FI60698B - Foerfarande foer alkylering av isobutan med en propen/butenblandning - Google Patents

Description

M (11)KUU,LUTUSJULKA,SU /: n/: Q a

Ma l J ' ' UTLÄGGN I NGSSKRIFT OU 0 7 O

C ^jjPatentti myönnetty 10 03 1982 Patent acddelat ^ T ^ (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 C 0? C 2/62 SUOMI —FINLAND (21) FWmlh.k.mui-FWttn.dknln* 21+26/7¾ (22) Htkamitpllvi — Aittöfcnlnftdtg 15.08.7¾ (23) Alkupllvt—GHtlghuttdag 15.08.7¾ (41) Tulkit JulklMkil — Bllvlt offantllg 16.02.76

Patentti- ia rekisterihallitus ............. . . .

_ ' (44) Nlhavikslpanen ja kuuljulkalsun pvm. —

Patent-och registerstyrelsen An»ek»n utlagd och utl.*krift#n publkarad 30.11.8l (32)(33)(31) Pyydetty «uolkou» — Bagtrd prloritat (71) Universal Oil Products Company, Ten UOP Plaza-Algonquin & Mt. Prospect Roads, Des Plaines, Illinois 600l6, USA(US) 1 (72) Robert Francis Anderson, La Grange Park, Illinois, USA(US) (7¾) Berggren Oy Ab (5¾) Menetelmä isobutaanin alkyloimiseksi propeeni/buteeniseoksella - Förfarande för alkylering av isobutan med en propen/butenblandning Tämä keksintö koskee menetelmää isobutaanin alkyloimiseksi propeeni-buteeni-seoksella käyttäen fluorivetyalkylointikatalyyttiä. Kysymyksessä on siis myös parannettu alkylointimenetelmä hiilivety-moottoripolttoaineen komponenttien aikaansaamiseksi.

Isoparafiinisten hiilivetyjen kuten isobutaanin, isopentaanin yms. alkylointi olefiinisilla hiilivedyillä, kuten propyleenillä, buty-leeneillä, amyleeneillä ja olefiinimaisesti toimivilla yhdisteillä, kuten C^-C^-alkyylihalideilla käyttäen katalyyttinä fluorivetyä, on hyvin tunnettu kaupallisesti tärkeänä menetelmänä bensiinin kiehu-misalueen hiilivetyjen valmistamiseksi. C^-C^g-hiilivetyjä, joita normaalisti tuotetaan isoparafiinien olefiinialkylointireaktiolla, nimitetään "alkylaatiksi". Alkylaatti on erityisen käyttökelpoista moottoripolttoaineen sekoitusaineena johtuen sen korkeasta moottori- ja tutkimusoktaaniluvusta. Sitä voidaan käyttää parantamaan bensiiniläh-teiden kokonaisoktaanilukua uudenaikaisten autonmoottoreiden vaatimusten täyttämiseksi. Korkeaoktaaniset alkylaattipolttoainekompo-nentit ovat erityisen merkityksellisiä valmistettaessa laadultaan 2 60698 riittävän hyvää moottoripolttoainetta, kun ei haluta käyttää alkyyli-lyijy-yhdisteitä moottoripolttoaineessa oktaanivaatimusten täyttämiseen. Jatkuva tavoite alkylointialalla on saada fluorivedyllä katalysoitu alkylointiprosessi taloudellisemmaksi kuin tavanomaiset alkylointiprosessit ja kyetä aikaansaamaan alkylaattituotetta, jonka moottori- ja tutkimusoktaaniluvut ovat korkeammat kuin mikä on mahdollista tavanomaisia prosesseja käyttämällä.

Yleensä kaupallisissa isoparafiinien olefiinialkylointiprosesseissa käytetään isobutaania isoparafiinireagenssina ja propyleenia, butylee-neja, amyleeneja, tai niiden seoksia olefiinisesti toimivana aineena. Isobutaani ja olefiini saatetaan tyypillisesti kosketukseen fluori-vetykatalyytin kanssa alkylointireaktorissa ja sekoitetaan emulsion tai alkylointireaktioseoksen muodostamiseksi. Kun isobutaanin ja ole-fiinin välinen alkylointireaktio on mennyt oleellisesti loppuun, hiilivetyjen ja katalyytin muodostama reaktioseos poistetaan reaktorista ja annetaan kerrostua toisiinsa sekoittumattomien hiilivety- ja katalyyttifaasien erottamiseksi. Näin erotettu fluorivetykatalvvtti- faasi palautetaan reaktoriin uutta katalyyttistä käyttöä varten. Ker-rostustoimenpiteellä tuotettua hiilivetvfaasia -käsitellään edelleen, normaalisti jakotislaamalla a]kylaattituott.een talteenottamiseksi ja muuttumattoman isobutaanin erottamiseksi käytettäväksi myöhemmin alkylointireaktorissa, palauttamalla se jakotislausvaiheesta.

On havaittu tarpeelliseksi ylläpitää reaktorin lämpötilaa, katalyytin ja panostettujen hiilivetyjen suhteellisia määriä, katalyytin voimakkuutta ja muita käsittelyolosuhteita kapeilla alueilla korkealuokkaisen alkylaattituotteen aikaansaamiseksi. Isobutaanin ja olefiinin välinen moolisuhde n. 10:1 tai sen yli alkylointireaktoriin menevässä hiilivetysyötössä on eräs välttämätön ehto korkeaoktaanisen alkylaa-tin muodostamiselle fluorivedyllä katalysoidussa alkyloinnissa. Isobutaanin ja olefiinin välinen moolisuhde alkylointireaktoriin menevässä hiilivetysyötössä tunnetaan totunnaisesti nimellä "ulkoinen" isobutaani /olef iini -mooli suhde. Ulkoinen isobutaani/olefiini-moolisuhde on erotettava isobutaanin ja olefiinin välisestä moolisuhteesta alky-lointireaktioseoksessa, joka on muodostunut alkylointireaktorissa ja josta suhteesta käytetään totunnaisesti nimitystä "sisäinen" isoparaf iini/olefiini-moolisuhde. Alkylointiprosesseissa, joissa käytetään fluorivetykatalyyttiä, alkylaattituotteen laatu paranee oleellisesti nostamalla ulkoista isobutaani/olefiini-moolisuhdetta, mutta ei parane nostettaessa sisäistä isobutaani/olefiini-moolisuhdetta.

