JPH01228922A - 炭化水素転化方法およびメチル−第三・ブチル−エーテルの製造方法 - Google Patents

炭化水素転化方法およびメチル−第三・ブチル−エーテルの製造方法

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JPH01228922A
JPH01228922A JP63044083A JP4408388A JPH01228922A JP H01228922 A JPH01228922 A JP H01228922A JP 63044083 A JP63044083 A JP 63044083A JP 4408388 A JP4408388 A JP 4408388A JP H01228922 A JPH01228922 A JP H01228922A
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ドナルド フランク ロアー,ジュニア
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパラフィンのオレフィンへの転化J3よび1−
オレフィンの内部オレフィンへの転化に関する。−層特
定的に本発明はオレフィンの異性化方法に関する。他の
一面において、本発明は脱水素方法に関する。
パラフィンのオレフィンへの転化は、広汎に研究され従
来的技術としての記述のある周知の方法である米国特許
第4.229.609号は、反復的に再生される水悉気
活竹の脱水素触媒床を用いて脱水素可能な炭化水素を脱
水素する方法について述べている。
本発明 新規な脱水素方法を提供するのが本発明の一目的である
本発明の別な目的はジアルキルエーテルを製造するため
の統合的り法を提供することである。
本発明の別な目的、利点、特質、詳細および実施態様は
、以下の本発明の詳細な説明、添付の特許請求の範囲お
よび図面から、当技術に熟達する者にとって明らかとな
ろう。
第1図はパラフィンおよびアルコールからジアルキルエ
ーテルを製造するための略解的流れ図である。
第2図はブテン転化生成物の棒グラフである。
本発明に従うに、以下に一層に詳細に述べるそして効率
的な脱水素触媒であることが知られている触媒がまた、
1−オレフィンを内部オレフィンへと転化するための優
れた異性化触媒でもあることが艶出されている。
従って、本発明の第一の態様に従うに、1−オレフィン
を内部オレフィンに転化するための方法が提供される。
この方法は以下に規定する1−オレフィン含有供給物流
を接触しかつ1−オレフィン含有率が低下し、対応する
一つあるいはいくつかの内部オレフィンの含有率が増大
している流出物流を得ることからなる。
一層特定的に、炭素原子4〜10個をもつ1−オレフィ
ンを以下に規定する触媒に1−オレフィンを異性化条件
下で接触することにより転化することができる。
本発明のこの第一の態様において使用でさろオレフィン
にはブjンー1、ベンアン−1、へ1廿ン−1,4−メ
チル−1−ベンテーン、1−オクテンおよび1−デヒン
が含まれる。特に好ましいオレフィンはノルンルアルフ
ァーオレフィンである。
しかし、2.3−ラメプル−1−ブテンのような仙のオ
レフィンもまた用いることができる。
本発明のこの第一の態様にて用いるW性化条件は以下の
範囲内にあるのが好ましい: 巽ゼl化条f1 一般に用   特に好ま いる条骨   しい条f’を 温度(下)950〜11!io   1080〜112
0圧力(ρsig)      0−2000〜100
水然気′g炭化水県 1/1〜25/+   2/1〜
15/1(モル比) LH3V”        i〜15    1.5〜
10水素対炭化水木    0〜L3/I  O〜08
/1(モル比) 1炭化水素の液空間速1uつより触媒中位体積あたり甲
117時間あたりの炭化水素体積 ■¥?、性化および脱水素に43いてト12の付加はf
−jなわれない。
融 媒 本発明の寸べての実施態様において用いる触媒は概括的
にみれば、支持体上の第■族金属触媒である。好ましい
第■族金属は白金である。支持体はアルミナ、シリカ、
マグネシア、ジル」ニア、アルミナ−シリケート、第■
