DE2203170C3 - Verfahren zum Regenerieren der bei der Alkylierung von Isoparaffinen mit Olefinen als Katalysator verwendeten Flußsäure - Google Patents

Description

ratur von 163 bis 218° C und den Rückflußkohlenwasserstoff mit einer Temperatur von 4,5 bis

dadurch gekennzeichnet, ist, daß man die Katalysa torphase mit einer Temperatur von 135 bis 154 C . den Abtreibkohlenwasserstoff mit einer Temperatur von 163 bis 218° C und den Rückflußkohlenwasser

stoff plus Abtre'bkohlnwasserstoff (ausgedrückt als Flüssigkeit) tm dem Volumen des in die Trennzone eingeführten Stroms der HF-Phase im Bereich von 1: 1 zu 3 :1 gehalten werden.

49° C in die Trennzone einführt, am Kopf der

Trennzone eine Tempcatur von 104 bis 116° C _a5 stoff mit einer Temperatur von 4,5 bis 49° C in die aufrechterhält, und daß das Volumverhältnis von Trennzone einführt, am Kopf der Trennzone eint Rückflußkohlenwasserstoff zu Abtreibkohlen- Temperatur von 104 bis 116° C aufrechterhält, und wasserstoff (ausgedrückt als Flüssigkeit) im Be- daß das Volumverhältnis von Rückflußkohlenwas reich von 0,1:1 bis 0,35:1 sowie das Verhältnis serstoff zu Abtreibkohlenwasserstoff (ausgedrückt aides Gesamtvolumens von Rückflußkohlenwasser- ₃₀ Flüssigkeit) im Bereich von 0,1: 1 bis 0,35 : 1 sowie „.„« _,... *!_.-_:..,.-u, ._« / .,_..= _,.. _{das Verhähnis des} Gesamtvolumens von Rückfluß-

kohlenwasserstoff plus Abtreibkohlenwasserstoff (ausgedrückt als Flüssigkeit) zu dem Volumen des in die Trennzone eingeführten Stroms der HF-Phase im 35 Bereich von 1 : 1 zu 3 : 1 gehalten werden.

Die Erfindung wird durch die Zeichnung näher er-

läutert, wobei diese Zeichnung eine schematische

Darstellung für ein HF-Alkylicrungsverfahren ist, bei dem eine HF-Reinigungseinheit nach dem Verfahren

Es ist bekannt, Motortreibstoffe von hoher Octan- _4O der Erfindung betrieben wird.

zahl durch Alkylierung von Isoparaffinen mit Olefi- Das Schema der Zeichnung zeigt einen Alkylie-

nen in Gegenwart eines Fluorwasserstoff-(HF)-Kata- rungsreaktor 10, dem durch die Leitung 11 ein Strom lysators herzustellen. Der Ausfluß aus dem Alkylic- _von Olefinen und durch die Leitung 12 ein Strom rungsreaktor wird in der Regel in ein Absetzgefäß _Von Isoparaffin zugeführt wird. Die Olefinausgangsgeleitet, wo sich eine Kohlenwasserstoffphase von ₄₅ stoffe bestehen im allgemeinen aus einem oder meheiner Säurephase abtrennt. Die Kohlenwasserstoff- reren Olefinen mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen pro phase wird fraktioniert, um die niedrig-siedenden Molekül, wogegen der Strom des Isoparaffins in der Kohlenwasserstoffe von dem Alkylierungsprodukt Regel aus Isobutan und/oder Isopentan besteht. Bei abzutrennen. Die Säurephase wird im Kreislauf ge- _ei_ner typischen Ausführungsform enthält der Olefinführt und wieder in den Reaktor eingebracht. Um _so ausgangsstoff eine Mischung von Propylen und Butyeine Anreicherung von säurelöslichem Öl in der im lencn, wogegen der Isoparaffinausgangsstoff in erster Kreislauf geführten Säurephase zu verhindern, ist es Linie aus Isobutan besteht. In den Reaktor 10 wird aber notwendig, einen Teil der im Kreislauf geführ- außerdem durch die Leitung 13 und durch eine ten Säure zu reinigen. Diese Reinigung wird in.der Rückflußleitung 14 ein Katalysator eingeführt, der Regel dadurch bewerkstelligt, daß ein HF-enthalten- ₅₅ Fluorwasserstoff enthält. Bei einer typischen Vcrfahder Strom aus dem Absetzgefäß in eine Reinigungs- rensweise liegt der HF in der flüssigen Phase vor und kolonne geführt wird, in der HF aus dem säurclösli- hat eine Reinheit von etwa 90%. Durch eine Leitung chen öl durch einen dampfförmigen Kohlenwasser- 15 _und über ein Ventil 16 kann dem Reaktor 10 fristoff, z. B. Isobutan, abgetrieben wird. Durch die bis- _scher Katalysator zur Ergänzung des verbrauchten her verwendeten HF-Reinigungssysleme ist es zwar 60 Katalysators zugeführt werden, möglich, einen Säurestrom von der erforderlichen D_er Abgang vom Reaktor 10 wird in ein Absetz-

