DE2547380C2 - - Google Patents
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- C07C41/01—Preparation of ethers
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
unsymmetrischen Äthern, indem man einen einwertigen aliphatischen
Alkohol mit 1 bis 3 C-Atomen mit Isobutylen,
Isoamylen oder Isohexylen in Gegenwart eines Ionenaustauschharzes
als Katalysator umsetzt, das Reaktionsgemisch
mit Wasser in Kontakt bringt und danach die wäßrige, den
Alkohol enthaltende Phase von der den Äther enthaltenden
nicht wäßrigen Phase trennt und aus der nichtwäßrigen Phase
den Äther isoliert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung von unsymmetrischen Äthern zu schaffen,
bei welchem die Äther in hohen Ausbeuten und in hohem Reinheitsgrad
anfallen. Das Verfahren soll sich einfacher durchführen
lassen als die bekannten.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man den Produktstrom, der
in Gegenwart von inertem Kohlenwasserstoff mit 3 bis 4 C-Atomen
hergestellt wurde, in Gegenwart des inerten Kohlenwasserstoffs mit Wasser wäscht.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird als erster Reaktant ein einwertiger aliphatischer
Alkohol eingesetzt, nämlich Methanol, Äthanol,
n-Propanol, iso-Propanol, bevorzugt Methanol.
Der zweite Reaktant ist ein aliphatisches Monoolefin, nämlich
Isobutylen, Isoamylen oder Isohexylen. Bevorzugt wird Isobutylen
eingesetzt.
Der zweite Reaktant, ebenso wie die anderen Komponenten
des Systems, braucht nicht rein zu sein. Als zweiter Reaktant
geeignet ist z. B. das Isobutylen eines in einer Raffinerie
anfallenden und mit C₄-Strom bezeichneten Stroms, der etwa
folgende Zusammensetzung haben kann:
Komponente | |
% | |
Isobutan | |
40.5 | |
Isobutylen | 10.0 |
1-Buten | 7.8 |
2-Butene (cis-trans) | 12.1 |
Sonstige | 29.6 |
Insgesamt | 100 |
Wie aus der Tabelle ersichtlich, enthält ein solcher Strom
Komponenten, die Reaktanten sind (z. B. Isobutylen), und
Komponenten, die inert sind (z. B. Isobutan). In diesem Fall
werden die inerten Materialien aus dem Endprodukt durch
Strippen entfernt.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung werden 10-50 Teile,
vorzugsweise 12-20 Teile, z. B. 15 Teile des einwertigen,
aliphatischen Alkohols als erster Reaktant, vorzugsweise
wasserfreies Methanol, bei der Verätherung eingesetzt.
Der zweite Reaktant, vorzugsweise Isobuten, wird
in Mengen von 10-60 Teilen, vorzugsweise 10-40 Teilen, z. B.
12 Teilen zusammen mit 50-1000 Teilen, vorzugsweise 100-500 Teilen,
z. B. Teilen inerte Kohlenwasserstoffe eingesetzt.
Das Molverhältnis von erstem Reaktanten zu zweitem Reaktanten
beträgt mindestens 0.8. Es ist jedoch gefunden worden, daß
das Verfahren mit größerem Vorteil arbeitet, wenn das Verhältnis
über 1 liegt und vorzugsweise 1,2-4,0, insbesondere
2,0, beträgt. Die Anwesenheit eines Überschusses an erstem
Reaktanten, z. B. Methanol, erleichtert die Reinigung der
gewünschten unsymmetrischen Äther.
Der Beschickungsstrom der Verätherungsstufe enthält gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung inerten
Kohlenwasserstoff mit 3-4 C-Atomen, vorzugsweise 4 C-Atomen.
Vorzugsweise wird er zusammen mit dem bevorzugten Isobutylen
eingeführt. Eine solche Beschickung kann ein C₄-Strom sein,
wie der weiter vorn als C₄-Strom bezeichnete, der im
wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen mit 4 C-Atomen besteht.
Der inerte Kohlenwasserstoff wird, gleichgültig ob er dem
zweiten Reaktanten zugemischt ist oder getrennt zugeführt
wird, wie oben angegeben eingesetzt.
Die Verätherung wird in Gegenwart eines Ionenaustauscherharzes
als Verätherungskatalysator vorgenommen.
