668804A1

DE1668804A1 - Verfahren zur Herstellung von alkylierten Verbindungen

Info

Publication number: DE1668804A1
Application number: DE19681668804
Authority: DE
Inventors: Borst Jun William Beveridge
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1967-01-24
Filing date: 1968-01-23
Publication date: 1972-03-02
Also published as: JPS4831962B1; FR1555922A; AT275487B; NL6801041A; DK136638C; ES349664A1; SE345438B; GB1202801A; DK136638B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Alkylierung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Isoparaffin- und Olefinkohlenwasserstoffen und zwar vor allem auf die isothermale Alkylierung von Isobutan und Butylen in Gegenwart von Fluorwasserstoffsäure als Katalysator.

Die Herstellung hoch molekularer Isoparaffinkohlenwasserstoffe mit wertvollen klopffesten Eigenschaften, die daher zur Verwendung in Kraftfahrzeug- und Flugzeugtreibstoffen geeignet sind, ist von beträchtlicher Bedeutung für die Erdölraffinationsindustrie. Außerdem hat die Einführung von Kraftfahrzeugmotoren von relativ hohem KompressionsgraoOie Verwendung von

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ungewöhnlich, hoch klopffesten Treibstoffen in diesen Maschinen erzwungen, um daraus den größten Wirkungsgrad zu erzielen,, Die Nachfrage nach Treibstoffen mit immer höherer und höherer Octanzahl hat also zur steigenden Verwendung höher molekularer Isoparaffinkohlenwasserstoffe als Verschneidmittel in Benzinen geführt. Eine übliche Quelle für solche höher molekularen Isoparaffinkohlenwasserstoffe besteht in der katalytischen Alkylierung relativ niedrig siedender Olefinkohlenwasserstoffe, wie z.B. Propylen, Butylen, Amylene und deren Gemische.

Es ist bekannt, daß katalytische Alkylierung unter Verwendug beispielsweise von Fluorwasserstoff als Katalysator ein wichtiges chemisches Hilfsmittel zur Herstellung alkylierter Verbindungen und ihrer Derivate geworden ist. Im allgemeinen wird der vorbekannte Alkylierungsprozeß durchgeführt, indem man einen Isoparaffinkohlenwasserstoff mit Olefinkohlenwasserstoffen in Gegenwart eines Katalysators in einem zur Durchführung chemischer Reaktionen geeigneten Gefäß in Kontakt bringt. In der Praxis gibt es zahlreiche Verfahrensschemata zur Durchführung der Alkylierungsreaktion. Die S_chwierigkeit bei der Erreichung eines Verfahrens, das alle erwünschten Merkmale ejaer ganz optimalen Reaktion umfaßt, wird durch die Tatsache kompliziert, daß die Alkylierungsreaktion, wenn sie nicht richtig durchgeführt wird, von zahlreichen Nebenreaktionen, wie Polymerisation, begleitet ist, welche die Erzeugung der größtmöglichen Mengen an erwünschtem Alkylatprodukt verhindern. Es

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ist bekannt, daß ein Hauptfäktor für die Polymerisationsreaktion in der hohen Temperatur liegt. Da die Alkylierungsreaktion exothermer Natur ist, erfordert die Freisetzung der Reaktionswärme eine sorgfältige Temperatursteuerung im Reaktionsgefäß, um den Eintritt übermäßiger Polymerisation zu verhindern.

Demgemäß umfaßten die vorbekannten Reaktorkonstruktionen eine Kühlanlage, um das Alkylierungsmedium auf einer Temperatur im Bereich von 38⁰C zu halten. In solchen Reaktionsgefäßen wird eine ausreichende Kühlung angewandt, um die Reaktionswärme so rasch wie möglich zu verteilen. Andererseits umfaßten vorbekannte Alkylierungsanlagen Kälteeinrichtungen zur Kühlung der Reaktionspartner außerhalb der Reaktionszone zu solchem Maße, daß die Reaktionswärme die Temperatur des Reaktionsmediums nur auf einen vorbestimmten genügend niedrigen Wert anhebt.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein integriertes Verfahren zur Durchführung einer katalytischen Alkylierungsreaktion zu schaffen, bei dem Fluorwasserstoff als Katalysator verwendet und ein Alkylat von ausgezeichnet hoher Octanzahl erzeugt wird, wobei das Verfahren,ausgehend von Isoparaffinkohlenwasserstoff und Olefinkohlenwasserstoff,besonders leicht und wirtschaftlich durchführbar ist.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Alkylierung unter Verwendung eines Reaktorsystemes mit mehreren Rohstoffeinlassen und Rückführung der abgesetzten sauren Phase zum Reaktor, beispiels-