3 60698

Toisin sanoen vain isobutaanin ja olefiinin välisellä suhteella alky-lointireaktoriin menevässä hiilivetysyötössä on merkitystä korkeaoktaanisen tuotteen aikaansaamisessa fluorivetyprosesseissa, eikä alky-lointireaktorissa olevan reaktioseoksen sisältämän isobutaanin väkevyydellä. Päinvastainen pätee rikkihappoalkyloinnissa, jossa alky-laattituotteen laatu paranee nostettaessa sisäistä isobutaani/defiini-moolisuhdetta, so. alkylointireaktorissa olevan reaktioseoksen sisältämän isobutaanin suuremmalla väkevyydellä. Fluorivedyllä katalysoiduissa alkylointiprosesseissa on havaittu toivottavaksi käyttää niin suurta isobutaani/olefiini-moolisuhdetta kuin on taloudellisesti mahdollista reaktoriin menevässä hiilivetysyötössä, sillä alkylaatti-tuotteen laatu paranee tällöin. Tästä parannuksesta on esimerkkinä alkylaattituotteen parantunut oktaaniluku, kun käytetään suurempaa ulkoista isobutaani/olefiini-moolisuhdetta. Niinpä totunnaisissa prosesseissa on hyvin huomattava osa isobutaanista välttämätöntä johtaa reagoimattomana reaktorin läpi ja se on palautettava reaktoriin sen jälkeen, kun kerrostuslaitteessa tuotettu hiilivetyfaasi on jakotislattu. Tämä kerrostetun hiilivetyfaasin jakotislaus suoritetaan ylimääräisen reagoimattoman isobutaanin erottamiseksi korkeammalla kiehuvasta alkylaattituotteesta. Suuria määriä isobutaania on näin ollen johdettava reagoimattomana alkylointireaktorin ja kerros-timen läpi ja erotettava alkylaattituotteesta jakotislaamalla totunnaisessa fluorivetyalkylointiprosessissa. Tämä vaadittu jakotislaus-vaihe tekee välttämättömäksi käyttää kapasiteetiltaan suurta jako-tislauslaitteistoa, jolla on suuri energian kulutus, isobutaanin höyrystämiseksi ja sen erottamiseksi raskaammasta alkylaatista.

Alalla on aikaisemmin yritetty vähentää suuren isobutaanivaatimuksen aiheuttamaa ongelmaa esimerkiksi kierrättämällä fluorivetykatalyytin, isobutaanin ja reaktiotuotteiden emulsiota (alkylointireaktioseos) jatkuvasti alkylointireaktorin läpi yrityksenä käyttää hyödyksi reak-tioseokseen sisältyvä isobutaani tarvittavan ylimääräisen isobutaanin aikaansaamiseen osittain. Tämä suurennetun isobutaani/olefiini-moolisuhteen menetelmä oli havaittu hyödylliseksi rikkihapolla katalysoiduissa alkylointiprosesseissa, sillä alkylaattituotteen laatu paranee rikkihappoprosesseissa, kun sisäistä isobutaani/olefiini-mooli-suhdetta nostetaan suurentamalla isoparafiinin väkevyyttä alkylointireaktorissa olevassa reaktioseoksessa. Tässä varhaisessa fluorivety-alkylointiprosessin vaiheessa emulsio poistettiin alkylointireakto-rista ja panostettiin takaisin reaktoriin yhdessä tuoreen olefiinin ja tuoreen ja kierrätetyn isoparafiinin kanssa. Emulsion kierrätys- 11 60698 systeemin muunnelma toteutettiin johtamalla fluorivetykatalyytin, isoparafiinin ja reaktiotuotteiden muodostama reaktioseosemulsio ensimmäisestä alkylointivyöhykkeestä toiseen alkylointivyöhykkeeseen, jossa emulsio saatettiin kosketukseen tuoreen olefiinisyötön kanssa ja tapahtui lisäalkylointi. Nämä varhaiset yritykset saada aikaan suuri sisäinen isoparafiini/olefiini-moolisuhde alkylointireaktorissa prosessikaavioilla, jotka olivat analogisia rikkihappoalkyloinnissa käytettyjen kanssa, eivät onnistuneet saamaan aikaan mitään alkylaatutuotteen laadun paranemista fluorivedyllä katalysoiduissa prosesseissa ja ne on yleensä hylätty kaupallisissa prosesseissa. On havaittu, että alkylaattituotteen laatu fluorivedyllä katalysoidussa alkyloin-nissa paranee vain, kun ulkoista isobutaani/olefiini-moolisuhdetta nostetaan ja että tuotteen laatu ei parane nostamalla sisäistä isobutaani/olef iini-moolisuhdetta. Menestykselliseen fluorivedyllä katalysoidun alkylointiprosessin käyttöön tarvittavien olosuhteiden ei näin ollen ole havaittu olevan tässä suhteessa analogisia niiden olosuhteiden kanssa, joita vaaditaan rikkihappoalkylointiprosessin menestykselliseen käyttöön. Merkittäviä kustannuksia ja vaikeuksia kohdataan yhä tämän vuoksi kaupallisissa fluorivedyllä katalysoiduissa prosesseissa yritettäessä saada aikaan vaadittava ulkoinen isobutaani/ olefiini-moolisuhde alkylointireaktoriin menevässä hiilivetysyötössä. Vaadittava suuri ulkoinen isobutaani/olefiini-moolisuhde, jota käytetään totunnaisissa prosesseissa, tekee välttämättömäksi ylisuurten iso-butaanimäärien läpiajon, erottamisen ja kierrätyksen totunnaisessa alkylointisysteemissä. Tämä ongelma vähenee oleellisesti tämän keksinnön prosessilla.

Alalla on aikaisemmin yritetty käyttää useita alkylointireaktoreita useista eri syistä, muttei koskaan suuremman isoparafiini/olefiini-moolisuhteen saamiseen alkylointireaktoriin menevään syöttöön sillä tavoin kuin tässä keksinnössä esitetään. Esimerkiksi amerikkalaisessa patentissa 2 256 880 esitetään useiden reaktoreiden ja kerros-timien käyttöä rikkihapolla katalysoidussa isoparafiinin olefiineil-la tapahtuvassa alkylointiprosessissa. Kunkin reaktorin kerrostin-systeemistä talteen saadut keriostuneet hiilivetyfaasit saatetaan tasapainotislaukseen peräkkäisten vaiheiden välissä isoparafiini-höyryn erottamiseksi korkeammalla kiehuvasta alkylointireaktiotuot-teesta, joka jää nesteeksi tasapainoerotuksessa. Höyrystynyt iso-parafiini jäähdytetään ja palautetaan sitten takaisin. Osa nestemäisestä alkylointireaktiotuotteesta voidaan johtaa seuraavaan vaihee- 5 60698 seen, mutta ainakin osa nesteestä, joka jää jäljelle vaiheiden välisen tasapainotislauksen jälkeen, johdetaan suoraan jakotislaukseen tuotteen talteenottamiseksi. Alkylointireaktiotuotteiden kerääntymisen välttämistä reaktoreihin ja äärimmäisen pienten isoparafiini/ olefiini-moolisuhteiden käyttöä alkylointireaktiovyöhykkeessä esitetään myös yllä mainitussa patentissa päinvastoin kuin tämän keksinnön prosessissa käytetyissä menettelyissä, joissa käytetään fluorivetykata-lyyttiä. Amerikkalaisessa patentissa 2 820 073 esitetään myös useiden alkylointireaktoreiden ja kerrostimien käyttöä isoparafiinien olefiinialkyloinnissa, mutta siinä käytetään jakotislauslaitteita jokaisen peräkkäisen vaiheen välillä reagoimattoman isoparafiinin erottamiseksi alkylointireaktiotuotteesta kerrostetussa hiilivetyfaa-sissa. Näin erotettu isoparafiini otetaan talteen höyrynä, jäähdytetään ja johdetaan seuraavaan vaiheeseen. Reaktiotuote otetaan talteen. Amerikkalaisessa patentissa 3 007 983 esitetään kahden reaktorin ja kerrostimen käyttöä isoparafiinien olefiinialkyloinnissa. Kustakin vaiheesta talteenotetulle kerrostetulle hiilivetyfaasille suoritetaan tasapainotislaus isoparafiinin erottamiseksi höyrynä korkeammalla kiehuvista alkylointireaktiotuotteesta, joka pysyy nesteenä. Isoparafiinihöyry jäähdytetään ja johdetaan seuraavaan vaiheeseen. Alkylointireaktiotuote otetaan talteen nesteenä. Viimemainitun patentin opetukset suuntautuvat etupäässä itsejäähdytykseen rikkihappoalky-loinnissa. Amerikkalaisessa patentissa 3 236 912 esitetään isobutaa-nin alkylointia propyleenillä ja butyleenillä yhden reaktorin ja kerrostimen systeemissä yhden alkylointireaktiotuotteen valmistamiseksi ja etyleenin alkylointia isobutaanilla toisessa reaktori-kerrostin-systeemissä toisen alkylointireaktiotuotteen valmistamiseksi. Ety-leenireagenssi johdetaan ensimmäisen reaktori-kerrostinsysteemin läpi sekoitettuna propyleeniin, butyleeneihin ja isobutaaniin, mutta sen ei anneta reagoida ensimmäisessä systeemissä. Kun halutaan saada talteen ensimmäinen ja toinen alkylointireaktiotuote seoksena, kerrostettu hiilivetyfaasi, joka sisältää reagoimattoman etyleenin, otetaan talteen ensimmäisestä reaktori-kerrostinsysteemistä ja johdetaan suoraan toiseen reaktori-kerrostinsysteemiin, jossa kerrostetussa hiilivetyfaasissa olevan etyleenin annetaan reagoida isobutaanin kanssa. Saattaa olla mahdollista johtaa etyleeni ensimmäisen reaktori-kerrostinsysteemin läpi ilman etyleenin alkylointireaktiota, sillä etyleeniä ei saada reagoimaan isoparafiinin kanssa alkylointireaktiotuotteen muodostamiseksi käyttämällä fluorivety- tai rikkihappokata-lyyttiä. On selvää, että jos etyleeni voisi reagoida muodostaen 6 6 0 6 9 8 alkylaattia totunnaisissa propyleeni- tai butyleenialkylointiolo-suhteissa, etyleeni reagoisi ensimmäisessä reaktori-kerrostinsys-teemissä. Kun etyleeni saatetaan kosketukseen fluorivetykatalyytin kanssa propyleeni- ja butyleenialkylointiolosuhteissa, se muodostaa stabiilia etyylifluoridia, joka on inertti alkylointireaktiolle.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä isobutaanin alkyloimiseksi propeeni-buteeni-seoksella käyttäen fluorivetyalky-lointikatalyyttiä.