Solche Katalysatoren sind z. B. die Reaktionsprodukte von
Phenol-Formaldehyd-Harzen und Schwefelsäure wie Amberlite
IR-1®, Amerlite IR-100® und Nalcite MX®. Geeignet
sind auch die sulfonierten harzhaltigen Polymeren von Cumaroninden
und Furfural, sulfonierte Polymerisate von Cumaroninden
mit Cyclopentadien und Furfural, und sulfonierte
Polymerisate von Cyclopentadien mit Furfural.
Die bevorzugten Ionenaustauschharze sind stark-saure Ionenaustauscher,
die im wesentlichen aus sulfonierten Polystyrolharzen
bestehen, z. B. eine mit Divinylbenzol vernetzte Poly
styrol-Matrix, der 0,5-20%, vorzugsweise 4-16% Divinylbenzol
einpolymerisiert sind, und die kernständige Sulfonsäuregruppen
trägt. Diese Harze sind im Handel unter verschiedenen
Warenzeichennamen wie Dowex 50®, Nalcite HCR®
und Amberlyst 15® erhältlich. Die Handelsprodukte
haben einen Lösungsmittelgehalt von etwa 50% und können
in dieser Form eingesetzt werden oder nachdem das Lösungsmittel
entfernt worden ist, die Partikelgröße der Harze
liegt beispielsweise zwischen 2,000 und 0,297 mm.
Die Reaktion kann entweder in einem mit Rührer versehenen
Sumpfreaktor oder ein einem kontinuierlich durchströmten
Festbettreaktor durchgeführt werden. Die Katalysatorkonzentration
muß hoch genug sein, damit der gewünschte katalytische
Effekt eintritt. Im allgemeinen liegt die Katalysatorkonzentration
(bezogen auf das Trockengewicht des Katalysators)
zwischen 0,1 und 10, vorzugsweise 0,2-5 Gew.-% des
Reaktorinhalts.
Man kann für die Verätherung den ersten Reaktanten, den
zweiten Reaktanten und den inerten Kohlenwasserstoff zusammengeben.
Während der Reaktion wird der gewünschte Äther, durch
Umsetzung z. B. von Methanol mit Isobuten zum Methyl-tert-
butyläther, gebildet.
Während der Verätherung kann die Temperatur 38-150°C, vorzugsweise
65-121°C, z. B. 93°C betragen; es kann ein Druck im
Bereich von 4,4-52,7 bar, (3,5-52,7 atü), vorzugsweise 4,4-35,3 bar (3,5-35 atü), z. B.
von 21,7 bar (21,1 atü) angewandt werden.
Der Rohproduktstrom enthält etwa 5-50 Teile, vorzugsweise
15-25 Teile, beispielsweise etwa 18 Teile des gewünschten
Äthers, 0,1-4 Teile, vorzugsweise 0,5 Teile des zweiten
Reaktanten und 1-40 Teile, vorzugsweise 2-20 Teile, beispielsweise
8,5 Teile des Alkohols und 50-
1000 Teile, vorzugsweise 100-500 Teile, z. B. 100 Teile des
inerten Kohlenwasserstoffs, vorzugsweise eines C₄-Kohlenwasser
stoffs.
Der Rohproduktstrom wird auf 88-27°C, vorzugsweise 71-32°C,
z. B. 49°C gekühlt und direkt durch eine Kontaktzone geführt,
in welcher er mit 7-119, vorzugsweise 27-67, z. B. 50 Teilen
Wasser bei 15,6-38°C, vorzugsweise 27-32°C, z. B.
29°C, vermischt wird. Vorzugsweise wird das Wasser von oben
nach unten und der Produktstrom von unten nach oben durch ein Bett
aus inertem Füllmaterial, in welchem der Kontakt stattfindet, ge
leitet.
Während des Inkontaktbringens wird ein wäßriger Extrakt in
einer Menge von 30-120 Teilen, vorzugsweise 10-70 Teilen,
beispielsweise 58 Teilen gebildet, der 1-20 Teile, vorzugsweise
3-10 Teile, beispielsweise 8 Teile des
Alkohols, z. B. Methanol, enthält. Das Raffinat
enthält praktisch keinen Alkohol (keinen
ersten Reaktanten) 0-10 Teile, vorzugsweise 0-5 Teile,
z. B. 0,5 Teile des zweiten Reaktanten, 5-50 Teile, vorzugsweise
10-30 Teile, z. B. 18 Teile des Produkt-Äthers
und 5-1000 Teile, vorzugsweise 100-500 Teile, z. B. 100 Teile
des inerten Kohlenwasserstoffs.
