DE3318301A1 - METHOD FOR PRODUCING TERT.-BUTYL ALKYL ETHERS - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING TERT.-BUTYL ALKYL ETHERSInfo
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Description
B esch r e i bungDescription
Verfahren zur Herstellung von tert„-Butyl-alkylethernProcess for the preparation of tert -butyl-alkyl ethers
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 production of tert-butyl alkyl ethers, in particular for Production of tert-butyl methyl ether.
Es gibt zahlreiche Verfahren zur Herstellung von tert.-5 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 * erhaltenen Strom enthalten ist, mit einem Alkohol, vor-10 zugsweise Methanol oder Ethanol in Gegenwart eines sauren Ionenaustauscherharzes umgesetzt wird. Hierzu sei auf die IT-Patentschriften 1 012 686, 1 012 687 und 1 012 690 verwiesen.There are numerous processes for making tert-5 Butyl alkyl ethers, which are based on isobutene, which may be different in hydrocarbon streams Origin and in particular that from a steam cracking plant or plant for catalytic cracking * The stream obtained is contained with an alcohol, preferably methanol or ethanol in the presence of an acidic one Ion exchange resin is implemented. Please refer to IT patents 1 012 686, 1 012 687 and 1 012 690 referenced.
Die bekannten Verfahren ermöglichen eine nahezu voll-15 ständige Isobutenumwandlung; aber die übrigen Komponenten bleiben praktisch unverändert und können daher nicht unmittelbar weiterverwendet werden.The known methods allow an almost full-15 constant isobutene conversion; but the other components remain practically unchanged and can therefore cannot be used immediately.
* oder Anlage für die Dehydrierung von Isobutan* or plant for the dehydration of isobutane
lA-57 222lA-57 222
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Umwandlung eines Teils der Komponenten der als Ausgangsmaterial eingesetzten C.-Kohlenwasserstoffgemische, die nicht Isobuten sind, in tert.-Butyl-alkylether, zusammen mit dem ursprünglich im Speisestrom enthaltenen Isobuten. The method according to the invention enables the conversion some of the components of the C. hydrocarbon mixtures used as starting material that are not Isobutene are, in tert-butyl alkyl ether, together with the isobutene originally contained in the feed stream.
Das erfindungsgemäße Verfahren setzt sich aus folgenden Stufen zusamen:The method according to the invention consists of the following Levels together:
1.) Der C.-Kohlenwasserstoff-Speisestrom, 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 Ionenaustauscherharz besteht, vorzugsweise einem sulfonierten1.) The C. hydrocarbon feed stream, which is either is free or essentially free of butadiene, is used in a unit for the synthesis of tert-butyl alkyl ethers out, this synthesis unit is filled with a catalyst made of an acidic ion exchange resin consists, preferably a sulfonated one
15 Divinylbenzol-Styrolharz.15 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. 3.) Der tert.-Butyl-alkylether wird von den C.-Kohlenwasserstoffen mittels Destillation abgetrennt, entweder in der gleichen Reaktionszone oder in einer getrennten2.) The in the (under point 1.) named) C. hydrocarbon feed stream contained isobutene is fed into the synthesis unit with an aliphatic Reacted alcohol, wherein the molar ratio of alcohol to isobutene is 0.9 to 1.3 and the reaction product is a tert-butyl alkyl ether. 3.) The tert-butyl alkyl ether is derived from the C. hydrocarbons separated by distillation, either in the same reaction zone or in a separate one
2 5 Zone.2 5 zone.
4.) Der Rest des C .-Kohlenwasserstoffstrone wird in zwei oder drei Stufen bei einer Temperatur zwischen 50 und 1300C und bei einem Druck von 4 bis 26 bar unter Verwendung von 100 bis 220 Böden fraktioniert destilliert, um die gesättigten Kohlenwasserstoffe (Butan und Isobutan) von Buten-1 und Buten-2 abzutrennen.4.) The remainder of the C. Hydrocarbon streams is fractionally distilled in two or three stages at a temperature between 50 and 130 0 C and at a pressure of 4 to 26 bar using 100 to 220 trays to give the saturated hydrocarbons (butane and isobutane) to be separated from butene-1 and butene-2.
