HU215166B - Eljárás paraffinos nyersanyagok oktánszámának növelésére - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti eljárással paraffinős nyersanyagők őktánszámátnövelik őly módőn, hőgy a nyersanyagőt és egy őlefineket tartalmazóanyagáramőt, amelyben a paraffin őlefin térfőgataránya nagyőbb, mint2, egy béta típűsú zeőlit katalizátőrt tartalmazó külső cirkűlációsreaktőrba táplálják; és az eljárást legalább 90 mől%-ős őlefinkőnverzióval főlytatják le a reaktőr főlyékőnyanyag-ta talmának akövetkező viszőnyszám szerinti visszafőrgatása mellett: >2>, ahől řv jelentése a nyersanyagőt és őlefineket tartalmazó anyagáram térfőgatisebessége; és řvc a külső cirkűlációs térfőgati sebesség. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás paraffinos nyersanyagok oktánszámának növelésére, még közelebbről paraffinok alkilezésére paraffinok olefinekkel történő kondenzációjával.

A nagyon elágazó szénhidrogének, mint például trimetil-pentánok előállítása az ilyen termékek nagy oktánszámú benzin keverékekben való alkalmazása miatt lényeges. A nagyon elágazó szénhidrogének hagyományos előállítása izobutén könnyű olefinekkel, általában buténekkel, ritkábban propén-, butén-elegyekkel, esetleg penténekkel, nagy mennyiségű hagyományos, erős, folyékony savas katalizátor, mint például hidrogénfluorid vagy kénsav alkalmazásával történhet. A nem elegyedő sav és szénhidrogén-elegyet a katalizátor és a reagens emulgeálására keverik, és a nagyon exoterm reakció szabályozására hűtik. Az eljárási paraméterek komplex kölcsönhatásának finom szabályozásával kiváló minőségű alkilát termelés érhető el. A savat a felhasználás után visszakeringetik. Kívánatos azonban egy olyan eljárás kidolgozása, amely kevésbé veszélyes, és kömyezetvédelmileg jobban elfogadható.

A fenti problémák megoldására javasolt eljárások katalizátorként szilárd savakat alkalmaznak. Azonban a paraffinok olefinekkel való kondenzációja a kívánt alkilát- és a nem kívánt oligomerizációs termékképződést egyaránt létrehozza. A szilárd katalizátorokkal megvalósított alkilezésnél azt tapasztalták, hogy a folyékony savakkal megvalósított alkilezéshez viszonyítva az alkilátra vonatkozó szelektivitásuk az oligomerekre vonatkozó szelektivitásuknál kisebb. Emellett azt tanítják, hogy az oligomerizációs termékek okozzák a katalizátor progresszív dezaktiválódását. A szénhidrogén-lerakódások szilárd katalizátorokról való eltávolítása, és így a katalizátoraktivitás visszaállítása ismert regeneráló eljárásokkal történhet. Az ismert regeneráló eljárások, például a katalizátor magas hőmérsékletre való felmelegítése és a lerakódások oxidálása, az alkilezés megszakítását, és ezáltal a reakcióparaméterek megváltozását idézik elő, ami termelésiidő-veszteséget okoz.

A 3706814 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban olyan izoparaffin alkilező eljárást ismertetnek, amelyben savas zeolit-katalizátort alkalmaznak, a reaktorba betáplált paraffin:olefin térfogatarány (15-30):1, és a reaktorban a nem reagált olefin koncentrációját 12 mol% alatt tartják. Az eljárást specifikusan egy folyamatos kevert reaktorban, Y-zeolit katalizátor alkalmazásával folytatják le. Azonban a kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a katalizátor már élettartamának korai szakaszában kedvezőtlenül dezaktiválódik.

A 2 631 956 számú francia szabadalmi leírásban egy felsőáramlású, rögzített ágyas reaktorban béta típusú zeolit-katalizátoron izobutánt és butént reagáltatnak. A reakció kezdetétől számított 1 és 4 óra múlva végzett termékelemzés az idő előrehaladtával az olefinkonverzió százalékos értékének csökkenését mutatja. Fennáll tehát a nagyon elágazó alkilátok olyan szelektív előállítási eljárása iránti igény, amelyben a termék hosszú időn át elfogadható mennyiségben képződik.