Toisena tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan fluorivedyllä katalysoitu alkylointimenetelmä, jolla tuotetaan alkylaattituotetta, jolla on erinomainen laatu ja käyttökelpoisuus moottoripolttoaineen sekoituskomponenttina.

Tämän keksinnön tarkoituksena on edelleen saada aikaan taloudellinen menetelmä ulkoisen isoparafiini/olefiini-moolisuhteen nostamiseksi fluorivedyllä katalysoidussa isoparafiinien olefiinialkylointipro-sessissa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on edelleen saada aikaan fluorivedyllä katalysoitu isoparafiinien olefiinialkylointiprosessi, jossa on pienentynyt jakotislaustarve alkylaattituotteen erottamiseksi reagoimattomasta isoparafiinista, joka on määrä palauttaa alkylointireaktoriin.

Tämä keksintö koskee siis menetelmää alkylointireaktiotuotteen tuottamiseksi isoparafiinista ja mono-olefiinista, joka valitaan pro-pyleenistä ja butyleeneistä, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: (a) sekoitetaan osa propeerii/buteeni-seoksesta isobutaanin kanssa ja saatetaan saatu hiilivetyseos kosketukseen fluorivetyalkylointi-katalyyttifaasin kanssa ensimmäisessä alkylointireaktiovyöhykkeessä fluorivetyalkylointiolosuhteissa alkylointireaktioseoksen muodostamiseksi; (b) poistetaan alkylointireaktioseos ensimmäisestä alkylointire-aktiovyöhykkeestä, kerrostetaan reaktioseos kerrostuneen hiilivety-faasin ja fluorivetykatalyyttifaasin aikaansaamiseksi ja palautetaan katalyyttifaasi ensimmäiseen alkylointireaktiovyöhykkeeseen; (c) sekoitetaan toinen osa propeeni/buteeni-seoksesta määrässä, joka on noin 10-1000 mooli-$ ensimmäisestä propeeni/buteeni-osasta ainakin osaan kohdassa (b) saatua kerrostunutta hiilivetyfaasia 7 60698 ja saatetaan näin saatu toinen hiilivetyseos kosketuksiin toisen kohdassa (a) mainitun kanssa identtisen fluorivetykatalyyttifaa-sin kanssa toisessa alkylointireaktiovyöhykkeessä olennaisen samoissa alkylointiolosuhteissa kuin kohdassa (a) toisen alkylointi-reaktioseoksen muodostamiseksi; (d) poistetaan toinen alkylointireaktioseos toisesta alkylointi-reaktiovyöhykkeestä, kerrostetaan toinen reaktioseos toisen kerrostuneen hiilivetyfaasin ja toisen fluorivetykatalyyttifaasin aikaansaamiseksi ja palautetaan toinen katalyyttifaasi toiseen a]ky-lointireaktiovyöhykkeeseen; ja (e) jakotislataan toinen kerrostunut hiilivetyfaasi korkeammalla kiehuvan tuotevirran ja alempana kiehuvan isobutaanivirran aikaansaamiseksi., palautetaan isobutaanivirta ensimmäiseen alkylointire-aktiovyöhykkeeseen ja otetaan alkylointireaktiotuote talteen tuote-virrasta.

