JP2005539106A - パラフィンアルキル化 - Google Patents
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Abstract
Description
1)ジイソブテン+2イソブタン→2イソオクタン(2,2,4−トリメチルペンタン)
2)トリイソブテン+3イソブタン→3イソオクタン(2,2,4−トリメチルペンタン)
従来の見解は、1)の生成物はC12アルカンであると思われ、2)の生成物はC16アルカンであると思われるというものだったが、反応1)及び2)の生成物は同じであり、以下の反応の従来の冷酸アルキル化生成物と区別できない:
3)2ブテン−2+2イソブタン→2イソオクタン
4)3ブテン−2+3イソブタン→3イソオクタン
本発明の大きな利点は、酸アルキル化は極めて発熱性であり、最適範囲で反応温度を維持して副反応を防ぐためにかなりの冷却を必要とするが、同じ収率でアルキレートを製造するオリゴマー類とイソアルカンとの本反応はより少ない冷却を必要とし、有用な生成物の同じ収率を得るために本方法をより高価でなくする。
1)イソブテンオリゴマー+イソブタン→イソオクタン;
2)イソブテンオリゴマー+イソペンタン→分枝C9アルカン類;
3)イソアミレンオリゴマー+イソブタン→分枝C9アルカン類;
4)イソアミレンオリゴマー+イソペンタン→分枝C10アルカン類;
しかし、反応1)は少なくともまたは主にC12アルカン類を製造すると思われ、反応2)は少なくともまたは主にC13アルカンを製造すると思われ、反応3)は少なくともまたは主にC14アルカン類を製造すると思われ、及び反応4)は少なくともまたは主にC15アルカン類を製造すると思われると予想されていた。
分散体メッシュ40を収容した反応器10を示す。本分散体は、反応器中の流体または流動化材料の放射状分散を実現する。反応器への供給物は、ライン12を経て供給されるオレフィンの例えばn−ブテン及び供給ライン14を経てライン52を通して供給されるイソパラフィン(例えば、イソブタン)を含む。好ましくはオレフィンの一部分を、ライン16a、16b、及び16cを経て反応器に沿って供給する。液体酸触媒の例えばH2SO4をライン56を経て供給し、補給酸をライン38を通して供給してよい。炭化水素反応物を、好ましくは一般に円柱形の塔である反応器に供給し、これは、ライン58を経て、適切な分散手段(図示せず)を通して分散体メッシュ40、例えば、共編成ワイヤ及びガラス繊維メッシュ中に供給するものである。
炭化水素液相はライン22を経て除去され、一部分はライン28を経て反応器の頂部に再循環する。炭化水素相の残りを、ライン26を経て蒸留塔20に供給し、ここでこれを精留する。ノルマルブタンは、供給物中に存在する場合、ライン36を経て除去でき、
アルキレート生成物をライン34を経て除去する。オーバーヘッド32は主に未反応のイソアルカンであり、ライン52を経て反応器10の頂部に再循環する。
以下の実施例の場合、実験室用反応器は高さ15フィート×直径1.5インチである。これに、様々な量及びタイプの充填材料を充填する。H2SO4ストックは、使用する充填材のホールドアップに依存して約1リットルである。サージリザーバーは約3リットルであり、全ての酸プラス液体炭化水素を底部を通して出し、単一のポンプを用いて二相混合物を循環する。供給物を、反応器の頂部で導入して再循環混合物と共に下降流で流す。反応の熱プラス周囲の熱増加によって蒸気が生じ、これは、液体を充填材を通して下降させる助けとなり、大きな乱れ及び混合を引き起こす。蒸気の大部分は、反応器出口の後で凝縮する。未凝縮の蒸気及び液体炭化水素生成物を、酸飛沫除去器を通し、次に背圧レギュレータを通して脱イソブタン塔に送る。質量流量計を供給物流れのために使用し、ドップラーメーター(Doppler meter)は循環度を測定する。脱イソブタン塔から生じた液体生成物を秤量する。しかしながら、ベント流量は、質量流量計で測定した入る供給物と秤量した出る液体生成物との間の差であると推定される。GCは、ベントを含む全ての炭化水素生成物を分析する。廃酸アッセイのために滴定を使用する。
稼働
以下の実施例において、実験ユニットは、存在する炭化水素の沸点で炭化水素及び酸を下降流で循環する。圧力及び温度の読みを電子的に記録する。反応器出口温度及び圧力を使用し、iC4/アルキレートフラッシュ計算を使用して、再循環炭化水素中のiC4の量を計算する。
三方弁を使用し、測定管を通して再循環全体を瞬間的に切り換えることによって、酸ストックを維持する。捕捉した材料は数秒で沈降して二層を形成する。次に酸層及び炭化水素層の体積%をドップラーメーターの読みと共に使用して、両方の相の体積循環度を推定する。
実施例におけるC4アルキル化のための典型的な稼働条件
1.充填材タイプ1は、1編みおきに400デニールマルチフィラメントガラス繊維糸と共に共編成した直径.011インチの304ssワイヤである。
2.充填材タイプ2は、1編みおきに800デニールマルチフィラメントポリプロピレンヤーンと共に共編成した直径.011インチ合金20ワイヤである。
実施例1
製油所C4オレフィン類を実験室用ユニットへの原料として使用:
様々なオレフィン類を用いた予想対実際のアルキル化生成物の分子量及びモルiC4捕捉
(例えば、理論的には1モルのC6オレフィンは1モルのiC4と反応してC10アルキレート;分子量=142を形成するはずである)
結果は、追加のiC4と化合するより多くのかつより低分子量のオレフィン類を生じる解重合を示す。
Claims (48)
- パラフィンアルキル化方法であって、アルカン及びオレフィンを、並流で、酸触媒の存在下、前記アルカン及び前記オレフィンを反応させる温度及び圧力の条件下で、分散体と接触させて、アルキレート生成物を製造することを含む方法。
- 前記アルカンはイソアルカンを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記酸触媒は流体を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記流体は液体を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記条件は前記液体をほぼその沸点に維持するようなものである、請求項4に記載の方法。
- 炭化水素連続である、請求項5に記載の方法。
- 前記イソアルカンは4〜8個の炭素原子を含み、前記オレフィンは3〜16個の炭素原子を含む、請求項5に記載の方法。
- 流れは下向きである、請求項7に記載の方法。