族アルミネートスピネルおよびこのような支持体の混合
物であってよい。第■族金属はChemical  R
ubber  Companiesの”Handboo
k of Chemistry and Physic
s ” 45版(1964年)B−2ページに記載の丸
木周期率表の第1族に分類されている金属である。
第■金属のffi IJ臨界的でない。一般に、支持体
と金属との組合ぜの接触活性を生む准はいずれも用いる
ことができる。典型的には、第■金属は支持体100Φ
吊部あたり約o、oi〜約10都市部の範囲の吊で触媒
中に存在し、またしばしばこのωは約0.1〜約5重吊
部の範囲内にある。
第■族金底とともに共促進剤金属を触媒中で用いること
ができる。好ましい共促進剤は支持体100重が部あた
り10Φ聞部まで、望ましくは5重1部までの1iで一
般に用いる鉛、錫およびゲルマニウムである。共促進剤
を用いる場合、!lIIへ1的には、支持体100重吊
都市たり0.01〜10重量部の範囲、そしてしばしば
0.1〜1重量部の範囲の共促進剤を用いる。共促進剤
金属はハロゲン化物、硝M塩、オヤシレート、酢酸塩、
炭酸塩、プロピオン酸塩、酒石M塩、染糸酸塩、塩素酸
塩、酸化物、水酸化物等のような化合物としで用いるこ
とができる。共促進剤のうち錫が好ましい金属であり、
またハロゲン化第−錫を使利にかつ効率的に用いること
ができる。
水弁11’lの方法で用いる触媒は、金属化合物による
支持体の含浸のような既知の方法によって得る。
使用する化合物は、触媒の烟焼に際して、外来的な物質
が融媒上に顕著な吊で残存しない、特に企図−する接触
す法を妨げるであろう金属が残存しないよう41もので
あるべきである。
本発明の方法において有用な好ましい触媒はアルミン耐
仙鉛十の、特に望ましくはアルミンM 411鉛スピネ
ル十の白金を含む触媒である。触媒を錫で共促進するの
が最も好ましい。従って、本発明の最も好ましい触媒は
アルミンM曲鉛スピネル、白金および錫から実質的にな
る。一つの典型的な触媒はアルミンMIIJi鉛スピネ
ル支持体100・ト;−部あたり約0.1〜約5Φ昂部
の白金と約0.1〜1重吊都市錫を含んでよい。!If
ましい触媒は0.23〜0.55cc/yの範囲の細孔
容積および12〜30m2/gの範囲の表面積をもっ1
゜エーテルの製造 本発明の第二の態様はパラフィンからエーテルを製造す
る方法である。この第二の態様に従うに、イソパラフィ
ン含有流は、これの少くともいくらかをイソオレフィン
に転化するために、異性化ならびに改質帯内で上記に規
定する改質触媒と接触される。異性化ならびに改質帯か
ら反応流出物を扱き出す。この反応流出物の少くとも一
部分をエーテル生成帯に送入し、またこのニーアル生成
帯内rイソオレフィンをアルコールと反応してエーテル
を生成する。エーテル含有流出物をエーテル生成帯から
扱き出す。この1−チル含有流出物はまた1−オレフィ
ンと対応する内部オレフィンおよび未反応のイソパラフ
ィンもまた含む。エーテル含有流出物をニーアル生成物
流、がなりの量の未反応のイソパラフィンらまた含む1
−オレフィン含有流および内部オレフィン含有流へと分
離する。次いで、この内部オレフィンを内n1オレフィ
ン含有流から抜き出す。本発明に従うに1−オレフィン
含有流は次いで異性化ならびに改質帯へと循環し、1−
オレフィンの少くとも一部分を対応する内部オレフィン
へと転化するために触媒と接触する。
メチル第三ブチルエーテルを生成する反応のような典型
的な1−チル反応において、イソオレフィンがアルコー
ルと反応される。これらの方法は技術上周知であり、種
々な文献中に広く記載されている。未反応のイソブタン
は(l−デルの除去の後)、イソブタンをイソプヂレン
に転化するために改質操作へと循環することができるで
あろう。
しかしこのようイ【操作にまつわる問題は、沸点の近接
する他の炭化水素もまたi環され、その結果、1−チル
生成反応において反応しないこれらの炭化水素がrf6
できない水準にまで、このような循環路に急速に蓄積す
るということである。例えばブテン−2を除去するため
に分溜を用いることができようが、ブテン−1は、その