Tämän keksinnön prosessin tärkeämpiä etuja alan aikaisempiin alky-lointiprosesseihin verrattuna ovat ne edut, jotka johtuvat tarvittavan isobutaanin kokonaismäärän oleellisesta pienenemisestä verrattuna prosessissa käytetyn olefiinireagenssin määrään. Johtamalla kaikki isobutaani, mutta vain osa olefiinista seoksena ensimmäiseen alkylointireaktoriin tarvitaan oleellisesti pienempi määrä isobutaa-nia ensimmäisessä fluorivedyllä katalysoidussa alkylointireaktiossa riittävän ulkoisen isobutaani mooliylimäärän aikaansaamiseen suhteessa käytetyn olefiinin määrään. Ensimmäisestä kerrostimesta talteenotettu, kerrostettu hiilivetyfaasi sekoitetaan sitten olefiinisyötön toiseen erään toisen hiilivetyreaktorin syötön muodostamiseksi, joka syötetään toiseen alkylointireaktoriin ja saatetaan kosketukseen toisen fluorivetykatalyyttifaasin kanssa, jolloin sama suhteellisen pieni määrä isobutaania käytetään halutun isobutaanin ulkoisen mooliylimäärän aikaansaamiseen sekä ensimmäisessä että toisessa vastaaviin alkylointireaktoreihin menevässä hiilivetysyötössä. Toisesta kerrostimesta talteenotettu kerrostettu hiilivetyfaasi jakotislataan sitten reagoimattoman isobutaanin erottamiseksi ja palauttamiseksi ensimmäiseen reaktoriin ja halutun alkylointireaktiotuotteen talteen-ottamiseksi. Se isobutaanin määrä, joka on näin erotettava jakotis-laamalla ja palautettava takaisin, on oleellisesti pienempi kuin se, joka tavataan totunnaisissa fluorivedyllä katalysoiduissa isobutaanin olefiinialkylointiprosesseissa, joissa käytetään samaa ulkoista iso-butaani/olefiini-moolisuhdetta. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää totunnaista määrää isobutaania ensimmäiseen alkylointireaktoriin me- 8 60698 nevässä syötössä, jolloin saadaan oktaaniluvultaan korkeampi alky-laattituote kuin totunnaisissa alkylointiprosesseissa. Tämän keksinnön menetelmässä ensimmäisestä reaktorikerrostinsysteemistä talteen-otettuun koko kerrostettuun hiilivetyfaasiin sisältyvä reagoimaton isoparafiini sekoitetaan olefiinisen syöttöraaka-aineen toiseen erään suuren ulkoisen isobutaani/olefiini-moolisuhteen aikaansaamiseksi toiseen alkylointireaktoriin menevään hiilivetysyöttöön. Tämä toinen hiilivetysyöttö saatetaan sitten kosketukseen toisen fluori-vetykatalyyttifaasin kanssa toisessa reaktorissa. Kun olefiinisyötön toinen erä sekoitetaan ensimmäiseen kerrostettuun hiilivetyfaasiin toisen reaktorin ulkopuolella ja saatu olefiinisen syöttöraaka-aineen ja kerrostetun hiilivetyfaasin seos syötetään sitten toiseen reaktoriin, tehokas ulkoinen isoparafiini/olefiini-moolisuhde kasvaa oleellisesti saaden aikaan toisesta reaktorista tulevan, laadultaan paremman alkylaattituotteen. Sitä vastoin alan aikaisemmissa menetelmissä, joissa isobutaania sekoitettuna fluorivetykatalyyttiin käytetään syöttönä useisiin alkylointivyöhykkeisiin, ei onnistuta aikaansaamaan isobutaania, joka toimii tuottaen suuren ulkoisen isoparafiini/ olefiini-moolisuhteen reaktorin syöttöön, mikä johtaa huonolaatuiseen alkylaattituotteeseen.

Muut tämän keksinnön tarkoitukset, toteutusmuodot ja edut käyvät ilmi alaan perehtyneille seuraavasta piirroksen selityksestä ja keksinnön yksityiskohtaisesta kuvauksesta.

Liitteenä oleva piirros 1 on kaavamainen kuvaus tämän keksinnön prosessin suositeltavasta toteutusmuodosta. Esitetyssä toteutusmuodossa alkyloitava hiilivety on siis isobutaani ja olefiininen syöttö-raaka-aine on propyleenin ja butyleenien seos.