Reinheit herzustellen, doch enthält der Strom des bei _gefäß 17 geleitet, in dem die Phasentrennung in eine der Reinigung erhaltenen säurelöslichen Öls in der Säurephase und eine Kohlenwasserstoffphase erfolgt. Regel unerwünscht große Mengen an HF. Es ist des- _D[_e Kohlenwasserstoffphase wird über die Leitung halb notwendig, durch weitere Reinigungsschritte HF 65 18 abgeführt und in eine Fraktioniereinheit 19 eingezu entfernen, bevor das säurelösliche Öl in die Raffi- leitet. Die Fraktioniereinheit wird so betrieben, daß nerie zurückgeführt wird oder für andere Zwecke _an ihrem Boden ein Strom des Alkylierungsprodukvcrwendet wird. _tes durch die Leitung 20 abgeführt wird, wogegen am

Kopf der Fraktioniereinheit ein Proponstrom über der Kolonne bei einer Temperatur von etwa 104 bis

Leitung 21 entnommen wird. Aus der Fraktionicrein- 116 ° C gehalten. Der Abtreibdampf _QWird bei einer

heit wird außerdem ein Strom an η-Butan über Lei- Tempearatur von etwa 163 bis 218° C eingeführt,

tung 22 und ein Strom an Isobutan über Leitung 23 während der Rückfluß eine Temperatur von 4,5 bis

entnommen. Das Isobutan wird über die Leitung 24 5 49° C hat. Der Betriebsdruck der Kolonne 31 liegt

im Kreislauf in den Reaktor 10 eingeführt. typischerweise bei 8 at abs.

Die Säurephase wird aus dem Absatzgefäß 17

durch die Leitung 26 abgeführt. Ein Teil dieses Beispiel
Stroms wird im Kreislauf direkt zum Reaktor 10