沸点がイソブチンの沸点と非常に近接しているので、効
率的に除去することかできない。
しかし、本発明に従うとき、改質反応(イソブタンをイ
ソブチンに転化する接触反応)へのブアンー1の循環は
、ブテン−1が改質条件下でブテン−2へ転化されるの
で、上記したごとき蓄積を惹起しないことが現在判明し
ている。このブテン−2は未反応のイソブタンおよびイ
ソブチンから分溜により容易に除去することができる。
従って本発明に従うに、上記に述べかつ規定した触媒は
二重の機能をもつ。すなわち、この触媒はイソブタンを
イソブチンに転化するよう通常のごとく脱水素的に作用
し、かつブテン−1をブテン−2へと転化する異性化触
媒として作用もする。改質帯は従って、改質ならびに異
性化帯でありまた触媒は所望の生成物すなわちエーテル
へと転化されるイソブチンを生成する触媒としでまたブ
テン−1をブアンー2へと転化することによる副生物処
理触媒としてともに働く。
水蒸気活性反応帯内で採用する異性化ならびに改質の条
件は本発明の第一の実7i1!態様に関して上記に述べ
た条件と同じである。特定的には以下の条f[が典型的
であり好んで採用される:改質ならびに異性化条件 一般に用   特に好ま いる条件   しい条件 温度(’F)      950〜1150  108
0〜1120j王力 (1)SiO)        
     O〜200        0〜100水蒸
気対炭化水素 171〜25/1  2/1〜15/1
(モル比) L トI S v *               
  1〜10         1.5〜81炭化水素
の液空間速度、すなわち触媒単位体積あたり単位時間あ
たりの炭化水素体積 この態様において用いる触媒および一層好ましい触媒は
上記と同じである。
本発明のエーテル生成反応工程自体は既知の工程である
。反応はイソオレフィンのアルコールとの反応である。
代表的なエーテル生成条件を下表に示す。
X−Tル牛成条f1 一般に用   特に好ま いる条件   しい条例 一度(下)90〜200  100〜170庁力(ps
igl      40〜6085〜260*L  H
S  V  ”              0.2〜
30          0.5〜20イソオレフイン
/ アルコール   02〜2    0.8〜13(七ル
比) 1圧力は反応を液相に保つのに十分ぐあろう1゜■液空
間速麿、すなわら触媒甲惜体積あたりの炭化水素体積 1−7−ル11−酸反応で用いる触媒はまた、従来的な
1−チル生成触媒である。このようなI −1ル1成触
媒は米国特許用3,979,461号および第3,90
2.870′;!、中に記載がある。特定的な例は弗化
水素、硫酸、△I Cj! 3 J3よび酸イオン交換
樹脂である。
エーテルを生成するプ1]セスに用いる主イj供給原F
1は炭素原子4〜8個をもつインパラフィンから生成さ
れるイソオレフィンである。イソブタンは特別/r例で
あり、メチル第三ブチルエーテルが高オクタンガソリン
配合原料であることがらみて、目下のところ好ましい4
4石である。■−iル1−成反応に用いる代表的なアル
コールは炭素IJd t 1〜3個をもつアルカノール
である。大手合易竹の白から、今のところメタノールが
好ましい。
1−チル生成反応のためのイソパラフィンを′1成する
イソオレフィン供給原料の1脱水木と、さしな【Jれば
循環路内に蓄積するであろう1−Aレフインの容易な除
去を可能とする1−オレフィンの内部オレフィンへのW
性化とをともに達成がるために、1−オレノイン含有流
を改質触媒と接触qるよう導入する本発明の実施態様に
おいて、全イソパラフィンと全1−オレフィンとの比は
一般にそして望ましくは以下の表に示すごときものであ
る。
一般に用いる比   好ましい比 1−Aレバン(1)/イソパラフィン(2)1/10〜
+/10000  1/100〜1/1000(1)■
−チル生成反応流出物から除去される1−Aレフイン含
有流中に含まれる1−オレフィン。
本発明のこれ以十の詳細および好ましい実施態様は図面
および特定的実施例に関する以トの記述から明らかとな
るであろう。
図面には、本発明の方法に関する略解的流れ図が示され