- 前記温度は約0°F〜200°Fである、請求項8に記載の方法。
- 前記分散体は共編成ワイヤ及びポリマーのメッシュを含む、請求項4に記載の方法。
- イソパラフィンアルキル化方法であって、酸、イソアルカン及びオレフィンを含む液体系を、並行下降流で、接触内容物を充填した反応帯域を通して前記液体系をほぼその沸点に維持する温度及び圧力の条件下で接触させることを含む方法。
- 炭化水素連続である、請求項11に記載の方法。
- 前記イソアルカンは4〜8個の炭素原子を含み、前記オレフィンは3〜16個の炭素原子を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記系は混合液/蒸気相を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記混合液/蒸気相は炭化水素を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記混合液/蒸気相は酸/炭化水素エマルションを含む、請求項14に記載の方法。
- パラフィンアルキル化方法であって、少なくとも2種の成分オレフィン類を含むオリゴマーとイソアルカンとを、酸アルキル化触媒の存在下、アルキル化条件下で接触させることと、前記イソアルカン及び前記成分オレフィン類のアルキル化生成物に相当するアルキレートを含む生成物を回収することと、を含む方法。
- 前記オリゴマーは第三級オレフィン成分を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記オリゴマーは6〜16個の炭素原子を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記イソアルカンは4〜5個の炭素原子を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記オリゴマーはイソブテン成分を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記オレフィンは6個の炭素原子を有するオリゴマーを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記オリゴマーはイソアミレン成分を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記第三級オレフィンはイソブテン及びイソアミレン成分を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記イソアルカンはイソブタンを含む、請求項21に記載の方法。
- アルキレートの一体化製造方法であって、オリゴマー化条件下で、ノルマル及び第三級オレフィン類を含む流れを酸陽イオン樹脂触媒と接触させて、前記第三級オレフィン類の一部分とそれら自体とを優先的に反応させてオリゴマー類を形成することと、前記オリゴマー類及びイソアルカンを、アルキル化条件下、酸アルキル化触媒の存在下でアルキル化帯域に供給して、前記第三級オレフィン類及び前記イソアルカンのアルキレートを含むアルキル化生成物を製造することと、を含む方法。
- 前記流れは、軽質ナフサC4〜C5カット、C4カットまたはC5カットを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記流れはイソブテンを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記流れはイソアミレン類を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記イソアルカンはイソブタン、イソペンタンまたはこれらの混合物を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記イソアルカンはイソブタン、イソペンタンまたはこれらの混合物を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記イソアルカンはイソブタン、イソペンタンまたはこれらの混合物を含む、請求項29に記載の方法。
- 前記酸アルキル化触媒は硫酸を含む、請求項27に記載の方法。
- 前記アルキル化は、約0°F〜約200°Fの範囲内の温度、及び約0.5ATM〜約50ATMの範囲内の圧力で実行される、請求項33に記載の方法。
- 前記酸アルキル化触媒はHFを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記第三級オレフィンはイソブテン、イソペンテンまたはこれらの混合物を含み、前記イソアルカンはイソブタン、イソペンタンまたはこれらの混合物を含み、前記酸アルキル化触媒は硫酸であり、前記アルキル化は、約0°F〜約200°Fの範囲内の温度、及び約0.5ATM〜約50ATMの範囲内の圧力で実行される、請求項27に記載の方法。
- 前記アルキル化生成物はイソオクタンを含む、請求項36に記載の方法。
- アルキレートの製造方法であって、オレフィン類とそれら自体とを反応させてオリゴマー類を形成する工程と、オリゴマー化生成物をアルキル化触媒の存在下でアルカンと接触させて、アルキレートを製造する工程と、を含む方法。
- 前記アルキル化触媒は硫酸である、請求項38に記載の方法。
- 前記アルキル化触媒はフッ化水素酸である、請求項38に記載の方法。
- 前記オリゴマー化生成物は蒸気相中にあり、前記アルカンは液相中にあり、前記アルキル化触媒は液相中にある、請求項38に記載の方法。
- 前記オリゴマー化生成物は液相中にあり、前記アルカンは蒸気相中にあり、前記アルキル化触媒は液相中にある、請求項38に記載の方法。
- 前記アルキル化触媒は固相中にある、請求項38に記載の方法。
- 前記アルキル化触媒は蒸気相中にある、請求項38に記載の方法。
- 前記オレフィン類はC2〜C16オレフィン類を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記オレフィン類はC2〜C16第三級オレフィン類を含む、請求項45に記載の方法。
- 前記アルカン類はイソアルカン類を含む、請求項38に記載の方法。
- アルキレートの製造方法であって、C2〜C16第三級オレフィン類とそれら自体とを反応させてオリゴマー類を形成する工程と、オリゴマー化生成物を酸アルキル化触媒の存在下でイソアルカンと接触させて、アルキレートを形成する工程と、を含む方法。
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