durch die Leitung 27 und über das Ventil 28 geführt. io Die Kolonne 31 wird zur Reinigung eines Säure-Der restlich Anteil der HF-Säurephase wird über die Stroms aus dem Absetzgefäß einer Alkylierungsein-Leitung 29 und den Erhitzer 30 in eine Kolonne 31 heit, in der ein Gemisch aus Isobutan und Propylen zur Reinigung der Säure geführt. Vom Kopf der Ko- und Butylen alkyliert wurde, verwendet. Der obere lonne 31 wird ein gereinigter HF-Strom über die Lei- Bereich der Kolonne 31 ist etwa 2,5 m hoch und hat tung 14 entnommen und in den Reaktor 10 zurück- 15 einen Durchmesser von 1,5 m..In diesem oberen Begeführt. Ein Strom an säurelöslichem Öl wird am Bo- reich sind zwei Böden 42 in einem Abstand von den der Kolonne 31 über die Leitung 32 entnommen. 1,2 m angeordnet. Der untere Bereich der Kolonne In der Kolonne 31 wird aus dem säurelöslichen öl 31 ist 3,6 rri hoch und hat einen Durchmesser von HF durch einen dampfförmigen Kohlenwasserstoff- 6ü cm. In diesem Bereich sind in einem Abstand von strom abgetrieben, wobei dieser Strom im unteren 20 46 cm drei Böden 43 ang..'jrdnet. Aus dem Absetzge-Bereich der Kolonne 31 durch die Leitung 33 einge- faß 17 wird die Säure zwischen die Böden 42 mit führt wird. Der Abtreibkohlenwasserstoff kann Iso- einer Zuführgeschwindigkeit von etwa 38 0001 pro butan sein, das der Leitung 33 aus der Leitung 34 Tag und bei einer Temperatur von etwa 141⁰C zuzugeführt wird. In der Leitung 33 ist ein Ventil 35 geführt. Durch die Leitung 33 wird dampfförmiges und ein Erhitzer 36 angeordnet. In dem oberen Be- 35 Isobutan bei einer Temperatur von etwa 165° C bei reich der Kolonne 31 wird durch die Leitung 37 ein einer Zuführgeschwindigkeit von etwa 65 0001 (ausflüssiger Rückflußkohlenwasserstoff eingeführt. Der gedrückt als Flüssigkeit) pro Tag zugeführt. Durch Abtreibkohlenwasserstoff und der Rückflußkohlen- die Leitung 37 wird flüssiges Isobutan bei einer Temwasserstoff können aus der Leitung 34 oder aus der peratur von etwa 21⁰C mit einer Zuführgeschwin-Leitung 39, die in Verbindung mit der Leitung 23 30 digkeit von etwa 11 5001 zugeführt. Über die Leitung steht, entnommen werden. Ein Ventil 40 ist in der 32 wird bei einer Temperatur von etwa 159° C säu-Leitung 39 angeordnet, um den Fluß des im Kreis- relösliches öl mit einer Geschwindigkeit von etwa lauf geführten Isobutans zu steuern. 21701 pro Tag abgeführt. Dieses säurelösliche Öl

Gemäß der Erfindung werden die Ströme durch enthält etwa 5 kg HF und hat einen Wassergehalt die Leitungen 29, 33 und 37 in einem bestimmten 35 von etwa 0,4 Gewichtsprozent. Über die Leitung 14 Verhältnis gehalten, und die Temperatur und die wird bei einer Temperatur von etwa 112° C ein Drucke der in die Kolonne 31 eingeführten Stoffe Strom von regeneriertem HF und Isobutan abgewird so gesteuert, daß eine minimale Menge an HF führt. Kolonne 31 wird bei einem Druck von etwa in dem Strom des säurclöslichen Öls, das durch die 8 at abs. gehalten.
Leitung 32 abgezogen wird, enthalten ist. Das VoIu- 40 . , .
menverhällnis der durch die Leitung 37 zugeführten Vergleichsversuch
Rückflußflüssigkeit zu dem durch Leitung 33 züge- Zum Vergleich wird in der gleichen Anlage ein tyführten Abtreibdampf (ausgedrückt als Flüssigkeit) pisches bekanntes, großtechnisches Verfahren durchwird im Bereich von 0,1 : 1 zu 0,35 : 1 gehalten. Das geführt, bei dem die gleiche Menge an verbrauchter Volumverhältnis des insgesamt zugeführten Kohlen- 45 Säure in der Kolonne 31 behandelt wird. Die Tempewasserstoffes, d. h. der durch Leitung 37 zugeführten rkturen der zugeführten Säure, des Kopfs und des Rückflußflüssigkeit und des durch Leitung 33 züge- Bodens der Kolonne liegen aber bei 129 bzw. 102 führten Abtreibdampfs (ausgedrückt als Flüssigkeit) bzw. 127° C. Als Abtreibmittel und als Rückflußzu dem durch Leitung 29 zugeführten HF wird im mittel wird Isobutan jeweils in Mengen von 15 3001 Bereich von 1:1 zu 3:1 gehalten. Die Beziehung 50 pro Tag zugeführt. Die anderen Bedingungen stimzwischen den vorhergehenden Verhältnissen ist der- men mit den vorhin angegebenen überein. Bei dieser artig, daß das Verhältnis von Rückflußflüssigkeit Arbeitsweise wird über die Leitung 32 ein säurelöslizum Abtreibdampf etwa beim Maximum 0,35: 1 ches öl in Mengen von 46201 pro Tag abgezogen, liegt, wenn das Verhältnis des Gesamtkohlenwasscr- Dieses säurelösliche Öl enthält etwa 865 kg HF und Stoffs zu HF dem Maximum 3 :1 entspricht und etwa 55 etwa 5 Gewichtsprozent Wasser,
beim Minimum 0,1: 1 liegt, wenn das Verhältnis des Aus diesem Vergleichsversuch ergibt sich, daß Gesamtkohlenwasserstoffs zu HF beim Minimum durch die Arbeitsweise nach der Erfindung die in 1:1 Hegt. dem Strom des säurelöslichen Öls enthaltene HF von