IA-57 222IA-57 222
5. Das Buten-1 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.5. The butene-1 and / or butene-2 and the not separated Saturated components of stage 4.) are fed into an isomerization stage in which the Butene-1 and / or butene-2 are partially rearranged into isobutene, so that one is independent of the starting material used olefin or mixture receives a hydrocarbon fraction which is essentially consists of 1-butene, 2-butene and isobutene, the 1-butene / 2-butene molar ratio being practically the thermodynamic Equilibrium corresponds, while the molar ratio isobutene / linear butenes in the range from 0.3 to 0.6 is located.
6.) Die Buten-1, Buten-2 und Isobuten enthaltende Kohlenwasserstoff-Fraktion nach Punkt 8.) wird von den6.) The hydrocarbon fraction containing butene-1, butene-2 and isobutene according to point 8.) is from the
15 schweren Produkten abgetrennt.15 heavy products separated.
7.) Die Kohlenwasserstoff-Fraktion, die Buten-1, Buten-2 und Isobuten und gegebenenfalls einen Teil der schweren/Produkte enthält, wird in die Syntheseeinheit für tert„-Butyl-alkylether eingespeist, entweder unmittelbar oder nach Vermischen mit dem C.-Kohlenwasserstoffstrom, der frei oder im -wesentlichen frei ist von Butadien. Der als Ausgangsmaterial eingesetzte C.-Kohlenwasserstoff strom enthält gegebenenfalls auch C,- und C,. -Komponenten.7.) The hydrocarbon fraction, the butene-1, butene-2 and isobutene and optionally part of the heavy / products, is in the synthesis unit for tert "-butyl alkyl ether" fed, either directly or after mixing with the C. hydrocarbon stream, which is free or essentially free of butadiene. The C. hydrocarbon used as the starting material electricity may also contain C, - and C ,. Components.
Das C.-Ausgangsgemisch umfaßt üblicherweise C^-Kohlenwasserstoffe, Isobutan, Isobuten, Buten-1, n-Butan( trans-Buten-2, cis-Buten-2 und C^-Kohlenwasserstoffe. Die C3- und C.-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 1-4 hydrocarbons, isobutane, isobutene, butene-1, n-butane ( trans-butene-2, cis-butene-2 and C 1-4 hydrocarbons. The C 3 and C hydrocarbons are present in small amounts; the proportions of the other components can vary within wide limits, depending on the origin of the mixture.
/* und gesättigten/ * and saturated
IA-57 222 - St - IA-57 222 - St -
Um ein konstantes Molverhältnis zwischen Buten-], 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-PSen 4 013 589 und 4 013 590 beschrieben.In order to maintain a constant molar ratio between butene-], butene-2 and isobutene is obtained isomerization carried out using a method as described in IT-PS 1 017 878, using a catalyst based on silica treated alumina, as in the US patents 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 procedure according to the present invention not only the production of pure tert-butyl alkyl ether but optionally also enables pure butene-1 or butene-2 to be obtained for purposes other than those described here can be used.
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 method according to the invention is therefore very adaptable and it has been found that even significant Changes in the isobutene content of the hydrocarbon stream fed into the synthesis unit or zone will not change the working conditions for this synthesis.
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 accompanying drawing.
In dieser bedeutet 1 das C.-Kohlenwasserstoff-Ausgangsgemisch, das frei oder praktisch frei ist von Butadien, 2 den Kohlenwasserstoffstrom aus dem Isomerisierungsreaktor 13, der Buten-1, Buten-2 und Isobuten sowie eine gewisse Menge gesättigter Kohlenwasserstoffe enthält; 3 die vereinigten Ströme 1 und 2; 4 die Syntheseeinheit für den tert.-Butyl-methylether (MTBE); 5 denIn this 1 means the C. hydrocarbon starting mixture, which is free or practically free of butadiene, 2 the hydrocarbon stream from the isomerization reactor 13, 1-butene, 2-butene and isobutene and a certain amount of saturated hydrocarbons contains; 3 the combined streams 1 and 2; 4 the synthesis unit for the tert-butyl methyl ether (MTBE); 5 den
» «Λ· «A ti »« Λ · «A ti
*«ß» * ■ * (t ♦ A* «Ss» * ■ * (t ♦ A
-fr ff* ι» 4 Φ Φ Φ « «* Mire »β «β-fr ff * ι »4 Φ Φ Φ «« * Mire »β« β
IA-57 222 - S - IA-57 222 - S -
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 den Abschnitt für die fraktionierte Destillation zur Gewinnung von gesättigten Kohlenwasserstoffen und Olefinen eingespeist wird; 9 die Destillationskolonne für die Abtrennung von Isobutan 10; 11 die Destillationskolonne für die Abtrennung von Buten-1 12; und 13 die Destillationskolonne für die Abtrennung von n-Butan 14 von dem Strom 15 aus eis- und trans-Buten-2.MTBE product stream; 6 the methanol stream going into the synthesis unit is fed in; 7 the C. hydrocarbon fraction, which is practically free from isobutene; 19 a possibly provided zone or unit for selective hydrogenation of residual butadiene and any acetylenic compounds present, 8 the hydrocarbon stream flowing into the section for fractional distillation for the recovery of saturated Hydrocarbons and olefins are fed; 9 the distillation column for the separation of Isobutane 10; 11 the distillation column for the separation of butene-1 12; and 13 the distillation column for the separation of n-butane 14 from stream 15 from cis- and trans-butene-2.