ている。水蒸気活性のある改質触媒の入った水蒸気活性
改質器1内に主としてイソブタンを含む供給原料を管2
を経て導入する。t!3を経て改質器1に水蒸気を導入
する。水蒸気活r[改質:Sからの流出物を管11を経
てMTBE反応器ならびに9頗系統4に送入する。この
M丁BF反応器ならびに分離系統4には管5を経てメタ
ノール流らまた導入する。メチル第三ブチルi−Tル(
MTBE)を管6を軽TM[BF反ci5器イfらびに
分離系統4からl、12.!5出す。未反応イソ1全ン
、未反応イソブテン、ブテン−1、ブ1ン−2お」、び
n−ブタンを含有するムシ1牛物流を管7を経て分1f
llI塔8に送入する。この分溜塔8はブテン−2、n
−ブタンまたは重質分の少くとも大部分をJM l貞か
ら除去するごとき条例下で運転する。ブテン−1、イソ
ブタンおよびイソブチンから実質的になる墳頂流は怜9
を経て水蒸気7i!I竹改′¥1各1へと循aする。ブ
テン−2お上びn−ブタンならびに他の副生物を含有す
る塔底流は管10にまり堝8がら央き出す。
塔偵流9内に含まれるブテン−1は、水蒸気活性反応:
S内ぐ、平衡によって決まる吊だけブテン−2へと転化
され、管9を合む循環路内にブテン−1が蓄積するのが
防がれる。管9内の流れ中のイソブタンは水蒸気活性改
質器内で少くとも部分的にイソブチンに転化される一力
、イソブーアンはM丁BE反応器ならびに分離系統4内
で少くとも部分的にMTBEに転化される。従って本発
明に従う水然気活性改質:Sは改質器および副生物処理
装置の両方であるという二重の機能をもち、同上処理装
置内でブテン−1が内部オレフィンつまりこの例におい
てはブテン−2に転化され、ブテン−2は分溜塔8から
塔底流として除去される。
支施■ユ 本例においてはブテン−1流を水蒸気活性改質条件下で
水蒸気活性改質触媒と接触する。供給原料組成および反
応器流出物組成は下表に示す。本例はLH8V4.O1
水蒸気/炭化水素比6/1系の圧力5.0psioおよ
び平均床温度1050°Fにて実施する。反応器には1
/8インチベレットの選好した触媒を充填した。本例の
ための触媒は0.6重量部の白金、1.0重11部の錫
、および98.4mm部のアルミン酸亜鉛スピネル支持
体を含んだ。細孔容積は0.29CC/9であり表面積
は16m2/gであった。触媒床寸法は直径2インチ良
さ14インチであり、選好した触媒900gが充填され
た。表に示す反応器供給物および反応器流出物は較正し
たガスクロマドグラフを用いて計量した。ガスク臼?ト
ゲラフの分析を示す。
表 C;               0.138゛S C20・590 Co27.351 C30,496 c:                1.570C4
0,2450,066 n C40,0477,725 ブタジエン            6851H225
,526 N20.466     0.967 メタン              3682Co  
              O,200上記の表は、
水蒸気活性改質触媒はかなりの吊の1−ブテンを2−ブ
テンに転化する効率的な責性化触9X’cあることを示
す。2−ブテンはイソブタン、イソブチンおよび1−ブ
テンよりかなり高い沸点をもつので、本発明の方法にお
いて2−ブテンはエーテル生成反応流出物から容易に除
去できる。
実施例2 水蒸気活性改質工程へのイソブチンの循環の影響および
水蒸気活性改質工程へ循環するブテン−1の影響をみる
ために、以下の二つの操作を実施した。
第1の操作においては95モル%のイソブタン供給原料
に5%モル%のイソブタンを混入した。
この混合物を水蒸気活性改質パイロットプラントに供給
した。予想のとおり、得られた転化率は、純粋な供給原
料にて得られる転化率より1〜3%低下した。液空間速
度4および水蒸気対炭化水素比5:1において種々の操
作を行った。平均床温1σおよびイソブタンの転化率を
以下の表に示すとともに、種々のイソブタン転化率に関
する水蒸気活性改質工程におけるイソブタン供給物中の
5%のイソブチンの影響も示す。
去 転化イソブタン百分率、% 温度   供給物中にイソ  供給物中のイソ下   