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weise unter Verwendung einer Pumpe. Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung alkylierter Kohlenwasserstoffe aus einem Rohgemisch, enthaltend olefinische und isoparaffinisehe Kohlenwasserstoffe vor, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) einen flüssigen Katalysator durch eine gestreckte Reaktionszone leitet,

b) die Beschickung in die Reaktionszone in mehreren Strömen an in Längsrichtung verteilten Einlaßstellen einführt und Olefin- und Isoparaffinkohlenwasserstoffe unter Bildung eines Alkylierungsgemisches abstromseitig von jeder Einlaßstelle umsetzt,

c) die Reaktionsmischungen durch Kontakt mit Kühleinrichtungen abkühlt, die innerhalb der Reaktionszone verteilt sind,

d) die Durchlaufgeschwindigkeit der Beschickung durch die jeweiligen Einlaßstellen so einstellt, daß die von jedem aufstromseitigen Reaktionsgemisch entwickelte Wärme im wesentlichen durch diese Kühleinrichtung verteilt wird, bevor sich das darauf abstromseitig folgende Reaktionsgemisch bildet,

e) man ein kombiniertes Reaktionsgemisch, das alkylierte Kohlenwasserstoffe, nicht umgesetzte Isoparaffinkohlenwasserstoffe und Katalysator enthält, aus dieser Reaktionszone an einer Stelle im Abstrom von den Einlaßstellen entfernt,

f) den Katalysator aus der vereinigten Reaktionsmischung

in einer Trennzone abtrennt,

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g) mindestens einen Teil des abgetrennten Katalysators zur Reaktionszone zurück pumpt, ohne daß zwischenzeitlich gekühlt wird, und man ein Druckgefälle von mindestens 0,136 at über die Reaktionszone aufrecht erhält.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung werden die Pumpbedingungen für den abgetrennten Katalysator so eingestellt, daß auch mindestens ein Druckgefälle von 0,136 at innerhalb der Trennzone aufrecht erhalten wird.

Sine besondere Ausfuhrungsform der Erfindung dient für die Herstellung eines Iaobutan-Olefinreaktionsproduktes und besteht darin, daß man ein Ausgangsolefin mit Isobutan unter Bildung einer Alkylierungsbeschiokungsmischung mit etwa 1 bis 20 Mol Isobutan je Olefin bildet, diese in eine längliche Reaktionszone mit ihr zugeordneten Iniienkühleinriehtungen an mehreren EinlaßsteHen in Längsrichtung verteilt zwischen den Zonenenden einführt, Fluorwasserstoffkatalysator durch die Reaktionszone leitet und das Ausgangsgemisch unter Alkylierungsbedingungen in mehreren durch die Einlaßstellen bestimmten in Längsrichtung aufeinander folgenden Zonen umsetzt. Die dadurch nacheinander gebildeten Reaktionsmischungen werden in Kontakt mit der Kühleinrichtung gehalten. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Gemisches wird an den jeweiligen Einlaßstellen so eingestellt, daß die aus dem an jeder Einlaßstelle gebildeten Reaktionsgemiach entwickelte Wärme im wesentlichen entfernt wird, bevor sich in Abstromrichtung die nächste Reaktionsmischung bildet. Ein kombiniertes Reaktionsgemisch, das alkylierte Kohlenwasserstoffe, nicht umgesetztes

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für andere Isoparaffinkohlenwasserstoffe und andere olefinische Kohlenwasserstoffbeschickungen gebrauchen, um Motortreibstoff, Flugzeugalkylate oder höher siedende aliphatische alkylierte Verbindungen zu erzeugen. Als ein Reaktionspartner in der Ausgangsbeschickung können also ioparaffinische Kohlenwasserstoffe, wie Isobutan,ein oder mehrere Isohexane oder Mischungen derartiger Isoparaffine, verzweigte Heptane und andere aliphatische Kohlenwasserstoffe verzweigter Art und Kettenstruktur gebraucht werden. In ähnlicher Weise können bei dem Verfahren nach der Erfindung als olefinischer Kohlenwasserstoffbestandteil normalerweise gasförmige Olefine, wie Propylen, 1-Buten, 2-Buten, Isobutylen, isomere Amylene, Hexene, Heptene und höher molekulare Olefinkohlenwasserstoffe, benutzt werden.