Die Anwesenheit des inerten Kohlenwasserstoffs während des
Inkontaktbringens der organischen Phase, zu der der Kohlenwasserstoff
gehört, mit Wasser hält den Produkt-Äther in
der organischen Phase gelöst. Wenn kein Kohlenwasserstoff
vorhanden wäre, würde ein erheblicher Anteil des Äthers
in die wäßrige Phase extrahiert und ginge dem System verloren
(oder es müßte besonders aufgearbeitet und destilliert
werden, um den Äther zu gewinnen).
Dies gestattet eine wirksame Abtrennung und gibt größere
Ätherausbeuten bei weniger Bearbeitung als es z. B. bei dem
in der US-PS 37 26 942 beschriebenen Verfahren der Fall ist,
wo der Produktstrom, von dem die inerten Kohlenwasserstoffe
abgetrennt worden sind, mit Wasser gewaschen wird.
Vorzugsweise wird das Inkontaktbringen so vorgenommen, daß
die Raumströmungsgeschwindigkeit des Wassers zwischen 1-10,
vorzugsweise 1,5-5, z. B. und die Raumströmungsgeschwindigkeit
des den Äther enthaltenden Stroms 1-10, vorzugsweise
1,5-5, z. B. 3, beträgt. Es ist gefunden worden, daß
bei dem Inkontaktbringen das Gewichtsverhältnis von Wasser zu
ätherhaltigem Strom 0,5-0,01, vorzugsweise 0,3-0,05, z. B.
0,1, ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält
der kohlenwasserstoffhaltige Ätherstrom, der aus dem oberen
Teil der Kontaktzone als Raffinat abgezogen wird,
5-50 Teile, vorzugsweise 10-30 Teile, z. B. 18 Teile,
Produktäther, 50-1000 Teile, vorzugsweise 100-500 Teile,
z. B. 100 Teile inerten Kohlenwasserstoffs und praktisch kein
Wasser.
Das entwässerte Raffinat wird dann in eine Fraktionierkolonne
geleitet, wo es bei 32-93°C, vorzugsweise 38-71,
z. B. 60°C, und 7.2-20.3 bar (6,33-19,7 atü), vorzugsweise 7.9-14.8 bar (7,03-14,1 atü),
z. B. 7.9 bar (7,03 atü) destilliert wird. Das Überkopfprodukt enthält
95-100 Teile, vorzugsweise über 99 Teile inerten Kohlenwasserstoff,
der kondensiert und zurückgeführt wird.
Der Sumpf enthält 5-50 Teile, vorzugsweise 10-30 Teile,
z. B. 18 Teile weitgehend reinen Äthers (bei 52-57°C, vorzugsweise
52-54°C, z. B. 53°C).
Der wäßrige Extrakt von der Verätherung bei 15-65,6°C,
vorzugsweise 27-49°C, z. B. 32°C, wird auf 65-93°C, vorzugsweise
68-82°C, z. B. 71°C, erhitzt und zur Destillationsstufe
geleitet. Dieser Strom enthält beispielsweise 25-90 Teile,
vorzugsweise 40-70 Teile, z. B. 50 Teile Wasser, 0-10 Teile,
vorzugsweise 2-8 Teile, z. B. 8 Teile Methanol,
0,001-1 Teile, vorzugsweise 0,01-0,2 Teile, z. B. 0,1 Teil
Produktäther und 0-5 Teile inerten Kohlenwasserstoffs, z. B.
Butane und Butene.
Der Extrakt passiert dann die Methanol-Rückgewinnungsstufe
bei 15-65°Cm vorzugsweise 27-49°C, z. B. 32°C. Der Sumpf,
der aus der Methanol-Rückgewinnungsstufe bei 65-93°C, vorzugsweise
68-88°C, z. B. 71°C und 2,03-2,73 bar (1,05-1,76 atü) gewonnen
werden, schließen 25-90 Teile, vorzugsweise 40-70 Teile,
z. B. 49 Teile praktisch reinen Wassers ein. Dieses Wasser
wird mit der erforderlichen Menge frischen Wassers zur Kontaktstufe
zurückgeführt. Abhängig vom Gehalt an z. B. Methanol
des Extraktstroms, der in die Methanol-Rückgewinnungsstufe
eintritt, kann mindestens ein Teil des Extraktstroms
die Methanol-Rückgewinnungsstufe umgehen und direkt zur
Kontaktstufe geleitet oder wahlweise mit dem Sumpfstrom
der Methanolgewinnungsstufe vereint werden.