Munkánk során azt tapasztaltuk, hogy ha egy szilárd savval katalizált alkilező eljárásban a reaktor folyékony tartalmát nagy sebességű viszaforgatásnak vetjük alá, a katalizátor aktivitáscsökkenése lényegesen lassul. Emellett az aktív katalizátor élettartama alatt a nagyon elágazó szénhidrogének képződési szelektivitása is jelentős mértékben nő.

Azt is tapasztaltuk, hogy az eljárás alkalmazásával a béta típusú zeolit-katalizátorok alkilező aktivitása jelentős mértékben javul.

Ennek megfelelően a találmány tárgya eljárás paraffin-tápanyagok minőségének javítására, amely eljárás során

a) a nyersanyagot és egy olefineket tartalmazó anyagáramot, amelyben a paraffin:olefin térfogataránya nagyobb mint 2, egy béta típusú zeolit-katalizátort tartalmazó reaktorba tápláljuk; és

b) a megnövekedett oktánszámú terméket eltávolítjuk; az eljárást legalább 90 mol%-os olefinkonverzióval egy külső cirkulációs reaktorban folytatjuk le, a reaktor folyékony anyagtartalmának a következő viszonyszám szerinti visszaforgatása mellett:

0VC + 0V „

->2

0V ahol ov jelentése a nyersanyagot és olefineket tartalmazó anyagáram térfogati sebessége; és ovc a külső cirkulációs térfogati sebesség.

A leírásban alkalmazott „paraffin olefinhez viszonyított térfogatarány” kifejezés, ha más meghatározást nem alkalmazunk, térfogatmennyiségekre vonatkozik. A paraffin olefinhez viszonyított aránya a reaktorba betáplált olefin mennyiségi egységére betáplált paraffin mennyiségét jelenti, és nem foglalja magában a kívül keringetett folyékony reaktortartalmat.

A leírásban alkalmazott „alkilát” kifejezés paraffinok olefinekkel alkotott kondenzációs termékére és az „oligomerizációs termék” kifejezés a többségében olefinmolekulákat tartalmazó kondenzációs termékekre vonatkozik. Az alkilát az oligomerizációs termékekénél nagyobb motoroktánszámmal (motor octane number = MON) jellemezhető. Az 5-12 szénatomos, nagyon elágazó paraffinokat tartalmazó alkilát tipikus MON-értéke 86 vagy ennél magasabb érték, például 90-94, míg a paraffin vagy olefin szénhidrogén-elegyeket tartalmazó, megfelelő oligomerizációs termék tipikus MON-értéke kisebb mint 85, például 80-82.

A kívül cirkuláltatott folyékony reaktortartalom a folyékony reaktortartalom azon részére vonatkozik, amelyet a folyékony reaktortartalom reaktorban maradó részétől elkülönítve egy szállító egységen, például vezetéken visszakeringetünk a reaktorba. Ez a külső keringető egység a reaktoron kívül is lehet, de úgy is kialakíthatjuk, hogy a reaktor részben vagy teljes hosszában, részben vagy teljesen körülvegye, például lehet a reaktor belső fala mentén végighúzódó csővezeték vagy a reaktor külső falával egybeépített vezeték. A folyékony reaktortartalom nagymértékű külső keringetésére alkalmazhatunk ismert típus reaktorokat, pél2