Die Erfindung sieht auch die Verwendung jedes geeigneten Katalysatormaterials zusätzlich zum Fluorwasserstoff vor, wie Mischungen aus Schwefelsäure und Phosphorsäure, Mischungen aus Salzsäure und gewissen Komplexen von Aluminiumchlorid und Bortrifluorid oder Schwefelsäure allein. Eindeutig zu bevorzugen ist die Verwendung von Fluorwasserstoff als Katalysator bei der Durchführung der Erfindung.

Mit dem Ausdruck Fluorwasserstoffkatalysator soll hier ein Katalysator erfaßt werden, worin Fluorwasserstoff der wesentliche aktive Bestandteil ist. Es liegt daher im Rahmen der Erfindung, praktisch wasserfreies Fluorid oder Fluorwasserstoff mit verschiedenen Zusätzen und Förderern, wie Bortrifluorid, zu verwenden.

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Isoparaffin und Katalysator enthält, wird vom anderen Ende der Reaktionszone abgezogen. Dann wird Fluorwasserstoff aus dem vereinigten Gemisch abgetrennt, und mindestens ein Teil des abgetrennten Katalysators,der praktisch frei von alkylierten Kohlenwasserstoffen ist, wird in die Reaktionszone ohne zwischengeschaltete Kühlung und unter ausreichenden Bedingungen gepumpt, daß zwischen den Enden der Reaktionszone ein Druckgefälle von mindestens 0,136 at aufrecht erhalten wird.

Es ist zu bemerken, daß die Erfindung den Grundgedanken einer mehrfachen Einführung in das Reaktionsgefäß an in Abstand liegenden Stellen vorsieht, so daß die Innenkühleinrichtung die Reaktionswärme in zweckmäßiger Weise verteilt. In Verbindung mit dieser Reaktoranlage wird die Rückführung von abgeschiedenem und abgetrenntem sauren Katalysator durch eine Pumpe urter Druck betrieben, so daß ein Mindestdruckgefälle von 0,136 at über das Reaktionsgefäß aufrecht erhalten wird. Wenn man in dieser Weise arbeitet, so kann eine beträchtliche Verbesserung der Octanzahl des Alkylatproduktes erzielt werden. Im besonderen wurde festgestellt, daß sich bei Aufrechterhaltung eines Druckgefälles von mindestens 0,136 at im Reaktionsgefäß eine Verbesserung der Octanzahl des fertigen Alkylatproduktes von etwa 0,5 ergibt.

Wie vorstehend erwähnt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung alkylierter Verbindungen, insbesondere eines Isoparaffin-Olefinreaktionsproduktes. Obgleich das Verfahren der Erfindung besonders auf die Alkylierung von Isobutan mit einer Butylen enthaltenden Ausgangsbeschickung anwendbar ist, läßt es sich auch

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Üblicherweise wird wasserfreier Fluorwasserstoff des Handels in das Alkylierüngssystem als frischer Katalysator eingebracht. Es ist jedoch auch möglich, Fluorwasserstoff mit bis zu etwa 2,5 Gew.-$> Wasser zu gebrauchen. Eine übermäßige Verdünnung mit Wasser ist im allgemeinen unerwünscht, da sie leicht zu einer Herabsetzung der Alkylierungsaktivität des Katalysators führt und ein Korrosionsproblem in der Apparatur des Systems entstehen läßt.