Piirrokseen viitaten tavanomaista olefiinialkylointisyöttö-raaka-ainetta syötetään jakuvasti putken 1 kautta nopeudella n. 300 mol/h propyleeniä ja 300 mol/h butyleenejä yhdessä pienempien määrien kanssa muita hiilivetyjä, joita tavanomaisesti on mukana kaupallisessa olefiinisyöttöraaka-aineessa, mutta jotka eivät ole tarpeen prosessin toiminnan kannalta, käsittäen 120 mol/h isobutaania, 35 mol/h n-butaania ja 70 mol/h propaania. Putkessa 1 oleva jatkuvasti syötetty olefiininen syöttöraaka-aine jaetaan kahdeksi tilavuudeltaan yhtä suureksi virraksi, jotka johdetaan putkiin 2 ja 3. Olefiinisen syöttöraaka-aineen kaksi erää johdetaan putkiin 2 ja 3, molempiin nopeudella 150 mol/h propyleeniä, 150 mol/h butyleenejä, 60 mol/h isobutaania, 17,5 mol/h 9 60698 n-butaania ja 35 mol/h propaania. Tavanomaista muualta peräisin olevaa täydennysisobutaania johdetaan prosessiin putken 4 kautta, syötetään putkeen 2 ja sekoitetaan siinä olevaan olefiinisyöttöraaka-aineen erään. Täydennysisobutaanivirtaa johdetaan putken 4 kautta nopeudella 500 mol/h isobutaania yhdessä tavanomaisten tarpeettomien määrien kanssa ei-reagoivia hiilivetyjä, jotka käsittävät n. 15 mol/h n-butaania ja n. 10 mol/h propaania. Keskenään sekoitettu täydennysisobutaa-ni ja osa olefiinisyötöstä jatkavat putken 2 läpi. Putkesta 24 tuleva palautettu isobutaani johdetaan putkeen 2 ja sekoitetaan sen sisältöön. Palautettua isobutaania johdetaan putkeen 2 nopeudella 3550 mol/h isobutaania yhdessä tietyn määrän kanssa muuta ei-reagoivaa hiilivetypalautetta, joka on seurausta epätarkasta jakotislauksesta ja käsittää 525 mol/h n-butaania ja 225 mol/h propaania. Reaktoriin 5 menevä kokonaishiilivetysyöttö sisältää näin ollen 150 mol/h propy-leeniä, 150 mol/h butyleenejä, 4110 mol/h isobutaania sekä ei-reagoivia hiilivetyjä, joihin kuuluu 270 mol/h propaania ja 557,5 mol/h n-butaania. Ulkoinen isobutaani/olefiini-moolisuhde reaktoriin 5 menevässä syötössä on näin ollen 13,7. Yhdistetty syöttö johdetaan putken 2 kautta reaktoriin 5 ja siihen sekoitetaan totunnaista fluori-vetyalkylointikatalyyttiä reaktioseoksen muodostamiseksi. Fluori-vetyalkylointikatalyytti syötetään reaktoriin 5 putken 10 kautta. Katalyytti sisältää n. 85 paino-# happoa, alle 1 paino-# vettä loppuosan muodostuessa totunnaisesta orgaanisesta laimentimesta. Reaktorissa 5 ylläpidettyihin fluorivetyalkylointiolosuhteisiin kuuluu n. 32-37°C:n lämpötila ja paine, joka riittää pitämään hiilivedyt ja katalyytin nestefaasissa. Käytetään katalyytti/hiilivety-tilavuus-suhdetta n. 1:1-2:1. Alkylointireaktiossa syntynyt lämpö poistetaan käyttämällä reaktorissa 5 epäsuoraa lämmönvaihtoa. Jäähdytysvettä syötetään putken 6 kautta reaktoriin 5 ja johdetaan epäsuoraan läm-mönvaihtoon reaktioseoksen kanssa. Käytetty jäähdytysvesi poistetaan putken 7 kautta. Noin 0,1-5 minuutin kosketusajan jälkeen reaktorissa 5 oleva reaktioseos poistetaan ja johdetaan putken 8 kautta kerros-timeen 9. Reaktioseoksen annetaan seistä sekoittamatta kerrostimessa 9, jolloin fluorivetykatalyytti muodostaa raskaamman faasin ja reaktioseoksen hiilivetykomponentit muodostavat kevyemmän kerrostuneen hiilivetyfaasin. Katalyyttifaasi poistetaan kerrostimen 9 pohjalta putken 10 kautta ja johdetaan takaisin reaktoriin 5 uutta katalyyttistä käyttöä varten. Reaktorissa 5 käytetyn katalyytin regenerointi voidaan toteuttaa johtamalla katalyytistä sivuvirta putkesta 10 tavanomaiseen regenerointilaitteeseen. Viitaten jälleen kerrostimeen 9 10 60698 ensimmäinen siinä muodostunut, kerrostunut hiilivetyfaasi poistetaan kerrostimen 9 yläpäästä putken 11 kautta, johdetaan putkeen 3 ja sekoitetaan siinä olevaan olefiinisyötön toiseen osaan. Ensimmäinen kerrostunut hiilivetyfaasi, joka johdetaan putken 11 kautta, sisältää n. 3800 mol/h isobutaania, ei oleellisesti lainkaan olefiineja, 557»5 mol/h n-butaania, 280 mol/h propaania ja 300 mol/h alkylaattia. Putkesta 3 reaktoriin 12 tuleva yhdistetty hiilivetysyöttö sisältää n. 3860 mol/h isobutaania, 150 mol/h propyleeniä, 150 mol/h butylee-nejä, 575 mol/h n-butaania, 315 mol/h propaania ja 300 mol/h alkylaattia. Reaktoriin 12 menevän hiilivetysyötön ulkoinen isobutaani/olefii-ni-moolisuhde on näin ollen n. 13:1. Reaktorissa 12 käytetyt reaktio-olosuhteet ovat samanlaiset kuin reaktorissa 5 käytetyt, so. lämpötila n. 32-37°C» happo/hiilivety-tilavuussuhde n. 1:1-2:1 ja paine riittävä reaktioseoksen komponenttien pitämiseksi nestefaasissa. Fluori-vetykatalyytti, joka sisältää n. 85 paino-# happoa, alle n. 1 paino-# vettä lopun muodostuessa orgaanisesta laimentimesta, syötetään reaktoriin 12 putken 19 kautta ja sekoitetaan perusteellisesti putkesta 3 tulevaan hiilivetysyöttöön toisen reaktioseoksen muodostamiseksi. Jäähdytysvettä syötetään putken 13 kautta ja se johdetaan epäsuoraan lämmönvaihtoon reaktorissa 12 olevan reaktioseoksen kanssa. Käytetty jäähdytysvesi poistetaan putken 19 kautta. Noin 0,1-5 minuutin kos-ketusajan jälkeen reaktioseos poistetaan reaktorista 12 ja johdetaan putken 15 kautta reaktioliotuslaitteeseen 16. Katalyytin, reagenssien ja reaktiotuotteiden muodostamaa reaktioseosta pidetään reaktioliotus-laitteessa 16 n. 10 minuutin kosketusaika oleellisesti samassa lämpötilassa ja paineessa kuin reaktorissa 12 käytetään. Reaktioseos poistetaan sitten ja johdetaan putken 17 kautta kerrostimeen 18. Reaktioseoksen annetaan seistä sekoittamatta kerrostimessa 18 katalyytin ja hiilivetyjen erottumisen helpottamiseksi erillisiksi faaseiksi. Raskaampi katalyyttifaasi poistetaan kerrostimen 18 pohjalta putken 19 kautta ja palautetaan reaktoriin 12 kuvattua uutta katalyyttistä käyttöä varten. Osa putkessa 19 olevasta katalyytistä voidaan johtaa tavanomaiseen regenerointiprosessiin mikäli halutaan. Toinen kerrostunut hiilivetyfaasi, poistetaan kerrostimesta 18 ja johdetaan putken 20 kautta isobutaanistripperiin 21 nopeudella n. 325 mol/h propaania, 3550 mol/h isobutaania, 575 mol/h n-butaania ja 600 mol/h alkylaattia (C^ + hiilivedyt). Isobutaanistripperissä 21 toinen kerrostunut hiilivetyfaasi jakotislataan kevyemmän isobutaanipalautevirran ja raskaamman alkylaattituotevirran erottamiseksi toisistaan. Isobutaanistripperissä 21 suoritetussa tavanomaisessa jakotislausprosessissa 11 60698 voidaan käyttää tavanomaista apulaitteistoa, joka ei ole näkyvissä, kuten välipohjia, pohjakiehuttimia, palautusjäähdyttimiä jne, jotka kaikki tunnetaan alalla. Alkylaattituote poistetaan pohjatuotteena isobutaanistripperistä 21 putken 22 kautta, johdetaan ulos prosessista ja otetaan talteen moottoripolttoaineena tai muihin haluttuihin käyttötarkoituksiin nopeudella 600 mol/h. Normaalibutaani, esitetyn toteutusmuodon prosessin sivutuote, poistetaan sivuvirtana putken 23 kautta nopeudella 50 mol/h. Tavanomaista isobutaanipalautetta poistetaan sivuvirtana isobutaanistripperin 21 korkeammalta pohjalta putken 24 kautta. Isobutaanipalautevirta johdetaan isobutaanistripperistä 21 putken 24 kautta nopeudella 3320 mol/h isobutaania, 500 mol/h n-butaania ja 225 mol/h propaania. Putkessa 24 oleva isobutaanipalautevirta johdetaan putkeen 2 yllä kuvatulla tavalla. Ylävirta poistetaan isobutaanistripperistä 21 ja johdetaan putken 25 kautta tavanomaiseen propaanin poistolaitteeseen 26. Ylävirta johdetaan isosfcripperistä 21 nopeudella 100 mol/h propaania, 230 mol/h isobutaania ja 25 mol/h n-butaania. Propaanin poistolaitteessa 26 putkesta 25 tuleva syöttö jakotislataan propaanin erottamiseksi isobutaanista ja n-butaanista. Isobutaania ja n-butaania poistetaan nopeudella 230 mol/h isobutaania ja 25 mol/h n-butaania pohjatuotteena ja johdetaan putken 27 kautta putkeen 24 käytettäväksi isobutaanipalautevirrassa. Propaania, johon on sekoitettuna jonkin verran fluorivetyä,poistetaan ylävirtana putken 28 kautta nopeudella 100 mol/h propaania ja johdetaan putken 28 kautta putkeen 29 sekoitettuna putkesta 36 tulevaan fluorivetyyn. Putkessa 29 oleva propaanin ja fluorivedyn seos johdetaan jäähdyttimeen 30 ja jäähdytetään propaanin ja hapon nesteyttä-miseksi. Nesteytetty propaani ja fluorivety johdetaan sitten putken 31 kautta kerrostimeen 32. Suurin osa kerrostimeen 32 johdetusta fluorivedystä erottuu suhteellisen puhtaan hapon muodostamana raskaana faasina ja se poistetaan putken 33 kautta. Tämä suhteellisen väkevä happo voidaan johtaa takaisin putkissa 10 ja 19 oleviin katalyytin palautevirtoihin tavanomaisin laittein, joita ei esitetä. Kerrostimessa 32 oleva nesteytetty propaanifaasi poistetaan ja johdetaan putken 34 kautta fluorivetystripperiin 35, jossa propaani jako-tislataan kaiken jäljellä olevan hapon erottamiseksi siitä. Happo poistetaan ylävirtana putken 36 kautta, johdetaan takaisin putkeen 29 ja käsitellään yllä kuvatulla tavalla. Propaani poistetaan sivutuotteena fluorivetystripperin 35 pohjalta putken 37 kautta nopeudella 100 mol/h. Tiettyjä tavanomaisia laitteita ja toimenpiteitä, jotka ovat välttämättömiä edellä kuvatun toteutusmuodon toiminnalle, on 12 60698 jätetty pois piirroksesta ja sen kuvauksesta kuten pumppuja, venttiilejä, välipohjakeittimiä jne. Tällaisten tavanomaisten nimikkeiden käyttö ja sijoittelu on itsestään selvää alaan perehtyneille. Edellä oleva selostus kuvaa eräitä tämän keksinnön etuja toteutettuna fluorivedyllä katalysoidussa isoparafiinin olefiinialkyloin-tiprosessissa. Esimerkiksi hiilivetyjä syötetään reaktoriin 5 ja 12 suurilla, n. 13:1 olevilla ulkoisilla isobutaani/olefiini-moolisuhteilla, jotka ovat tarpeen riittävän hyvälaatuisen alky-laatin tuottamiseksi. Kuitenkin jakotislausvaatimusten isobutaani-stripperissä 21 tarvitsee olla vain riittäviä erottamaan isobutaa-nia määrän, joka vastaa isobutaani/olefiini-kokonaismoolisuhdet-ta alle 7:1. Tuotettu alkylaatti on laadultaan yhtä hyvää tai parempaa kuin alkylaatti, joka on tuotettu tavanomaisissa alky-lointiprosesseissa käyttäen tavanomaista ulkoista isobutaani/ olefiini-moolisuhdetta 12:1, samalla kun jakotislausvaatimukset pienenevät oleellisesti, mikä merkitsee säästöä pääoma- ja käyttökustannuksissa. Sitä vastoin alkylaatti, joka on tuotettu tavanomaisessa fluorivedyllä katalysoidussa alkylointiprosessissa käyttäen isobutaani/olefiini-kokonaismoolisuhdetta 7:1, olisi laadultaan huonoa eikä kelpaisi sekoitusraaka-aineena alhaisten ben-siinilähdekomponenttien jalostamiseen halutulle oktaanitasolle.