Die Temperatur der in die Kolonne 31 durch die 865 kg auf etwa 5 kg pro Tag reduziert wurde. Da-

Leitung 29 eingeführten, verbrauchten Flußsäure 60 durch tritt einerseits eine wesentliche Vereinfachung

muß ausreichend hoch sein, um die gesamte HF im für die weitere Behandlung des säurelöslichen Öls,

Dampfzustand zu halten; sie liegt im Bereich von z. B. auch bei der Beseitigung als Abfall ein und an-

135 bis 154° C. Der Boden der Kolonne 31 wird bei dererseits werden etwa 860 kg HF Katalysator pro

einer Temperatur von 135 bis 191 ⁰C und der Kopf Tag zurückgewonnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dessen Hilfe eine HF-Reinigungseinheit so betrieben werden kann, daß ein HF-Strom von hoher Reinheit und gleichzeitig ein Strom an säure-5 löslichem öl mit einem niedrigen HF-Gehalt erhalten wird.

   Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Regenerieren der bei der Alkylierung von Isoparaffinen mit Olefinen verwendeten Flußsäure gelöst, bei dem

   Verfahren zum Regenerieren der bei der Alkylierung von Isoparaffinen mit Olefinen als Katalysator verwendeten Flußsäure, wobei ein Teil
   der aus HF und säurelöslichem öl bestehenden
   Katalysatorphase in den mittleren Teil einer, unter Druck stehenden, vertikalen Trennzone eingeführt und dort verdampft wird, dampfförmiger io ein Teil der aus HF und säurelöslichem öl bestehen-Kohlenwasserstoff in den unteren Bereich dieser den Katalysatorphase in den mittleren Teil einer, un-Trennzone zur Abtreibung von HF aus dem sau- ter Druck stehenden, vertikalen Trennzone eingcrelöslichen öl eingeführt wird, flüssiger Kohlen- führt und dort verdampft wird, dampfförmiger Kohwasserstoff in einem oberen Bereich diener lenwasserstoff in den unteren Bereich dieser Trenn-Trennzone als Rückflußmittel eingeführt wird, i₅ zone zur Abtreibung von HF aus dem säurelöslichen das säurelösliche öl vom Boden dieser Trenn- öl eingeführt wird, flüssiger Kohlenwasserstoff in. zone abgezogen und gereinigter HF vom Kopf einem oberen Bereich dieser Trennzone als Rückder Trennzone abgezogen wird, dadurch ge- flußmittel eingeführt wird, das säureiösliche Öl von kennzeichnet, daß man die Katalysator- Boden dieser Trennzone abgezogen und gereinigt! phase mit einer Temperatur von 135 bis 154° C, _ao HF vom Kopf der Trennzone abgezogen wird, d

   den Abtreibkohlenwasserstoff mit einer Tempe- · ■ ■ · ...... -i_n ,i:~ ^„.„l..