Um die Neigung des Olefinkohlenwasserstoffes zur Polymerisation vor der Alkylierung herab zu setzen, beträgt das Molverhältnis von Isoparaffinkohlenwasserstoff zu Olefinkohlenwasserstoff als Reaktionspartner vorzugsweise etwa 3 bis 15· Im allgemeinen tritt die Alkylierungsreaktion bei Temperaturen von etwa -1,1 bis etwa 44⁰C auf. In einigen Fällen können mit befriedigenden Ergebnissen höhere oder niedrigere !Temperaturen, also außerhalb dieser besonderen Grenzen angewandt werden. Der Druck auf dem Alkylierungssyatem ist gewöhnlich gerade hoch genug, um Reaktionspartner und Katalysator praktisch in flüssiger Phase zu halten. Er liegt beispielsweise bei etwa Luftdruck bis etwa 40 atü oder mehr, zweckmäßig bis zu etwa 13,6 atü. Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Durchführung der Erfindung, wie nachstehend noch näher dargelegt werden soll, besteht darin, daß das Druckgefälle innerhalb des Reaktionsgefäßes auf mindestens 0,136 at und vorzugsweise auf etwa 0,20 bis 1,36 at gehalten wird, wobei etwa 0,68 at bevorzugt ist. Die Kontaktzeit im Alkylierungsgefäß ist zweckmäßig kürzer als 5 Minuten und vorzugsweise kurzer als 2 Min,

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beispielsweise 10 bis 60 Sekunden. Die Alkylierungsreaktion wird in Gegenwart von Fluorwasserstoffkatalysator durchgeführt, der beispielsweise in ausreichender Menge eingeführt wird, um ein Volumverhältnis von Katalysator zu Kohlenwasserstoff von etwa 0,5 bis 2,5 hervor zu rufen.

Eine bevorzugte Methode zur Durchführung der Erfindung besteht in der Einführung des Auslaufes aus dem Alkylierungsgefäß in einen Mischabsetzer. Normalerweise wird der Auslauf in solcher Weise vermischt, daß er über einen Zeitraum von 1 bis 20 Min in einer völlig durchgemischten Phase gehalten wird, bevor bei relativer Ruhe eine Absetzung zwecks Trennung von Säure- und Kohlenwasserstoffphase eintritt. Es ist zu bemerken, daß wegen der angegebenen Mischdauer eine gewisse weitere Umsetzung eintreten kann. Eine solche eventuelle Umsetzung braucht jedoch nicht als wärmeliefernd angesehen zu werden. Beispielsweise wird der Auslauf aufsteigend in ein senkrechtes Mischabsetzgefäß eingeleitet,während die Mischung gleichzeitig im Mischerteil des Gefäßes während einer mttleren Verweilzeit von vorzugsweise 100 bis etwa 300 Sekunden je nach Zusammensetzung des dem Misch-Absetzgefäß zugeführten Auslaufes gehalten wird. Im Mischerabschnitt des Mischabsetzgefäßes wird eine turbulente Strömung durch Flußverteiler, z.B. eine festgelegte Zahl von Lochplatten oder Böden im Gefäß erzeugt. Die Verweilzeit ist daher als Volumen turbulent fließende Kohlenwasserstoff-Fluorwasserst off mischung dividiert durch den gesamten Fettofluß von Säure + Kohlenwasserstoff definiert. Wenn die gewünschte Verweil-

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zeit im Mischerabschnitt des Mischabsetzgefäßes erreicht worden ist, wie durch, die Geometrie des Mischabsetzgefäßes vorbestimmt ist, läßt man Kohlenwasserstoffphaae und Säurephase sich absetzen, indem man im G-efäß eine geeignete, relativ ruhige, Zone aufrecht erhält.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise erläutert. Ein Ölefinkohlenwasserstoff ist mit einem Isoparaffinkohlenwasserstoff vermischt worden und bildet die Alkylierungsrohmischung in Leitung 10. Die Ausgangsmischung wird dann in zwei bis fünf, beispielsweise 4 Anteile von vorzugsweise gleicher Menge zerlegt. Diese Teilmengen werden über die Länge des Reaktionsgefäßes 11 verteilt zwischen dessen Enden eingeführt. Der Zweck der Mehrzahl von Einlaßstellen besteht darin, die Aus-