Tavanomaiset isobutaanialkylointisyöttöraaka-aineet ovat sopivia käytettäviksi tässä prosessissa. Tällaiset tavanomaiset täyden-nysisobutaanisyöttöraaka-aineet voivat sisältää joitakin ei-reagoivia hiilivetyjä kuten normaaliparafiineja, Esimerkiksi tavanomainen kaupallinen isobutaanialkylointisyöttöraaka-aine sisältää yleensä n. 95 paino-% isobutaania, 4 paino-$ n-butaania ja 1 paino-% propaania.

Tavanomainen propeeni/buteeni-raaka-aineseos, joka on erityisen suositeltava käytettäväksi tässä prosessissa, voi olla peräisin maaöljyn jalostusoperaatioista, kuten katalyyttisestä krakkauk-sesta ja ne voivat tämän vuoksi sisältää huomattavia määriä tyydytettyjä hiilivetyjä, kevyempiä ja raskaampia olefiineja jne.

13 60698 Tässä prosessissa käytetyt fluorivetykatalyytit ovat alalla hyvin tunnettuja. Yleensä fluorivetyalkylointikatalyytti sisältää n.

75 paino-# tai enemmän titrattavaa happoa, n. 5 paino-# tai vähemmän vettä lopun ollessa orgaanista laimenninta. Tällainen alkylointikatalyytti sopii käytettäväksi sekä ensimmäisessä että toisessa alkylointivaiheessa tässä prosessissa. Molemmissa alky-lointivaiheissa käytettäväksi erityisesti suositeltava katalyytti sisältää n. 85 paino-# happoa ja alle 1 paino-# vettä lopun ollessa orgaanista laimenninta.

Useita alkylointireaktiovyöhykkeitä, jotka sopivat käytettäviksi tämän keksinnön prosessissa, tunnetaan alalla. Esimerkiksi, mutta ei rajoittavassa mielessä sentyyppisiä alkylointireaktore.ita, joita kuvataan amerikkalaisissa patenteissa 3 456 033, 3 469 949 ja 3 501 536, voidaan sopivasti käyttää molempina tämän prosessin alkylointireaktoreina. Niitä alkylointiolosuhteita, jotka liittyvät nimenomaan yllä luetelluissa patenteissa kuvattuihin alkylointireaktoreihin tai muihin sopiviin totunnaisiin alkyloin-tireaktoreihin, voidaan käyttää tämän keksinnön tässä kuvattujen toteutusmuotojen yhteydessä.

Eräässä tämän prosessin toteutusmuodossa käytettäväksi sopiviin fluorivetyalkylointiolosuhteisiin kuuluvat n. l8-93°C:n lämpötila, paine, joka riittää pitämään reagenssit ja fluorivetykata-lyytin nestefaasissa, ja hiilivetyjen ja katalyytin välinen kos-ketusaika n. 0,1-30 minuuttia. Suositeltavassa toteutusmuodossa, jossa käytetään n. 85 paino-# happoa sisältävää fluorivetyalky-lointikatalyyttiä, suositellaan katalyytti/hiilivety-tilavuus-suhdetta n. 1:1-5:1 ja alkylointireaktiovyöhykkeissä on suositeltavaa käyttää n. 10-65°C:n lämpötilaa.

Erityisen suositeltavassa toteutusmuodossa fluorivetykatalyytin, rea-genssien ja alkylointireaktorissa muodostuneiden reaktiotuotteiden seos johdetaan reaktioliotuslaitteen läpi. Tässä esitettyjen suositeltavien toteutusmuotojen kuvauksessa on tarkoitettu, että sekä 60698 m alkylointireaktori että reaktioliotuslaite, mikäli sellaista käytetään sisältyvät sanonnan "alkylointireaktiovyöhyke" piiriin. Sopivat reak-tioliotuslaitteet ovat alalla hyvin tunnettuja. Esimerkiksi amerikkalaisissa patenteissa 3 56Ο 387 ja 3 607 970 kuvattuja reaktioliotus-laitteita voidaan sopivasti käyttää tässä prosessissa. Tällaiset reaktioliotuslaitteet ovat totunnaisesti astioita, jotka on varustettu rei'itetyillä pohjilla, välilevyvyöhykkeillä yms. alkylointireaktio-seoksen pitämiseksi melko homogeenisen seoksen tai emulsion muodossa ennalta määrätyn pituinen aika. Katalyytin ja hiilivetyjen muodostamaa alkylointireaktioseosta pidetään reaktioliotuslaitteessa aika, joka riippuu reaktioseoksen koostumuksesta. Noin 1-30 minuutin viipy-misaikaa reaktioliotuslaitteessa suositellaan. Reaktioliotuslaitteessa ylläpidetty lämpötila ja paine ovat samat kuin siihen liittyvässä alkylointireaktorissa ylläpidetty lämpötila ja paine.