Das Überkopfprodukt der Methanol-Rückgewinnungsstufe
(Methanolturm), das bei 60-71°C, vorzugsweise 63-68°C,
z. B. 64°C erhalten worden ist, enthält 0,5-5 Teile, vorzugsweise
1-3 Teile, z. B. 1 Teil Wasser und 1-40 Teile,
vorzugsweise 2-20 Teile, z. B. 8 Teile Methanol
neben kleinen Mengen Äther. Dieser feuchte Methanol wird
dann in einer weiteren Stufe einer ternären azeotropen
Destillation unterworfen. Der Rückstand, der von der ternären
azeotropen Destillation bei 54-65,5°C, vorzugsweise
57-60°C, z. B. 58°C gewonnen wird, enthält 1-40 Teile,
vorzugsweise 2-20 Teile, z. B. 8 Teile Methanol, welcher
weniger als etwa 0,1% Wasser enthält; dieser Strom wird
zusammen mit aufgearbeitetem und frischem Methanol zur Ver
ätherungsstufe zurückgeführt. Wenn das Überkopfprodukt von
der Methanolrückgewinnung weniger als etwa 0,2% Wasser enthält,
wird mindestens ein Teil davon nicht zur ternären
azeotropen Destillation geführt, sondern direkt in die Verätherungsstufe
zurückgeleitet, wobei der Gesamtstrom so
kontrolliert wird, daß der Wassergehalt des Verätherungsreaktionsgemisches
unter 0,1% liegt.
Das Überkopfprodukt der azeotropen Destillation enthält
Äther (Produktäther) neben Methanol und Wasser. Um hohe Ausbeuten
an Äther zu gewinnen, wird dieser Strom gewonnen und
vorzugsweise zur Verätherungszone oder zur Wasserwäsche zu
rückgeführt.
Es ist ein besonderes Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung,
daß es gestattet, hohe Ausbeuten an dem gewünschten
Äther zu erhalten. Das ist möglich, weil inerter Kohlenwasserstoff,
vorzugsweise ein C₄-Kohlenwasserstoff während
der Verätherung und der Wasserwäsche anwesend ist; dies
führt zu größeren Ausbeuten und besserer Extraktion als
bei den bekannten Verfahren, z. B. dem in der US-PS 37 26 492
beschriebenen, wo der inerte C₄-Strom vor der Wasser
wäsche gestrippt wird.
Dadurch, daß der gewünschte hochsiedende Äther nur einmal
destilliert werden braucht und nicht mehrmals, wie dies
bei den bekannten Verfahren der Fall ist, werden hohe Ausbeuten
erhalten und es findet nur geringe oder keine Zersetzung
des Äthers statt.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen weiter erläutert,
in welchen alle Teile Gewichtsteile bedeuten, wenn
nicht besonders angegeben.
Das Verfahren kann nach der Technik wie durch das Fließschema
angedeutet, das in der hier beigefügten Figur gezeigt
ist, ausgeführt werden. Wie der Fachmann ohne weiteres erkennt,
sind in der Figur Vorrichtungen und Teile von Vorrichtungen,
wie Pumpen, Erhitzer, Kondensatoren und Vorratstanks
der Einfachheit halber weggelassen.
7260 Teile trockenes Methanol wurden zusammen mit 7240 Teilen
Methanol aus Leitung 12 durch Leitung 10 eingeführt.
Die insgesamt 14 500 Teile wurden durch Leitung 11 in das
Reaktionsgefäß 13 geführt. Durch Leitung 14 wurde frischer
Kohlenwasserstoff nachstehender Zusammensetzung ebenfalls
in das Reaktionsgefäß 13 eingeleitet.
Der Kohlenwasserstoffstrom enthielt also 12 700 Teile Isobuten
und 106 300 Teile inerten C₄-Kohlenwasserstoffs,
der praktisch nicht an der Verätherung teilnimmt und der
n-Butan, cis- und trans-Buten-2, Buten-1 und Isobutan enthielt.