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gangsmischung in die Katalysatorphase,bereits im G-efäß 11 vorhanden ist,in solcher Weise einzuspritzen, daß die entwickelte Wärme nahezu unmittelbar durch nicht dargestellte Wärmeaustauscheinrichtungen innerhalb des Gefäßes verteilt werden kann, wobei relativ kaltes Wasser in die Kühleinrichtung durch Leitung 12 eintritt und durch Leitung 13 abfließt. Zweckmäßig besteht die Wärmeaustauscheinrichtung aus einem üblichen Wärmeaustauscher mit Rohren für den Durchgang des Kühlmittels, wie Wasser, während die Reaktion auf der Mantelseite des Wärmeaustauschers im Reaktor vor sich geht. Arbeitet man in dieser Weise, dann tritt die Reaktion in unmittelbarer Nachbarschaft der Wärmeabführmittel ein, so daß praktisch isotherme Bedingungen im Gefäß 11 aufrecht erhalten werden. Die Kontaktzeit im Gefäß 11 wird relativ kurz gehalten und beträgt z.B. etwa 15 Sekunden, um die Ausgangsmischung

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mit dem Katalysator innig zu vermischen und zu behandeln, so daß die Alkylierungsreaktion ablaufen kann_o

Wie vorstehend erwähnt, tritt die Ausgangsmischung in das Gefäß 11 durch Leitung 10 an Stellen zwischen den Gefäßenden ein. Wie nachstehend noch ausführlicher erläutert wird, führt man Säurekatalysator am einen Ende durch Leitung 14 ein. An der ersten Einlaßstelle ist also ausreichend Katalysator vorhanden, um die Alkylierungsreaktion zu bewirken. Auch die Kühleinrichtung ist im Reaktionsgefaß so gelagert, daß der an der ersten Einlaßstelle beginnende Fließweg der Reaktionsprodukte in Kontakt mit der Kühleinrichtung gehalten wird, so daß die aus der Anfangsreaktion entwickelte Wärme praktisch abgeführt sein kann, bevor der Fließweg die nächstfolgende Einlaßstelle erreicht, wo die Ausgangsmischung in das Gefäß 11 eintritt,und dieser Vorgang wiederholt sich über die Länge des Gefäßes entsprechend der verwendeten Anzahl von Einlaßöffnungen. Es ist wichtig, daß ein Mindestdruckgefälle von 0,136 at, vorzugsweise etwa 0,68 at, über die Länge des Gefäßes während der Periode der hohen Wärmeentwicklung aufrecht erhalten wird. Daraus ist ersichtlich, daß die vorliegende Methode in der Verwendung mehrerer BescMckungseinlaßstellen eine ausgezeichnete Steuerung der Reaktionswärme ergibt, wodurch Polymerisation und sonstige Nebenreaktionen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Der Gesamtauslauf vom Gefäß 11 wird durch Leitung 15 abgeführt. Er besteht aus alkyliertem Kohlenwasserstoff, nicht umgesetztem Isoparaffinkohlenwasserstoff und Säurekatalysator. Dieser Auslauf gelangt in das Mischabsetzgefäß 16 unter Bedingungen,

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bei denen nicht nur im Mischerteil, wie schon erwähnt, eine ausreichende Veiweilzeit aufrecht erhalten, sondern auch ein Druckgefälle über die Länge des Mischabschnittes von mindestens 0,136 at, vorzugsweise von 0,136bis etwa 1,36 at und besonders zweckmäßig 0,35 at, aufrecht erhalten wird· Beispielsweise kann der Mischerabschnitt des Gefäßes etwa 20 übliche Lochböden enthalten, um eine innige Vermischung der Phasen vor der Absetzung im relativ ruhigen Teil des Gefäßes zu erzielen·

Im oberenQfeil des Gefäßes 16 drängt sich die Kohlenwasserstoffphase im wesentlichen von der sauren Katalysatorphase· Die jetzt praktisch säurefreie Kohlenwasserstoffphase wird aus dem Gefäß 16 durch Leitung 17 zu nicht dargestellten Gewinnungseinrichtungen zwecks Abtrennung des gewünschten Alkylatproduktes abgezogen·