Laitteet alkylointireaktiovyöhykkeestä tulevan reaktioseospoistovir-ran seisottamiseksi seisotetun hiilivetyfaasin ja fluorivetykatalyytti-faasin erottamiseksi toisistaan ovat hyvin tunnettuja alkylointialalla. Yleensä alkylointireaktorista tai liotuslaitteesta talteenotettu, pois-virtaava alkylointireaktioseos koostuu reagoimattoman isoparafiinin, alkylointireaktiotuotteiden, fluorivetykatalyytin ja katalyyttiin liukenevien orgaanisten aineiden seoksesta, jossa mahdollisesti on pieniä määriä kevyitä hiilivetyjä jne. Kun tämän alkylointireaktio-seoksen annetaan seistä sekoittamatta, so. kun se kerrostetaan, alkylointireaktiotuotteet,isoparafiinit ja kevyet hiilivedyt muodostavat kevyemmän kerrostuneen hiilivetyfaasin. Fluorivetykatalyytti ja katalyyttiin liukenevat hiilivedyt muodostavat erillisen faasin. Kerrostunut hiilivetyfaasi erotetaan sitten yksinkertaisesti mekaanisesti katalyyttifaasista. Tällaisen kerrostusoperaation aikana ylläpidetty lämpötila ja paine ovat oleellisesti samat kuin ne, joita kuvattiin yllä reaktorissa käytettyjen fluorivetyalkylointiolosuhtei-den yhteydessä. Hiilivedyt ja katalyytti pidetään nestefaasissa ker-rostuserotusoperaation aikana.

Jonkinlaiset laitteet lämmön poistamiseksi alkylointivyöhykkeestä ovat tarpeen prosessin optimitoirainnan vuoksi. Useita erilaisia laitteita lämmön poifeton toteuttamiseksi tunnetaan hyvin. Esimerkiksi eräässä toteutusmuodossa alkylointireaktiossa kehittynyt lämpö voidaan poistaa suoraan alkylointireaktorista jäähdytysveden ja reaktorissa olevan reaktioseoksen välisellä epäsuoralla lämmönvaihdolla.

15 6069Θ

Ensimmäisestä kerrostusoperaatiosta talteen saatu kerrostunut hiili-vetyfaasi yhdistetään olefiinisyötön toiseen osaan toiseen alkylointi-reaktoriin menevän hiilivetysyötön aikaansaamiseksi. Näin ollen ensimmäistä kerrostunutta hiilivetyfaasia käytetään suuren ulkoisen isobutaani/olefiini-moolisuhteen aikaansaamiseen syötössä, joka menee toiseen alkylointireaktoriin. Ensimmäisestä kerrostetusta hiilivety-faasista ja olefiinireagenssin toisesta osasta muodostunut hiilivety-syöttö syötetään sitten toiseen alkylointireaktoriin ja saatetaan kosketukseen siinä olevan toisen fluorivetyalkylointikatalyytin kanssa. Tarkoituksena on, että isobutaania syötetään riittävästi ensimmäiseen alkylointireaktoriin niin, ettei muuta ulkoapäin tulevaa isobutaania tarvitse lisätä sekoitettuihin olefiinisyötön toiseen osaan ja ensimmäiseen kerrostettuun hiilivetyfaasiin ennen tämän hiilivety-seoksen syöttämistä teiseen alkylointireaktoriin. Samoja yleisiä alky-lointiolosuhteita käytetään toisessa alkylointivaiheessa kuin ensimmäisessä alkylointivaiheessakin. Vaikka reaktioliotuslaitetta voidaan käyttää sekä ensimmäisen että toisen alkylointireaktorin yhteydessä, suositeltavassa toteutusmuodossa käytetään reaktioliotuslaitetta vain toisen alkylointireaktorin yhteydessä. Reaktioliotuslait-teessa käytetty lämpötila ja paine ovat samat kuin ne, joita käytetään sihen liittyvässä reaktorissa. Kaikkien toiseen alkylointireaktio-vyöhykkeeseen syötettyjen olefiinien reaktion päätyttyä saatu reaktio-seos kerrostetaan jollakin sopivalla, totunnaisella menetelmällä toisen kerrostuneen hiilivetyfaasin aikaansaamiseksi ja toisen fluori-vetykatalyyttifaasin talteenottamiseksi palautettavaksi toiseen alky-lointireaktiovyöhykkeeseen. Toinen kerrostunut hiilivetyfaasi otetaan talteen toisesta kerrostusoperaatiosta ja johdetaan tavanomaiseen isobutaanin strippausjakotislaukseen, jossa raskaampi alkylaatti-tuote erotetaan alempana kiehuvasta, reagoimattomasta isobutaanista ja kaikesta fluorivedystä, jota saattaa olla läsnä toisessa kerrostuneessa hiilivetyfaasissa. Mitä tahansa sopivaa menetelmää, jota on käytetty erottimesta talteenotetun, kerrostuneen hiilivetyfaasin jako-tislaamiseen, voidaan käyttää erottamaan korkeammalla kiehuva alky-laattituote alempana kiehuvasta isobutaanipalautevirrasta.

Tämän prosessin suositeltavassa toteutusmuodossa tuotettu alkylointi-reaktiotuote koostuu yleensä tyydytetyistä C^-Cg-hiilivedyistä, jotka ovat seurauksena isobutaanin alkylointireaktioista olefiineilla sekä ensimmäisessä että toisessa alkylointivyöhykkeessä. Tuotteen pääasiallisia komponentteja ovat esimerkiksi dimetyylipentaanit ja tri- 16 60698 metyylipentaanit. On hyvin tunnettua, että enemmän haarautuneilla hiilivedyillä on yleensä erinomaiset ominaisuudet moottoripolttoaineena. Tämä keksintö kohdistuu osittain moottoripolttoainekatalyy-tin aikaansaamiseen, joka sisältää suuremmassa suhteessa haarautu-neempia hiilivetyjä kuten trimetyylipentaaneja kuin vähemmän haarautuneita hiilivetyjä, kuten dimetyyliheksaaneja. Tämä etu saavutetaan käyttäen tässä prosessissa suuria ulkoisia isobutaani/olefiini-moolisuhteita molemmissa alkylointireaktioissa, jotka suhteet olivat saavuttamattomissa alan aikaisemmassa prosessissa yleisellä taloudellisella tai toimintakelpoisella pohjalla. Näin ollen on selvää, että tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi uuden prosessin erinomaisen moottoripolttoainealkylaattituotteen valmistamiseksi menetelmällä, joka on taloudellisempi ja helppokäyttöisempi kuin mitä on ollut käytettävissä alan aikaisemmissa fluorivedyllä katalysoiduissa alky-lointiprosesseissä.