HU 215 166 Β dául szilárdfázisú rögzített ágyas reaktorokat vagy folyadékfázisú folyamatosan kevert reaktorokat, amelyek a reaktor teljes hosszában vagy annak egy részében elhelyezett külső keringető egységgel és adott esetben ellenáramú betáplálással működnek. A találmány szerinti eljárás során a folyékony reaktortartalom lényegében a növelt oktánszámú tennék, azaz nem reagált paraffin és alkilát. A növelt oktánszámú termék külső keringetésére is lehetőség van, mert a benne lévő alkilát az alkalmazott reakciókörülmények között lényegében stabil, és a katalizátor jelenlétében tovább nem reagál. A javított minőségű termék többi részét valamilyen elválasztó egységbe, mint például egy desztilláló kolonnába visszük az alkilát elválasztására a nem reagált paraffintól. A nem reagált paraffint paraffinos nyersanyagként újra hasznosíthatjuk úgy, hogy ismert eszközök segítségével a nyersanyag-betáplálásba visszatápláljuk. A találmány szerinti eljárás igen fontos előnye, hogy a növelt oktánszámú termék az alkilát közbülső elválasztása nélkül alkalmazható a visszaforgatásban. A paraffin és olefin betáplálási sebességének, a növelt oktánszámú termék elvételi sebességének és a visszaforgatás sebességének szabályozásához megfelelő eszközöket alkalmazunk. Megfelelő eszközöket alkalmazunk a növelt oktánszámú termék visszacirkuláltatandó részének az elválasztására is. Ilyen eszközök előnyösen a nagy átbocsátási kapacitású berendezések, valamint a fizikai elválasztó eszközök. A növelt oktánszámú termék külső cirkuláltatásra való elvételét kényelmesen a reaktor elfolyó anyagáramából végezhetjük. Ilyen esetben az áramlási sebességet a reaktor leürítő részébe beépített T-csatlakozással szabályozhatjuk.

Az eljárást egyetlen reaktorban is lefolytathatjuk, azonban kényelmesen úgy járunk el, hogy több, kaszkádkapcsolású reaktort alkalmazunk. A kaszkádrendszerben üzemelő reaktorokat egyetlen egységként vagy különálló egységekként építjük fel. A kapacitásnövelést úgy érhetjük el, hogy a kaszkádrendszerben üzemelő reaktorokat párhuzamosan működtetjük. A találmány szerinti eljáráshoz alkalmas reakciókörülményeket egyéb ismert típusú reaktorokban is beállíthatjuk.

A reaktor elfolyó anyagáramának és a külsőleg cirkuláltatott anyagáram térfogatáramlási sebességét ismert módszerekkel határozhatjuk meg: alkalmazhatunk például rotamétert; vagy meghatározzuk a visszakeringető szivattyú kapacitását és az áramlásszabályozó szelepet az áramlásméréshez megfelelően állítjuk be; vagy anemométerrel, vagy Pitot-csővel differenciálnyomást mérünk; vagy sűrűségméréssel egybekötött tömegáramlási sebességet mérünk. Ilyen berendezéseket és módszereket ismertetnek például a következő irodalmi helyen: „Chemical Engineer’s Handbook” Perry and Chilton, McGraw-Hill, 1973,5. kiadás, 5-8. és 5-14. oldal.

Az olefinkonverziót a reaktorban elfogyasztott és a reaktorba bevezetett olefin aránya határozza meg. A kívánt terméket nagy olefinkonverzió mellett kapjuk. Nagy olefinkonverziót úgy érhetünk el, ha megfelelő olefin térsebességet, jellemzően több mint 0,01 kg/kg · óra sebességértéket, nagy kapacitású katalizátort és reaktorhőmérsékletet, megfelelő összetételű és sebességű paraffin/olefm tápelegyet alkalmazunk, és a növelt oktánszámú terméket a reakció alatt elvezetjük a folyamatból. Az olefinkonverzió kényelmes mérését a reaktor elfolyó anyagáramából, gázkromatográfiás eljárással végezzük.

Az eljárást előnyösen olyan olefin-térsebesség mellett folytatjuk le, amelynél legalább 90 mol% olefinkonverziót kapunk. Az olefin-térsebességet a reatorba egységnyi idő alatt, egységnyi tömegű katalizátorra számítva bevezetett olefin tömegével adjuk meg. A megfelelő olefin-térsebesség 0,01-10 kg/kg · óra. Azonban a működési feltételeket az igényeknek megfelelően úgy is megváltoztathatjuk, hogy a könnyebb működtetéshez az optimálisnál nagyobb térsebességet alkalmazunk a katalizátor élettartamának rovására. A katalizátor élettartamát azzal az idővel határozhatjuk meg, amennyi a teljes dezaktiválódásához szükséges. Ezt az időt a reaktorban lévő katalizátor tömegegységére számítva bevezetett olefin tömegegységében adjuk meg, és az olefintermék térsebességéből és az eltelt időből számítjuk. A találmány szerinti eljárással a tapasztalatok szerint hosszú katalizátor-élettartam érhető el. Ez az élettartam 7 kg/kg-15 kg/kg határok között változik.