Die Säurephase wird aus dem Absetzteil des Gefäßes 16 durch Leitung 14 abgezogen, soeit erforderlich mit frischer Säure vermischt und mindestens zum Teil durch Pumpe 19 zurückgeführt, so daß im System ausreichender Druck erzeugt wird, um ein Druckgefälle von mindestens 0,136 at im Reaktionsgefäß 11 und vorzugsweise ebenfalls von mindestens 0,136 at im Mischerteil des Gefäßes 16 aufrecht zu erhalten. Es hat sich gezeigt, daß bei Aufrechterhaltung dieser Druckgefälle eine Octanzahlverbesserung von etwa 0,5 im Alkylatprodukt dem Druckgefälle innerhalb des Reaktionsgefäßes und eine zusätzliche O.ctanzahlverbesserung von 0,5 dem Druckgefälle im Mischerteil des Gefäßes 16 zuzuschreiben ist·

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Aus der Torstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispieles der Erfindung ist zu ersehen, daß keinerlei Kreislauf von Alkylatprodukt zur Reaktionszone mit Ausnahme vielleicht einer geringfügigen Menge mitgerissener Kohlenwasserstoffphase auftritt, die in der abgesetzten Säurephase vorhanden ist, welche durch Leitung 14 zurückgeführt wird. Infolgedessen ist ersichtlich, daß eine relativ kleine Pumpe 19 benutzt wird, um die erforderlichen Strömungsmengen zwischen Reaktionsgefäß 11 und Mischabsetzgefäß 16 umzuwälzen. Bei der Durchführung der Erfindung werden daher beträchtliche Kosten für Einrichtung und Aufrechterhaltung gespart. Bs ist auch zu bemerken, daß die Säurephase in Leitung 14 unter Druck zurückgeführt wird, ohne daß eine Kühlung eingeschaltet ist. Der einzige Kühlbedarf an der Anlage ergibt sich aus der zum Reaktionsgefäß 11 gehörenden inneren Wärmeaustauscheinrichtung.

Wie schon erwähnt, besteht ein wichfes Merkmal bei der Durchführung der Erfindung in der elastischen Kontrolle, da die Durchgangsgeschwindigkeit der Alkylierungsrohmischung durch die betreffenden Einlaßstellen so eingestellt werden kann, daß die bei der voher gebildeten Reaktionsmischung entwickelte Wärme praktisch entfernt ist, bevor sich die nächstfolgende Reaktionsmischung bildet. Um aus diesem wichtigen Grundgedanken Nutzen zu ziehen, soll die Beschickungsmenge, die durch irgendeine der Verteilungsleitungen an den Einlaßstellen fließt, 50 $ der Gesamtbeaohickung nicht überschreiten. Vorzugsweise sollen 2 bis

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Einlaßsteilen benutzt werden und eine Anzahl von 5 bis 4 ist besonders vorteilhaft. Es ist ersichtlich, daß diese Betriebsweise eine lokale Überhitsung an der Kontaktstelle des Rohgemisches mit dem Katalysator ausschaltet. Pur den Fachmann ist ersichtlich, daß die Verwendung von Fluorwasserstoff als Katalysator die Alkylierungsreaktion nahezu augenblicklich unter unmittelbarer Entwicklung von Reaktionswärme auslöst. 7/enn beispielsweise zu viel Rohmischung eintreten wilre, so würde die Temperatur an der betreffenden Einlaßstelle unmittelbar derart angehoben, daß die Kühleinrichtung die Reaktionswärme nicht rasch genug wirksam entfernen könnte, um Hebenreaktionen auszuschalten» Diese lokale Überhitzung hätte die Folge eines Abaues der Qualität des Produktes. Daher kann die Menge der Rohmischung, die in das Reaktionsgefäß eintritt, zwischen den Einlaßöffnungen variabel eingestellt werden, um die beste Kontrolle über die Temperatur des Katalysator-Kohlenwasserstoff gemisches zu erzielen.

Die Erfindung ist hier zwar dahingehend beschrieben worden, daß die betreffenden Einlaßstellen für die Rohmischung in Längsrichtung in Abstand voneinander liegen, jedoch sollen damit auch Anordnungen erfaßt werden, bei denen die Einlasse sowohl in gerader Linie mit oder ohne Anordnung von Prallwänden oder versetzt zueinander angebracht sind. Ebenso ist eine Anordnung der Einlasse im gleichmäßigen Abstand auf einer Spirale um den G-efäßmantel oder auch in sonstiger zweckmäßiger Weise möglich.