 ブテンなし    ブテン5%1020     4
3.3       41.21040     46
.9       44.81060     50、
4       48.01080     53、9
       51.6イソブタン     イソブチ
ンの選択率、%転化率新規 供給物に対 供給物中にイソ 供給物中のイソケ6百分
率 ブテンへし   ブテン5%142       
  95.7          94.444   
     95 1         93.846 
        94.5           93
.350        93 3         
 92  +*選択率の口出:選択率(%)−(生成物
中のイソブタン供給物中のイソブチン)÷転化イソJタ
ン;従って「選択率」は低下すると予想される。
イソブタンとともにブテン−1を水蒸気活ゼl改質操作
に循環ケる影警をみるために別へ操0を行った1、この
一連の操作において、土tと同じパイロットプラント操
nにおいて、95モル%のイソブタンとと5に5しル%
のブテン−1を供給原Flとして用いた。以下の表は純
粋く1供給原料つまり純粋なイソブタンを混入供給原料
つまり955モル%のイソブタンと5七ル%のブ1ン−
1とを含有q6供給原料と比較Jるために得た結末を示
寸。
この表のデータは液空間速1u4、水蒸気対炭化本丸比
5:1、平均床温1.u 1050下に基く。
以下の表は種々の平均床淘麿について、5tル%のブテ
ン−1(a1人した供給原料に比較しつつ、純粋な供給
原料にて冑たイソブタンの転化率を)、す。
転化イソブタン自分率 温度   供給物中のイソ  供給物中のイソブ工= 
  ブテン−1なし  テン−1が5%1048   
      48.4 1050                     
   49.71054         48.8 1067         52.2 1070                     
    51.04071         50.8 +074         5L8 上記のN11宋は、通量°の水蒸気活性改′FI(つま
り、イソパラフィンのイソオレフィンへの転化)および
胃性化操作(つまり、ブテン−1のブテン−2への転化
)の双すを達成Jるために、水、榛気改質操作を効率的
に用いることができることを示す。
ブ1ンー1のあるものもまたノルマルブタンへと713
水素化されていることに留意ηべきである。改質部への
イソブタン供給物は「)−ブタン0.5モル%から5モ
ル%の絶間の少量の[)−ブタンを含む。しかしノルン
ルブタンはそのより高い沸自からみ−C、イソブチレン
、イソブタンおよびブテン=1から容易に陥入すること
がでさる。
:mユ 第2図に示づのと同じ触媒および条件を用いて比較操作
を行った;操作は純粋なブテン−1および混入供給物(
イソブチンと5モル%のブテン−1)により実施した。
結果を第2図に示す。これからみることができるように
、流出物の組成は実質的に変化しない。従って改?i器
は、循環ブテン=1をブテン−2へと転化しかつブテン
−1の蓄積を防止するために使用できる。
本発明の趣意および範υ11から逸脱することなく、当
技術に熟達する名にとって明らかとなるCあろう適切な
変更および変改を、本発明に対して<74ことができる
【図面の簡単な説明】
第1図はシアルギル丁−jルの製)香のための略解約流
れ図である。 第2図はブテン転化生成物の棒グラフである。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭素原子4〜10個をもつ少くとも一つのモノ−
    1−オレフィンおよび炭素原子4〜10個をもつイソパ
    ラフィンを含む供給原料を、100重量部のアルミン酸
    亜鉛、0.01〜10重量部の第VIII族金属および0〜
    5重量部の鉛、錫またはゲルマニウムからなる触媒と反
    応帯内で接触して、モノ−1−オレフィンの少くとも一
    部分を二重結合を内部にもつモノ−オレフィン異性化物
    へと異性化しかつイソパラフィンの少くとも一部分を脱