A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy külső cirkulációs reaktor alkalmazásával visszaforgatással az egész progresszív katalizátor dezaktiválódási folyamat alatt nagy, a nagyon elágazó alkilátokra szelektív alkiláthozam érhető el.

A találmány szerinti eljárással egyetlen reaktor alkalmazásával is kiváló eredmények érhetők el. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös változatában kaszkádrendszerben üzemelő reaktorokat alkalmazunk úgy, hogy a betáplált anyagáramot a reaktorok között elosztjuk, és így kisebb külső cirkulációs térfogati áramlási sebességek állíthatók be. Megfelelően legfeljebb tíz, előnyösen legfeljebb nyolc és még előnyösebben legfeljebb öt reaktort alkalmazunk. A több rögzített ágyas felső betáplálású reaktorlánc minden egyes működő ágyába történő tápanyag-betáplálást például úgy végezzük, hogy egy központi tápvezetékről mindegyik betáplálási helyre egyenként elágazó vezetékeket építünk be.

A találmány szerinti eljárás előnyösen a nagyon elágazó paraffinok, elsősorban az 5-12 szénatomos, előnyösen az 5,6,7,8,9 vagy 12 szénatomos paraffinok, és még előnyösebben a trimetil-bután, -pentánok vagy -hexánok előállítására alkalmas. Az eljárás olyan paraffinos nyersanyagok minőségének javítására alkalmas, amelyek kívánság szerint 4—8 szénatomos izoparaffinokat, megfelelően izobutánt, 2-metil-butánt, 2,3-dimetil-butánt, 3-metil-hexánt vagy 2,4-dimetil-hexánt és a legelőnyösebben 4-5 szénatomos izoparaffinokat tartalmaznak. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott megfelelő nyersanyagok olajkonverziós termékek izoparaffín frakcióit, mint például kőolaj frakciókat és finomított izoparaffín nyersanyagokat, mint például finomított izobutánt tartalmaznak. Amint azt a fentiekben ismertettük, a folyékony reaktortartalomból elvezetett anyagáram izoparaffin-tartalmát elválasztjuk, és a nyersanyaghoz visszavezetve újra hasznosítjuk.

Az olefintartalmú anyagáramként kis olefintartalmú szénhidrogén-elegyet is alkalmazhatunk, amely adott

HU 215 166 Β esetben további olefintől eltérő szénhidrogéneket is tartalmaz. Ez az anyagáram megfelelően etént, propánt, izo- vagy 1- vagy 2-(cisz vagy transz)-butént vagy pentént tartalmaz, és adott esetben például propánnal, izobutánnal, n-butánnal vagy pentánokkal hígított. A találmány szerinti eljárás során az olefintartalmú anyagáramot egy folyékony katalitikus krakkoló egységből, egy MTBE-észterező egységből vagy egy olefin izomerizációs egységből is vehetjük.

A reaktor előnyösen úgy indítható, hogy a katalizátor olefin tápanyaggal való kezdeti érintkezése szabályozott módon történjen. Megfelelően a reaktort először a paraffinos nyersanyaggal töltjük fel. A friss nyersanyaghoz visszaforgatással folyékony reaktortartalmat táplálunk vissza, és ezt követően folyamatosan meghatározott mennyiségben egy olefineket tartalmazó anyagáramot mérünk be a paraffinos nyersanyaghoz olyan térsebességgel, hogy a konverzió 90 mol% felett legyen. A nyersanyag és olefin anyagáram betáplálását előnyösen egy több beömlő nyílással, például ellenáramú beömlő nyílással ellátott egység segítségével végezzük. A reaktorbemenet fúvókákkal való ellátása előnyösen a betöltött anyagok diszpergálását javítja. Megfelelő fúvókák a katalizátorként hidrogén-fluoridot alkalmazó alkilező reakciókban alkalmazott, valamint a keverős tankreaktorok diszperziós betáplálásához alkalmazott és a rögzített katalizátorágyas reaktorokhoz alkalmazott, ismert fúvókák. A kaszkádrendszerben üzemelő reaktorok, például több ágyas reaktorok üzemeltethetők például úgy, hogy a reaktor tartalmát visszaforgatással az előző reaktorba visszük.