Das Molverhältnis von Methanol in Leitung 11 zu
Isobuten in Leitung 14 betrug etwa 2. Die Ströme in den
Leitungen 11 und 14 wurden in flüssiger Phase in das Reaktionsgefäß
13 eingeleitet. Das Reaktionsgefäß 13 enthielt
ein Katalysatorbett 15, welches mit 6350 Teilen Katalysator
einer Teilchengröße von 0,84 mm-0,297 mm
gefüllt war. Der Katalysator war ein festes Ionenaustauscherharz,
nämlich ein mit Divinylbenzol vernetztes sulfoniertes
Polystyrol in der Wasserstofform. Dieser Katalysator
hatte eine Kationenaustauscherkapazität von etwa
4,8 Milliäquivalent/g.
Während die Reaktanten das Katalysatorbett 15 von oben nach unten
mit einer vorausberechneten Raumgeschwindigkeit von
2 (Gewicht Flüssigkeit, bezogen auf das eingesetzte Isobuten,
pro Gewicht Katalysator pro Stunde) durchfließen, wurde der
Katalysator auf 21,7 bar (21.1 atü) und 93,3°C gehalten.
Während des Durchgangs durch das Katalysatorbett reagierte
der Methanol mit dem Isobuten unter Bildung eines Reaktionsgemisches,
das den gewünschten Methyl-tert-butyläther enthielt.
Der Isobutenumsatz lag über 97%, es wurden keine
Isobuten-Polymeren festgestellt, und das Buten-1, das cis-
und trans-Buten-2, das Isobutan und das n-Butan durchliefen
das Reaktionsgefäß als inerte Kohlenwasserstoffe.
Der Produktstrom in Leitung 16 hatte folgende Zusammensetzung:
Komponente | |
Teile | |
Methanol | |
7.250 | |
Isobuten | 380 |
inerte Kohlenwasserstoffe | 106.300 |
Produkt-Äther | 19.570 |
133.500 |
Dieser Strom von etwa 93°C wurde auf 43°C (in einem nicht
gezeigten Wärmeaustauscher) abgekühlt und zum Kontaktturm 17
geleitet, welcher mit einem Bett 18 von inertem Füllmaterial
versehen war. Die Flüssigkeit in Leitung 16 durchlief den
Turm 17 von unten nach oben. Durch Leitung 19 wurde frisches
Wasser, durch Leitung 20 rückgeführtes Wasser zugeführt, so
daß beide Ströme in Leitung 21 einen wäßrigen Extraktionsmediumstrom
von 10 900 Teilen bei 30,6°C bildeten.
In der Kontaktzone 18 im Füllturm 17 bildet der Kohlenwasserstoff
(d. h. der Strom aus Leitung 16) eine kontinuierliche
Phase, während die wäßrige Phase aus Leitung 20 die diskontinuierliche
Phase ist. Der Druck im Turm 17 betrug 7,9 bar (7,03 atü),
was ausreicht, den Kohlenwasserstoff und das wäßrige
Extraktionsmedium in der flüssigen Phase zu halten. Die
Raumströmungsgeschwindigkeit des Wassers betrug 3 und die des
Kohlenwasserstoffstroms im Turm 17 ebenfalls 3.
Wenn die Ströme den Turm 17 durchlaufen, extrahiert das wäßrige
Extraktionsmedium den Methanol aus dem Strom, der von
Leitung 16 kommt. In dem Turm bildete sich (i) ein wäßriger
Extrakt, der etwa 10 900 Teilen Produktäther enthielt und (ii)
ein nicht-wäßriges Raffinat, das etwa 19 550 Teile des gewünschten
Methyl-tert.-Butyläther, 106 300 Teile inerten
Kohlenwasserstoffs und 50 Teile Wasser enthielt. Das Wasser
wurde durch Leitung 22 bei 32,2°C abgezogen und in eine
Fraktionierkolonne 26 geleitet.
Das nicht-wäßrige Raffinat durchläuft die Leitung 22 zum
Fraktionierturm 26 bei 60°C und einem Druck von 7,9 bar (7,03 atü).