    水素してイソ−オレフィン改質物を生成し、モノ−オレ
    フィン異性化物とイソ−オレフィン改質物とをともに含
    む流出物を上記反応帯から抜き出し、 この流出物の少くとも一部分をエーテル生成帯に送入し
    、かつアルコールとエーテル生成触媒と接触し、 エーテル含有流出物を上記エーテル生成帯から抜き出し
    、 このエーテル含有流出物の少くとも一部分を分離帯内に
    導入し、 エーテル生成物流を上記分離帯から抜き出し、内部モノ
    −オレフィン異性化物流を上記分離帯から抜き出し、 モノ−1−オレフィン含有流を上記分離帯から抜き出し
    、かつ このモノ−1−オレフィン含有流によつて反応帯への供
    給原料の一部を生成する ことからなる炭化水素の転化方法。
  2. (2)触媒が100重量部のアルミン酸亜鉛、0.01
    〜10重量%の白金および0〜5重量%の錫から実質的
    になる請求項1記載の方法。
  3. (3)アルコールが炭素原子1〜3個をもつアルカノー
    ルである請求項1または2記載の方法。
  4. (4)イソパラフィンがイソブタンであり、アルコール
    がメタノールでありまた1−オレフィンが1−ブテンで
    ある請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
  5. (5)(a)約950゜Fから約1150゜Fの温度範
    囲内にある異性化ならびに改質帯内で、触媒基材と第V
    III族金属とからなる改質触媒にイソブタン−含有流と
    水蒸気とを接触させてイソブタンの少くとも一部分をイ
    ソブテンに転化し、 (b)反応流出物を上記異性化ならびに改質帯から抜き
    出し、 (c)この反応流出物の少くとも一部分をエーテル−生
    成帯に送入しかつそこでエーテル生成触媒の存在でイソ
    ブテンをメタノールと反応してメチル−第三・ブチル−
    エーテルを生成し、 (d)メチル−第三・ブチル−エーテル含有流出物を上
    記のエーテル−生成帯から抜き出しかつこの流出物を分
    離帯に送入し、 (e)このエーテル含有流出物をこの分離帯内で、 (aa)メチル−第三・ブチル−エーテル含有生成物流 (bb)1−ブテン含有流、および (cc)2−ブテン含有副生物流へと分離し、かつ (f)この1−ブテン含有流を上記の異性化ならびに改
    質帯に送入し上記の改質触媒と接触してこの1−ブテン
    含有流中の1−ブテンの少くとも一部分を転化して2−
    ブテンを生成し、これを副生物流として分離帯から抜き
    出すことからなる、エーテル−生成帯内で触媒の存在の
    下にエーテル生成条件下でイソブテンとメタノールとを
    反応することによりメチル−第三・ブチル−エーテルを
    製造する方法。
  6. (6)異性化ならびに改質帯内の1−ブテンとイソブタ
    ンとのモル比が1/10〜1/10,000の範囲内に
    ある請求項5記載の方法。
  7. (7)触媒基材がアルミン酸亜鉛スピネルを含み、第V
    III族金属が触媒基材100重量部あたり約0.1〜約
    5重量部の量の白金を含み、さらにまた改質触媒が支持
    体100重量部あたり0.1〜1重量部の量の錫を含む
    請求項5または6記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0474188A3 (en) * 1990-09-04 1994-08-24 Phillips Petroleum Co Methyl-tertiaryalkyl ether production
JPH06279340A (ja) * 1993-01-06 1994-10-04 Stone & Webster Eng Corp 統合mtbeプロセス
JP2009521491A (ja) * 2005-12-22 2009-06-04 ユーオーピー エルエルシー メタセシスによるオキシジェネートからオレフィンへの転化

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