Az alkilezési reakciót előnyösen 150 °C-nál kisebb, még előnyösebben 60-120 °C hőmérsékleten játszatjuk le. A reakciónyomás 1 · 10⁵-40 · 10⁵ Pa. A reaktor nyomása megfelelően a reaktorban lévő anyagok gőznyomása feletti érték, hogy a reakció folyadékfázisban történjen.

A paraffin olefinhez viszonyított térfogataránya 5:1, még előnyösebben (10-30):1 és a legelőnyösebben (15-30):1. Az alacsonyabb paraffin:olefin viszonyszámok, megfelelően például a (2-10):1 értékek nagyobb szénatomszámú alkilátok, mint például 12 szénatomos izoparaffinok képződésének kedveznek.

Az olefinkonverzió lényegében az egész reaktorban előnyösen legalább 95 mol%, előnyösebben legalább 98 mol%, még előnyösebben legalább 99 mol%, mint például 99,5, 99,8 vagy 99,9 mol%. A legelőnyösebb olefinkonverzió lényegében a teljes, azaz lényegében 100 mol%-os átalakulás.

Előnyösen olyan reaktort alkalmazunk, amelyben a folyékony reaktortartalom visszaforgatásának mértéke előnyösen több mint 50, még előnyösebben több mint 60, például 75-150 és a legelőnyösebben 80-120.

Az előnyös működési feltételekhez az olefm-térsebességet 0,01-10 kg/kg · óra, előnyösen 0,01-5 kg/kg · óra, még előnyösebben 0,01-0,5 kg/kg · óra és a legelőnyösebben 0,05-0,10 kg/kg · óra értékre állítjuk be.

Az eljárást előnyösen a kiválasztott eljárás paraméterek szabályozására alkalmas magasszintű folyamatszabályozási (Advanced Process Control) és adott esetben on-line optimatizálási eljárás alkalmazásával, a többváltozós dinamikus és statikus modellkísérletek alapján folytatjuk le. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös megvalósítási módjában az eljárás folyamán kapott alkilát terméket folyamatosan minősítjük, és a minőségi adatokat a hozzátartozó eljárási paraméterekkel együtt egy magasszintű folyamatszabályozási rendszerbe tápláljuk be. A magasszintű folyamatszabályozó a pillanatnyi adatokból kapott megoldással egyidejűleg automatikusan a beavatkozó szervbe csatolódnak vissza, amely úgy avatkozik be, hogy az eljárás paraméterei a megadott korlátok között maradjanak. Ha az eljárás paramétereket, mint például térfogatáramlási sebességet, hőmérsékletet és olefin-térsebességet az előre meghatározott értékek között tartjuk, kiváló eredményeket kapunk.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott béta típusú zeolit-katalizátor minden olyan katalizátor lehet, amely az ilyen katalizátorok szerkezeti előírásainak, mint például Newman, Treacy és munkatársai, Proc. R. Soc. London Ser. A 420375 (1988) irodalmi helyen ismertetett osztályozásnak megfelel.

A zeolit-katalizátort előnyösen hordozóra felvitt formában alkalmazzuk. A katalizátor tartalmazhat továbbá egy kötőanyagként szolgáló tűzálló oxidot, mint például alumínium-oxidot, szilícium-oxid/alumíniumoxid keveréket, magnézium-oxidot, titán-oxidot, cirkónium-oxidot vagy ezek keverékeit. Különösen előnyös az alumínium-oxid. A tűzálló oxid és zeolit tömegaránya (10:90)-(90:10), előnyösen (50:50)-(15:85). A katalizátort előnyösen 0,1-1 mm-es pelletek formájában alkalmazzuk. A pelletek előnyösen 20-200 nm-es, előnyösen 20-100 nm-es béta típusú zeolitkristályokat tartalmaznak, így előnyösen katalizátor-aktivitás és pelleten belüli diffúzió érhető el. A kristályméret mérése ismert eljárásokkal, megfelelően transzmissziós elektronmikroszkópiával vagy külső fajlagos felületméréssel történhet, a következő irodalmi helyen található módszer szerint: B. C. Lippens és J. H. deBoer, J. Catal., 4, 319 (1965) és J. Lynch. F. Raatz és Ch. Delalande, Studies in Surf. Science and Catalysis, 39. kötet, 547-557. oldal.