Esimerkki Tämän keksinnön hyötyjen ja etujen osoittamiseksi alan aikaisempiin alkylointimenetelmiin verrattuna suoritettiin kaksi ajoa, yksi käyttäen tämän keksinnön menetelmää ja toinen käyttäen totunnaista alky-lointimenettelyä. Molemmissa ajoissa käytetty olefiinisyöttöraaka-aine sisälsi 48 paino-? propyleeniä, 10,4 paino-? buteeni-l:ä, 26 paino-? buteeni-2:a ja 15,6 paino-? isobutyleeniä. Isobutaania käytettiin isoparafiinisyöttöraaka-aineena. Ajossa 1 käytettiin tämän keksinnön menetelmää ja kaksivaihealkylointia ja ajossa 2 käytettiin totunnaista yksivaihemenetelmää. Sekä ajossa 1 että ajossa 2 käytettiin samaa lämpötilaa, painetta ja katalyyttejä. Käytetty fluorivety-katalyytti sisälsi 89 paino-? fluorivetyä, 10 paino-? orgaanista lai-menninta ja 1 paino-? vettä. Alkylointireaktioihin käytetty lämpötila oli n. 37°C. Käytetty paine oli riittävä pitämään reagenssit ja katalyytin nesteinä. Molemmissa ajoissa hiilivetysyöttöä ja katalyyttiä syötettiin jatkuvasti tavanomaiseen penkkimittakaavaiseen alkylointireaktoriin katalyytti/hiilivety-painosuhteella n. 1,5:1 ja 10 minuutin viipymisaikaa pidettiin alkylointireaktorissa molemmissa 17 60698 ajoissa. Ajossa 1, jossa käytettiin tämän keksinnön menetelmää, olefiinisyöttöraaka-aine jaettiin kahteen osaan. Koko isoparafiini-syöttöraaka-aine ja olefiinisyöttöraaka-aineen ensimmäinen osa sekoitettiin keskenään ja saatu hiilivetysyöttö syötettiin tavanomaiseen alkylointireaktoriin ja saatettiin kosketukseen siinä olevan fluori-vetykatalyytin kanssa yllä kuvatuissa olosuhteissa ensimmäisen reak-tioseoksen muodostamiseksi. Määritellyn viipymisajan jälkeen ensimmäinen reaktioseos poistettiin ja kerrostettiin tavanomaiseen tapaan ensimmäisen kerrostuneen hiilivetyfaasin erottamiseksi kerrostuneesta katalyyttifaasista. Saatua ensimmäistä kerrostunutta hiilivetyfaasia ja olefiinisyöttöraaka-aineen toista osaa syötettiin jatkuvasti tavanomaiseen alkylointireaktoriin ja saatettiin kosketukseen siinä olevan fluorivetykatalyytin kanssa yllä kuvatuissa alkylointiolosuhteissa toisen reaktioseoksen muodostamiseksi. Mitään lisäisobutaania ei lisätty toiseen reaktioseokseen ensimmäiseen kerrostuneeseen hiili-vetyfaasiin sisältyneen isobutaanin ollessa ainoa isobutaanin lähde toisessa reaktioseoksessa. Määritellyn viipymisajan jälkeen toinen reaktioseos poistettiin ja kerrostettiin tavanomaiseen tapaan toisen kerrostuneen hiilivetyfaasin erottamiseksi kerrostuneesta katalyytti-faasista. Toinen kerrostunut hiilivetyfaasi otettiin talteen, jako-tislattiin C^- ja raskaampien hiilivetyjen erottamiseksi ja C,.+-hiili-vedyt otettiin talteen ajon 1 alkylaattituotteena. Ajon 1 alkylaatti-tuote analysoitiin ja tulokset esitetään taulukossa. Ajossa 2, jossa käytettiin tavanomaista yksivaiheista alkylointimenettelyä, koko olefiinisyöttöraaka-ainetta syötettiin jatkuvasti tavanomaiseen alkylointireaktoriin nopeudella, joka vastasi ajon 1 olefiinisyöttö-raaka-aineen ensimmäisen ja toisen osan yhdistettyä syöttönopeutta. Ajossa 2 koko isobutaanisyöttöraaka-ainetta syötettiin jatkuvasti reaktoriin samalla nopeudella kuin ajossa 1 käytettiin. Olefiinisyöttöraaka-aine ja isobutaanisyöttöraaka-aine sekoitettiin keskenään ja saatu hiilivetyseos syötettiin alkylointireaktoriin ja saatettiin siinä kosketukseen fluorivetykatalyytin kanssa yllä kuvatuissa alkylointiolosuhteissa reaktioseoksen muodostamiseksi. Kun 10 minuutin viipymisaika oli kulunut, reaktioseos poistettiin reaktorista ja kerrostettiin tavanomaiseen tapaan kerrostuneen katalyyttifaasin erottamiseksi kerrostuneesta hiilivetyfaasista. Kerrostunut hiilivetyfaasi otettiin talteen, jakotislattiin C^- ja raskaampien hiilivetyjen erottamiseksi ja C^+-hiilivedyt otettiin talteen ajon 2 alkylaattituotteena. Ajon 2 alkylaattituote analysoitiin ja tulokset esitetään taulukossa.

18 60698

Taulukko

Alkylaattituotteen analyysi

Ajo 1 Ajo 2 C0-hiilivedyt, paino-# 61,5 56,1

Cg+-hiilivedyt, paino-# 6,1 9,6

Trimetyylipentaanit, paino-# 56,3 50,4

Dimetyyliheksaanit, paino-# 5,15 5,8

Tutkimusoktaaniluku (kirkas) 95,2 94,5

Moottorioktaaniluku (kirkas) 92,4 92,1

Viitaten taulukkoon siitä ilmenee, että tämän keksinnön prosessi (ajo 1) sai aikaan paremman alkylaattituotteen verrattuna tavanomaisiin alkylointimenettelyihin (ajo 2). Kuitenkaan ajossa 1 ei käytetty mitään lisäisobutaania ja C^+-alkylaattihiilivetyjen erottamiseen tarvittu jakotislaus oli samanlainen ajossa 1 ja ajossa 2. Taulukossa esitetyt luvut osoittavat, että tämän keksinnön prosessi saa aikaan alkylaattituotteen, jolla on korkeammat oktaaniluvut ja pienempi määrä ei-toivottuja raskaita jakeita (C^+-hiilivetyjä).

Claims (1)

19 60698 Patenttivaatimus Menetelmä alkylointireaktiotuotteen valmistamiseksi isobutaanista ja propeeni/buteeni-seoksesta, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: (a) sekoitetaan osa propeeni/buteeni-seoksesta isobutaanin kanssa ja saatetaan saatu hiilivetyseos kosketukseen fluorivetyalky-lointikatalyyttifaasin kanssa ensimmäisessä alkylointireaktiovyö-hykkeessä fluorivetyalkylointiolosuhteissa alkylointireaktioseok-sen muodostamiseksi; (b) poistetaan alkylointireaktioseos ensimmäisestä alkylointi-reaktiovyöhykkeestä, kerrostetaan reaktioseos kerrostuneen hiili-vetyfaasin ja fluorivetykatalyyttifaasin aikaansaamiseksi ja palautetaan katalyyttifaasi ensimmäiseen alkylointireaktiovyöhyk-keeseen; (c) sekoitetaan toinen osa propeeni/buteeni-seoksesta määrässä, joka on noin 10-1000 mooli-^ ensimmäisestä propeeni/buteeni-osasta ainakin osaan kohdassa (b) saatua kerrostunutta hiilivetyfaasia ja saatetaan näin saatu toinen hiilivetyseos kosketuksiin toisen, kohdassa (a) mainitun kanssa identtisen fluorivetykatalyyttifaasin kanssa toisessa alkylointireaktiovyöhykkessä olennaisen samoissa alkylointiolosuhteissa kuin kohdassa (a) toisen alkylointireak-tioseoksen muodostamiseksi; (d) poistetaan toinen alkylointireaktioseos toisesta alkyloin-tireaktiovyöhykkeestä, kerrostetaan toinen reaktioseos toisen kerrostuneen hiilivetyfaasin ja toisen fluorivetykatalyyttifaasin aikaansaamiseksi ja palautetaan toinen katalyyttifaasi toiseen alkylointireaktiovyöhykkeeseen; ja (e) jakotislataan toinen kerrostunut hiilivetyfaasi korkeammalla kiehuvan tuotevirran ja alempana kiehuvan isobutaanivirran aikaansaamiseksi, palautetaan isobutaanivirta ensimmäiseen alky-lointireaktiovyöhykkeeseen ja otetaan alkylointireaktiotuote talteen tuotevirrasta.