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 via line 17 to the isomerization reactor 16 or are discharged via line 18 with the required purity. 20 means the hydrogen flow.
Tabelle 1 erläutert beispielhaft einige experimentelle Arbeitsbedingungen zusammen mit den betreffenden 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 1 exemplifies some experimental working conditions together with the relevant results, which have been achieved with the aid of the method according to the invention, with reference to the drawing below Use of the unit 19 for the selective hydrogenation and the hydrogen stream 20, but without recirculation des butene-1 in the isomerization zone.
Kohlenwasser- ,
stoff-StromHydrocarbon,
substance electricity
C-J -Kohlenwasserstoffe C-J hydrocarbons
IsobutanIsobutane
IsobutenIsobutene
Buten-1Butene-1
I,3-ButadienI, 3-butadiene
n-Butann-butane
trans-Buten-2trans-butene-2
cis-Buten-2cis-butene-2
C„-Kohlenwasserstoffe C "hydrocarbons
Gesamttotal
kg/h 3ew.ikg / h 3ew.i
192192
504504
1552015520
1537415374
114114
10051005
32773277
20162016
3300233002
1 kg/h Gew.%1 kg / h wt.%
0,50.5
1,31.3
40,840.8
40,540.5
0,30.3
2,72.7
8>68 > 6
5,35.3
100.C100th C.
176 40176 40
2304 17Θ6 2304 17Θ6
208 2285 2128208 2285 2128
74.74.
90319031
1,91.9
0,4 25,4.0.4 25.4.
19,719.7
3,23.2
25,225.2
23,423.4
0,80.8
100.0100.0
1782417824
1716017160
4708347083
Gevi%Gevi%
0,80.8
.1I2 . 1 I 2
37,937.9
36,436.4
0,20.2
2,72.7
8,88.8
0,20.2
100,0100.0
8.8th.
kg/hkg / h
1414th
368368
544544
146146
1698816988
1460 5734 41441460 5734 4144
2939829398
Gevi.%Gevi.%
0,10.1
1,21.2
0,50.5
57,857.8
5,C5, C
19,519.5
14,114.1
100 j 0100 j 0
10 kg/hGew.%10 kg / h weight%
1414th
368 :. 516 30 3500368:. 516 30 3500
38 85 4738 85 47
45984598
0,30.3
11,211.2
0,7 76,10.7 76.1
0,80.8
1,91.9
100,0100.0
1212th
kg/hkg / h
Gew.iGew.i
0,20.2
0,90.9
98,698.6
0,30.3
100,0100.0
14 kg/h14 kg / h
2 6032 603
1181 542 168'1181 542 168 '
24962496
0,10.1
24,224.2
47,347.3
•21,7• 21.7
6,76.7
lOOjOlOOjO
1515th
kg/hkg / h
208 5107 3329208 5107 3329
92S292S2
Gew.?Weight?
0,10.1
2,22.2
55,255.2
12,512.5
100,0100.0
kg/hkg / h
2222nd
1Α-57 2221-57 222
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 des Buten-1 in die Isomerisierungszone.Table 2 explains by way of example some experimental working conditions and the corresponding results, which were achieved with the aid of the method according to the invention, again with reference to the drawing, however without the unit 19 for the selective hydrogenation, but with recycling of the butene-1 into the isomerization zone.