A találmány szerinti eljárásban előnyösen nagyon savas béta típusú zeolit-katalizátort alkalmazunk. A savas helyek sűrűségének meghatározására alkalmazhatunk titrálást, például butil-aminos titrálást vagy NMR vagy IR vizsgálati módszereket. A savas helyek nagy sűrűsége előnyös lehet a katalizátor dezaktiválódás előtti élettartamának meghosszabbításában. Ha a találmány szerinti eljárásban előnyösen nagyon savas béta típusú zeolit-katalizátort és nagy olefin-térsebességeket alkalmazunk, az alkilát termék képződési sebessége is nagy lesz. A savas helyek erőssége ugyan önmagában is könnyen meghatározható, azonban jól alkalmazhatók az ilyen katalizátorokra ismertetett irodalmi adatok is. Ezek ismertetését megtaláljuk például az „Introduction to Zeolite Science and Practice”, van Bekkum, Flanigen, Jansen, Elsevier 1991 irodalmi hely 268-278. oldalán.

HU 215 166 Β

A katalizátor alkalmazása előtt kívánatos lehet a savas helyek hozzáférhetőségének növelésével a katalizátor potenciális élettartamának növelése. A katalizátor savas helyek növelésére alkalmazott kezelését ismert eljárásokkal végezhetjük. A zeolit-katalizátort kezelhetjük lúgos, például nátrium-hidroxid-oldattal történő mosással. A mosás hatására az alumínium-oxid a katalizátorban újra eloszlik, és így a rácsban csökken a szilícium-oxid/alumínium-oxid arány. Előállíthatunk nagy alumínium-oxid-tartalmú szintetikus zeolit-béta katalizátort is.

A találmány szerinti eljárással elfogadható szelektivitást érhetünk el, azaz az eltelt idővel arányosan elfogadható mértékű alkiláthozam nyerhető. Ez azt jelenti, hogy a katalizátor alkilezési aktivitása az egész részleges dezaktíváiódási folyamat alatt, egészen az összes hely teljes dezaktiválódásáig fennmarad, majd ez utóbbi időpontban olefináttörés figyelhető meg. Az áttörés kényelmes jelzésére gázkromatográfot alkalmazhatunk. Az idő előrehaladtával megfigyelhető, hogy az oligomerizációs termék a katalizátor savas helyeihez kötődik, és a termékben nem mutatható ki.

A katalizátor regenerálását, azaz a savas helyek szénhidrogén-lerakódásainak deszorbeálását ismert eljárásokkal, mint például oxigénben dús atmoszférában, emelt hőmérsékleten megvalósított oxidatív regenerálással végezhetjük. A találmány szerinti eljárás abban az esetben tekinthető nagy hatékonyságúnak, ha a regenerációs sebesség nagyobb, mint a dezaktíváiódási sebesség. Emiatt a találmány szerinti eljáráshoz különösen előnyösen alkalmazhatók a regenerálási sebességet növelő eljárások.

A regenerálást végezhetjük folyamatosan, például egy vagy több kaszkádrendszerben működő reaktorban; például egy több rögzített ágyas reaktor egy vagy több ágyán, amelyeket kívánság szerint reakció vagy regeneráló üzemmódban alkalmazunk. A friss vagy regenerált katalizátort folyamatosan egy független reaktorba vagy egyidejűleg a kaszkádrendszerű reaktorok mindegyikébe adhatjuk úgy, hogy a katalizátort a reaktorból folyamatosan eltávolítjuk, és az eltávolított katalizátort a regeneráló reaktorba visszük.

Az elágazó láncú alkilát egyéb termékekké való további átalakítására is szükség lehet. Emiatt a találmány szerinti eljárásban alkalmazott berendezés a további átalakításhoz szükséges tápvonalat is tartalmazhatja.

A következő példákat a találmány részletesebb ismertetésére mutatjuk be.