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Obgleich die Erfindung unter bevorzugter Anwendung auf die Alkylierung eines Isoparaffinkohlenwasserstoffes mit einem Olefinkohlenwasserstoff beschrieben worden ist, läßt sie sich auch in befriedigender Weise bei der Durchführung der Reaction mit einem Isoparaffinkohlenwasserstoff und anderen Alkylierungsmitteln, wie Alkylhalogenid, Äther, Alkohol und dergleichen anwenden, um für Motortreibstoffe brauchbare flüssige Isoparaffinkohlenwasserstoffe zu erzeugen.

iiach der Zeichnung besteht das Reaktionsgefäß 11 aus einem Mantel und einem Rohrsystem, das zur Entfernung der Reaktionswärme von Kühlwasser durchflossen ist. Zur Erläuterung eines zweckmäßigen Reaktionsgefäßes kann es ein Rohrbündel von 6,6 m Länge mit 21 Prallblechen enthalten» Bei Verwendung der oben erwähnten Säureumwälzpumpe 19 wurde ein Druckgefälle von 0,68 at auf der Mantelseite des Gefäßes aufrecht erhalten. Die Einlaßstellen für die Rohmischung waren so angeordnet, daß die durch die Reaktion freigesetzte Wärme bei einem ai der ersten aufstromseitigen Einlaßöffnung beginnenden Fließweg im wesentlichen durch das relativ kalte Wasser entfernt würde, das durch das Reaktionsgefäß fließt, bevor im Abstrom die nächste Einlaßstelle erreicht ist. Auf diese ./eise wurde eine ausgezeichnete Temperaturkontrolle im Reaktionsgefäß erzielt. Infolge der Aufrechterhaltung eines ilindestdruckgefälles auf der Mantelseite des Gefäßes erreichte man eine erhöhte Wärmeübertragung, so daß die gesamte Menge der durch das Gefäß fließenden Masse auf einem Mindestmaß gehalten wurde.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung alkylierter Kohlenwasserstoffe aus einem olefinische und isoparaffinisehe Kohlenwasserstoffe enthaltenden Ausgangsgemisch, dem Katalysator zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) einen flüssigen Katalysator durch eine längliche Reaktionszone leitet,

b) die Rohmischung in die Reaktionszone in mehreren Strömen an in Längsrichtung verteilten Einlaßstellen einführt und Olefin- und Isoparaffinkohlenwasserstoff unter Bildung einer Alkylierungsmischung in Abströmt von jeder Einlaßstelle umsetzt,

c) die Reaktionsmischungen durch Kontakt mit innerhalb der Reaktionszone angeordneten Kühleinrichtungen abkühlt,

d) die Durchgangsgeschwindigkeit der Rohmischung durch die betreffenden Einlaßstellen so einstellt, daß die auf jeder auisbr oma eit igen Reaktionsmischung entwickelte Wärme durch die Kühleinrichtung praktisch entfernt ist, bevor sich abstromseitig die nächst folgende Reaktionsmischung bildet,

e) eine kombinierte Reaktionsmischung mit alkylierten Kohlenwasserstoffen nicht umgesetzten Isoparaffinkohlenwasserstoffen und Katalysator aus der Reaktionszone an

einer Stelle in Abstrom von den Einlaßstellen abzieht, 209810/1728 -17-

f) aus der kombinierten Reaktionsmischung in einer Trennzone Katalysator abtrennt,

g) mindestens einen Teil des abgetrennten Katalysators zur Reaktionszone ohne Zwischenschaltung einer Kühlung unter Aufrechterhaltung eines Druckgefälles von mindestens 0,136 at über die Reaktionszone pumpt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man innerhalb der Trennzone ein Druckgefälle von mindestens 0,136 at ^ aufrecht erhält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dur-chflußgeschwindigkeit der Rohmischung durch jede der Einlaßstellen im wesentlichen gleich ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmischung durch 2 bis 5 Einlaßstellen in die Reaktionszone eingeführt wird.

5» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Isoparaffine in dem Rohgemischstrom aus Isobutan besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch, gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Isobutan zu Olefinen in dem Rohgemischstrom etwa 1 ϊ 1 bis etwa 20 : 1 beträgt.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der olefinische Kohlenwasserstoffanteil des Rohiaischungsstromes Propylen, Butylen und/oder Amylen enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator Fluorwasserstoff enthält.

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