Das Überkopfprodukt, das bei 54,4°C durch Leitung 27 gewonnen
wurde, enthielt 106 650 Teile, die folgende Zusammensetzung
hatten:
Komponente | |
Mol-% | |
Butan | |
67,4 | |
Buten-2 | 19,9 |
Buten-1 | 11,9 |
Isobuten | 0,3 |
Wasser | Spuren |
Methanol | Spuren |
Der Sumpf, der durch Leitung 28 zurückgewonnen wurde, enthielt
19 400 Teile des gewünschten Methyl-ter.-butyläthers
eines Reinheitsgrades von 99%, dessen Analysendaten nachstehend
wiedergegeben sind:
Komponente | |
Mol-% | |
Leichtes Material | |
Spuren | |
Produkt-Äther | 99% |
Diisobutylen | 0,7 |
Methanol | Spuren |
nicht Identifiziertes | 0,3 |
Wasser | 55 ppm |
Der wäßrige Extrakt wurde aus dem Turm 17 durch Leitung 29
abgezogen. Dieser Strom von 32,2°C und 7,9 bar (7,03 atü) enthielt
folgende Bestandteile:
Komponente | |
Teile | |
Wasser | |
10 900 | |
Methanol | 7 250 |
Produkt-Äther | ca.20 |
Inerte Kohlenwasserstoffe | keine |
Dieser wäßrige Extrakt, der sowohl unumgesetztes Methanol,
als auch Spuren von Äther enthielt, wurde über die Leitungen
29 und 32 zu einem Fraktionierturm 33 geführt.
Der Strom in Leitung 32 wurde dem Turm 33 bei einer Temperatur
von 68,6°C und einem Druck von 2.25 bar (1,27 atü) zugeführt.
Der Sumpf, der durch die Sumpf- und Rückführ-Leitung 20
bei 65,6°C abgezogen wurde, enthielt 10 870 Teile Wasser,
die durch Leitung 20 zum Kontaktturm 17 zurückgeführt wurden.
Durch Leitung 34 kann Leitung 20 Wasser zugeführt oder aus
ihr Wasser abgezogen werden. Wenn gewünscht, kann ein Teil
der Flüssigkeit aus Leitung 32 abgezweigt und direkt über
Leitung 25 der Leitung 20 zugeführt werden. Die jeweilige
Menge flüssiges Methanol, die von der Methanol-Rückgewinnungsstufe
33 abgezweigt wird, hängt von verschiedenen Faktoren
ab; es liegt aber auf der Hand, daß das Wasser in
Leitung 29 im Kontaktturm 17 verwendet werden kann, wenn
es nur kleine Mengen Methanol enthält. Dementsprechend bewirkt
der Methanolrückgewinnungsturm 33 vorzugsweise eine rohe
Abtrennung von Methanol bis zu dem Punkt, an dem das zurückgewonnene
Methanol weitgehend der Menge entspricht, die für
das Rückführen zum Reaktionsgefäß 13 durch Leitung 12 erforderlich
ist.
Das Überkopfprodukt des Turms 33, das bei 64,2°C in einer
Menge von 7300 Teilen gewonnen wurde, enthielt 7250 Teile
Methanol, 30 Teile Wasser und 20 Teile Äther. Dieser Strom
durchlief die Methanol-Überkopf-Leitung 36 und gelangte
durch Leitung 37 zum Turm 38, in dem es mit einer Temperatur
von 60,0°C und einem Druck von 2.1 bar (1,12 atü) eintrat. Ein Teil
des Methanols in Leitung 36 kann vor dem Turm 38 abgezweigt
und über Leitung 39 direkt zur Leitung 12 geführt werden.
Durch die Aufstellung des Turmes 38 wird sichergestellt, daß
ein Methanol hohen Reinheitsgrades in das Reaktionsgefäß
13 zurückgeführt wird; und durch Rückführung des Überkopfproduktes
zum Turm 17 wird eine hohe Ätherrückgewinnung be
wirkt.
Der Turm 38 gibt bei 52,2°C 150 Teile Überkopfprodukt an
Leitung 40 ab, wobei das Überkopfprodukt 10 Teile Methanol,
30 Teile Wasser und 20 Teile Äther enthält.
Dieser Strom wird durch Leitung 40 zum Kontaktturm 17 über
die Leitungen 20 und 21 zurückgeführt. Der Sumpf aus Turm
38, der 7240 Teile Methanol enthielt, wurde mit einer
Temperatur von 64,9°C über Leitung 41 zurückgewonnen, die
vorzugsweise in die Leitung 12 führt. Methanol kann dem
System durch Leitung 42 zugeführt oder aus ihm abgezogen
werden.