Kohlenwasserstoff-Strom Hydrocarbon stream
C, -Kohlenwasser-C, hydrocarbon
stoffe
Isobutanfabrics
Isobutane
Isobuten
Buten-1
n-Butan
trans-Buten-2Isobutene
Butene-1
n-butane
trans-butene-2
cis-Buten-2cis-butene-2
C -Kohlenwasserstoffe C -hydrocarbons
Gesamttotal
kg/hkg / h
161161
422422
1299812998
1207612076
342342
27442744
i 1688i 1688
Gew.1 Weight 1
0,50.5
1J3 1 J 3
41,041.0
40,640.6
2,72.7
Θ.6Θ.6
5,35.3
3173131731
(100,C(100, c
4 kg/h 1 6Θ94 kg / h 1 6Θ9
279 9023 6994279 9023 6994
785 Θ951 8335785 Θ951 8335
290290
Gew.%Weight%
2,02.0
0,80.8
25,525.5
19,819.8
2,22.2
25,325.3
23,623.6
0.80.8
3534635346
10.0 j 010.0 y 0
Gew.Weight
1,31.3
32,832.8
29,629.6
2.42.4
17,417.4
15,015.0
0,40.4
100,0100.0
kg/h 850kg / h 850
701701
227227
1967119671
16271627
1189411894
1002310023
4499344993
Gew.%Weight%
1,91.9
1,61.6
0,50.5
43,743.7
3,63.6
26,426.4
22,322.3
100,0100.0
1010
kg/hkg / h
850 588850 588
38 326238 3262
63 177 11363 177 113
50915091
Gew.%Weight%
16,716.7
11.611.6
0,70.7
64,164.1
1I2 1 I 2
3,53.5
2,22.2
1212th
kg/hkg / h
113113
185185
1566G1566G
5353
100,0100.0
Gew.%Weight%
0,70.7
.1,2.1,2
97,897.8
0.30.3
16017 100,016017 100.0
14
kg/h Jew.514th
kg / h each 5
36753675
19,819.8
30,3.30.3.
46,746.7
3,13.1
100,0100.0
1515th
kg/h Gew.?!kg / h weight?!
1515th
400400
0,10.1
2,02.0
10000 j 49,5 10000 j 49.5
97959795
20210 hoo.o20210 hoo.o
43,443.4
NJ N) MNJ N) M
2121
kg/hkg / h
113 185113 185
15681 Λ5315681 Λ53
10000 979510000 9795
5ew.%5 weight%
0,30.3
;0,5; 0.5
43,343.3
1,31.3
27,627.6
27;027 ; 0
3622736227
100,0100.0
PATENTANWÄLTE. ..» «,.·...· \.β1 PATENT LAWYERS. .. »«,. · ... · \. β1
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZWUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ
EURO PEAN PATENT ATTORNEYSEURO PEAN PATENT ATTORNEYS
331830331830
lA-57 222lA-57 222
Anm.: Snamprogetti S.p.A. D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSENote: Snamprogetti S.p.A. D-8000 MUNICH SCHWEIGERSTRASSE
TEtEFON: (c§9) 66 2O JI TELEGRAMM: PROTECTPATENTPHONE: (c§9) 66 2O JI TELEGRAM: PROTECT PATENT
TELEX: 524070TELEX: 524070
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1 2 31 2 3
4 5 6 7 84 5 6 7 8
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 C.-Kohlenwasserstoff-Ausgangsgemisch C.-Strom aus Isomerisierungsreaktor10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 C. starting hydrocarbon mixture C. Stream from isomerization reactor
aus 1 und 2 vereinigter C.-Strom, in die Syntheseeinheit MTBE-Syntheseeinheit
MTBE-Produktstrom
CH,OH in die Syntheseeinheit C.-Strom ohne IsobutenC. stream combined from 1 and 2, into the synthesis unit MTBE synthesis unit MTBE product stream
CH, OH in the synthesis unit C. stream without isobutene
C.-Strom ohne Isobuten nach selektiver HydrierungC. stream without isobutene after selective hydrogenation
Fraktionierkolonne für IsobutenFractionating column for isobutene
IsobutenstromIsobutene stream
Fraktionierkolonne für Buten-1Fractionation column for butene-1
Buten-1-strom Fraktionierkolonne für n-Butan1-butene stream fractionation column for n-butane
n-Butan-strom Buten-2-strom (eis u. trans) Isomerisierungsreaktor Buten-1-strom zum Isomerisierungsreaktorn-butane stream butene-2 stream (ice and trans) isomerization reactor 1-butene stream to the isomerization reactor
Buten-1-Austrag Reaktor für selektive Hydrierung1-butene discharge reactor for selective hydrogenation
H2-Strom C.-Strom in den IsomerisierungsreaktorH 2 flow C. flow into the isomerization reactor
72277227
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