1. példa

Egy külső recirkuláltató egységgel ellátott, álló ágyas reaktorba, amely béta típusú zeolit-katalizátort tartalmaz, melynek pelletmérete 0,1 mm, és melyben a szilícium/alumínium atomarány 12,7:1, folyékony izobután nyersanyagot táplálunk be. A reaktor tartalmát felmelegítjük, és a reakcióhőmérsékletet 80-90 °C között tartjuk. Az izobután-betáplálást a folyékony reaktortartalom ágy alatt való elvezetésével egyidejűleg fenntartjuk, és az elvezetett anyag egy részét 100-as visszakeringetési arány mellett visszaforgatjuk. Az izobután nyersanyaghoz folyamatosan (30:1) paraffin:olefín térfogataránynak megfelelő 2-butént adunk, és az olefm-térsebességet 0,08 kg/kg · óra értéken tartjuk. Az alkilátképződés 100 órán át tart. Az olefinkonverzió több mint 99 mol%, azaz lényegében teljes.

A 30. és 60. órában végzett minták elemzése alapján kapott eredményeket az 1. táblázatban foglaljuk össze. A katalizátordezaktiválódás 8 kg/kg katalizátor-élettartam értéknél fejeződik be.

A lényegében paraffin jellegű C5+ termékkihozatal az olefinre számolva 200 tömeg%.

1. táblázat

A mintavételezés időpontjában kapott termék összetétele tömeg%-ban

	30 óra	60 óra
C5/C5+	5	5
C6/C5+	4	3
C7/C5+	7	6
C8/C5+	82	79
C9/C5+	2	7
	100	100
TMP/C8	78	72

A táblázatban TMP jelentése trimetil-pentán.

A hozamokat a C5+ vagy a C8+ %-ában adjuk meg.

Összehasonlító példa

Megismételjük az 1. példa szerinti eljárást, azzal a különbséggel, hogy visszaforgatást nem alkalmazunk. A katalizátor nagyon gyorsan kimerül, ezért a reaktorból elvezetett anyagban alkilát nem mutatható ki.

Claims (14)

1. Eljárást paraffinos nyersanyagok oktánszámának növelésére, mely eljárás során

a) a nyersanyagot és egy olefineket tartalmazó anyagáramot, amelyben a paraffimolefm térfogataránya nagyobb mint 2, egy béta típusú zeolit-katalizátort tartalmazó reaktorba tápláljuk; és

b) a megnövekedett oktánszámú terméket eltávolítjuk; azzal jellemezve, hogy az eljárást legalább 90 mol%-os olefinkonverzióval egy külső cirkulációs reaktorban folytatjuk le, a reaktor folyékonyanyag-tartalmának a következő viszonyszám szerinti visszaforgatása mellett:

ahol ov jelentése a nyersanyagot és olefineket tartalmazó anyagáram térfogati sebessége; és ovc a külső cirkulációs térfogati sebesség.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárást legalább 95 mol%~os olefinkonverzióval folytatjuk le.

HU 215 166 Β

3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az 1. igénypontban meghatározott visszaforgatás mértéke több, mint 50.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reaktorba először paraffin nyersanyagot töltünk, a folyékony reaktortartalmat visszaforgatjuk a friss betáplálásba, és ezután a paraffin nyersanyaghoz folyamatosan olefint adagolunk 90 mol%-nál több olefinkonverzió létrehozásához szükséges olefin-térsebességgel.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 0,01-10 kg/kg · óra olefin-térsebességet alkalmazunk.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nagyobb, mint 10 paraffin:olefin térfogatarányt alkalmazunk.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy abban a katalizátor élettartama több, mint 7 kg/kg.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy reaktorban vagy több, sorba kötött kaszkádrendszerben üzemelő reaktorban kivitelezzük.

9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy vagy több reaktort katalizátorregeneráló üzemmódban működtetünk.

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 150 °C-nál kisebb hőmérsékleten kivitelezzük.

11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fenti igénypontokban meghatározott, állandósult működési állapotot az alkilát minőség és az eljárási paraméterek folyamatos mérésével, magasszintű folyamatszabályozás alkalmazásával meghatározott térfogatáramlási sebesség, hőmérséklet és olefin-térsebesség szabályozása mellett érjük el.

12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy zeolitot 20-200 nm-es zeolitkristályok formájában alkalmazzuk.

13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a katalizátort 0,1-1 mm-es pellet formában alkalmazzuk.

14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a katalizátort a savas helyek számának növelésére ismert módon kezeljük.