Das typische System, an dem diese Ausführungsform der Erfindung
gezeigt wurde, ermöglicht es, Äther eines Reinheitsgrades
von 99% oder darüber in einer Ausbeute von 97%,
bezogen auf den Isobutengehalt des eingesetzten Kohlenwasserstoffs,
zu erhalten. Bestimmte Leitungen in der Figur sind
gekennzeichnet worden, um die wichtigsten Komponenten, die
durch diese Leitungen strömen, anzuzeigen.
Es ist jedoch zu bemerken, daß diese Leitungen auch größere
oder kleinere Mengen anderer Komponenten enthalten können.
So kann z. B. in Leitung 20, die mit "W" gekennzeichnet ist,
um anzuzeigen, daß durch sie Wasser fließt, auch methanolhaltiges
Wasser fließen.
Mit diesem Beispiel I vergleichbare Ergebnisse können auch
erhalten werden, wenn die nachstehend aufgeführten Ausgangssubstanzen
verwendet werden:
Die Wirksamkeit der Wasserwäsche des Äthers in Gegenwart
inerten Kohlenwasserstoffs, wie unumgesetzter Komponenten
des eingesetzten Gemisches aus Butan und Buten kann aus den
folgenden Vergleichsbeispielen ersehen werden.
Im Beispiel 6 enthielt die Beschickung des Reaktionsgefäßes
Methanol und reines Isobutylen. In Beispiel 7 enthielt
die Beschickung die gleiche Menge Methanol. Es wurde
auch die gleiche Menge Isobuten zugeführt, wie in Beispiel 6,
aber im Beispiel 7 in Form des auch bei Beispiel 1
benutzten C₄-Stroms, so daß C₄-Kohlenwasserstoffe, einschließlich
Butane und n-Butene anwesend waren. Die Produkte, die
das Verätherungsgefäß verließen und zur Kontaktstufe (in der
sie mit Wasser in Kontakt gebracht werden) sind in der
folgenden Tabelle bezüglich ihrer Zusammensetzung wieder
gegeben.
Aus den vorstehenden Beispielen ist zu ersehen,
daß in der erhaltenen Ätherschicht des Vergleichsbeispiels 6
3,3% Methanol enthalten sind, was nicht erwünscht
ist. Im Beispiel 7 wird dagegen eine Ätherschicht gewonnen,
die weniger als 0,1% Methanol enthält. Daraus ist zu ersehen,
daß das erfindungsgemäße Beispiel 7 33mal (d. h.
3,3/0,1) besser arbeitet als das Vergleichsbeispiel. Die
Anwesenheit von Methanol im Äther, der z. B. einem Kraftstoff
zugesetzt werden soll, ist unerwünscht. Wenn der
Kraftstoff z. B. bei den Tankstellen in Tanks gelagert wird,
führt das in den Tanks vorhandene Wasser dazu, daß das
Methanol extrahiert wird.
Diese beiden Vorteile sowie die Tatsache, daß das erfindungsgemäße
Verfahren Ätherausbeuten ermöglicht, die nahezu dem
theoretischen Wert entsprechen, machen das Verfahren außerordentlich
wirtschaftlich und fortschrittlich.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von unsymmetrischen Äthern,
indem man einen einwertigen aliphatischen Alkohol mit
1 bis 3 C-Atomen mit Isobutylen, Isamylen oder Isohexylen
in Gegenwart eines Ionenaustauscherharzes als
Katalysator umsetzt, das Reaktionsgemisch mit Wasser
in Kontakt bringt und danach die wäßrige, den Alkohol
enthaltene Phase von der den Äther enthaltenden nicht-wäßrigen
Phase trennt und aus der nicht-wäßrigen Phase
den Äther isoliert,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Produktstrom, der in Gegenwart von inertem
Kohlenwasserstoff mit 3 bis 4 C-Atomen hergestellt wurde, in Gegenwart dieses inerten Kohlenwasserstoffs mit Wasser
wäscht.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Produktstrom der Umsetzung eines
isobutylen-haltigen C₄-Stroms mit Methanol wäscht.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US52897074A | 1974-12-02 | 1974-12-02 |
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